广场广告牌钢结构工程广告牌杆件计算

—--—- 钢柱设计信息———-—钢材等级：235柱高（m):15.000柱截面：空心圆管截面：D*T=1000*12柱平面内计算长度系数：1。

000柱平面外计算长度：0.000强度计算净截面系数：1.000截面塑性发展:考虑构件所属结构类别：独立柱设计内力：绕X轴弯矩设计值Mx （kN。

m)：1600.000绕Y轴弯矩设计值My (kN.m）：0.000轴力设计值N (kN）：180。

000-————设计依据——-——《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）—-———柱构件设计——-——1、截面特性计算A =4.9461e-002; Xc =5.0000e-001；Yc =5。

0000e—001;Ix =5。

9895e-003; Iy =5。

9895e—003;ix =3.4799e-001; iy =3.4799e—001;W1x=1.1979e-002; W2x=1.1979e—002;W1y=1.1979e—002; W2y=1。

1979e-002；2、柱构件强度验算结果截面塑性发展系数：γx=1.150柱构件强度计算最大应力(N/mm2）：119.784 < f=215。

000柱构件强度验算满足.3、柱构件平面内稳定验算结果平面内计算长度(m)：15。

000平面内长细比λx：43.105对x轴截面分类：b 类轴心受压稳定系数φx：0。

886等效弯矩系数βmx：1。

000计算参数Nex'（KN)：49201。

949柱平面内长细比：λx=43。

105 〈[λ]= 150。

000柱构件平面内稳定计算最大应力（N/mm2）: 120.593 〈f=215。

000柱构件平面内验算满足。

4、柱构件平面外稳定验算结果平面外计算长度（m）：0.000平面外长细比λy：0。

000对y轴截面分类：b 类轴心受压稳定系数φy：1。

000受弯整体稳定系数φbx:1。

000等效弯矩系数βtx：1.000闭口截面影响系数：η=0。

8米高广告牌钢结构设计计算书1 基本参数1.1广告牌所在地区：福州地区;1.2地面粗糙度分类等级：按《建筑结构荷载规范》(ＧB50０09－2001)A类:指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类:指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类:指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按Ｂ类地形考虑。

2 广告牌荷载计算2.1广告布广告牌的荷载作用说明:广告牌承受的荷载包括:自重、风荷载、雪荷载以及活荷载.（1)自重:包括广告布、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照4０0N/ｍ２估算：(2)风荷载:是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GＢ50009采用;(３)雪荷载：是指广告牌水平投影面上的雪荷载，按GＢ500０9采用；（4)活荷载:是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009,可按500N/m２采用;在实际工程的广告牌结构计算中，对上面的几种荷载,考虑最不利组合，有下面几种方式,取用其最大值:Ａ:考虑正风压时:ａ。

当永久荷载起控制作用的时候,按下面公式进行荷载组合：Sk＋=1。

35Gk＋0.6×１。

4wk＋0.7×1。

4Sk(或Qk)ｂ.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+＝1。

2Ｇｋ+1。

4×wｋ+0.7×1.4Sk(或Ｑk）B:考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合:Ｓk-＝1。

0Gｋ+1。

4wｋ2.2风荷载标准值计算:按建筑结构荷载规范（ＧB50０0９—2001)计算：ｗｋ+=βgｚμｚμs1＋w……7.1.1—２[GB5０0０9-２001 2006年版］wk-＝βgzμzμs１－ｗ０上式中：ｗk+：正风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(ＭPa)；wk-:负风压下作用在广告牌上的风荷载标准值（MPａ);Z：计算点标高：8m;βgz:瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算（高度不足5m按５m计算):βｇz =Ｋ(1＋2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地：βgz =０。

广告牌杆件计算基本参数：1：计算点标高：8m；2：力学模型：悬臂梁；3：荷载作用：均布荷载(有拉杆作用)；4：悬臂总长度：L=8000mm，受力模型图中a=1000mm，b=7000mm； 5：拉杆截面面积：6287mm26：分格宽度：B=1500mm；7：悬臂梁材质：Q235；本处杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1结构的受力分析：(1)荷载集度计算：q k：组合荷载作用下的线荷载集度标准值(按矩形分布)(N/mm)； q：组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm)； S k：组合荷载标准值(MPa)；S：组合荷载设计值(MPa)；B：分格宽度(mm)；q k=S k B=0.002069×1500=3.104N/mmq=SB=0.002817×1500=4.226N/mm(2)拉杆轴力计算：由于拉杆在广告牌外力作用下在铰接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数和等于拉杆在轴力作用下产生的位移量在垂直方向上的矢量即：P：拉杆作用力在垂直方向上的分力(N)；qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉杆/EAE：材料的弹性模量，为206000MPa；L拉杆：拉杆的长度；A：拉杆截面面积(mm2)；P=qL4A(3-4a/L+(a/L)4)/8(Ab3+3L拉杆I)=15751.273N拉杆的轴向作用力为：N=P/sinα=31517.037N(3)广告牌杆件截面最大弯矩处(距悬臂端距离为x处)的弯矩设计值计算：M max：悬臂梁最大弯矩设计值(N·mm)；x：距悬臂端距离为x处(最大弯矩处)；q：组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm)； L：悬臂总长度(mm)；a、b：长度参数，见模型图(mm)；经过计算机的优化计算，得：x=8000mm|M max|=|P(x-a)-qx2/2|=24973089N·mm1.2选用材料的截面特性：(1)悬臂杆件的截面特性：材料的抗弯强度设计值：f=215MPa；材料弹性模量：E=206000MPa；主力方向惯性矩：I=102584500mm4；主力方向截面抵抗矩：W=658260mm3；塑性发展系数：γ=1.05；(2)拉杆杆件的截面特性：拉杆的截面面积：A=6287mm2；材料的抗压强度设计值：f1=215MPa；材料的抗拉强度设计值：f2=215MPa；材料弹性模量：E=206000MPa；1.3梁的抗弯强度计算：抗弯强度应满足：N L/A+M max/γW≤f上式中：N L：梁受到的轴力(N)；A：梁的截面面积(mm3)；M max：悬臂梁的最大弯矩设计值(N·mm)；W：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数，取1.05；f：材料的抗弯强度设计值，取215MPa；则：N L=Pctgα=27298.737NN L/A+M max/γW=27298.737/9351+24973089/1.05/658260=39.051MPa≤215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求。

项目名称功夫熊猫广告牌广告牌高度（米）13广告牌间距（米）3基本风压0.35体形系数 1.3阵风系数 1.7风压高度变化系数 1.13风压标准值0.874055弯矩（标准值）221.5729425剪力（标准值）34.088145基础验算基础宽（米）3基础长（米） 2.5基础埋深（米）2Fk+Gk375偏心距e(米)0.59086118pkmax126.4275913a0.659138823a 1.977416460.75b 1.8753a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.52258354脱开比例为0.209033416必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩289.7492325抗倾覆力矩468.75抗倾覆/倾覆 1.617778228必须大于1.6项目名称华润钢结构广告牌高度（米） 3.3广告牌间距（米） 2.15基本风压0.35体形系数1阵风系数 1.7风压高度变化系数1风压标准值1弯矩（标准值）6261剪力（标准值）7.095基础验算基础宽（米） 1.6基础长（米） 2.4基础埋深（米） 1.29Fk+Gk113.7408偏心距e(米)0.545099032pkmax72.36513966a0.6549009683a 1.9647029030.75b 1.83a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.435297097脱开比例为0.18137379必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩71.15255抗倾覆力矩136.48896抗倾覆/倾覆 1.918258165必须大于1.6项目名称华润钢结构广告牌高度（米） 3.3广告牌间距（米） 2.15基本风压0.35体形系数1阵风系数 1.7风压高度变化系数1风压标准值1弯矩（标准值）6148.5剪力（标准值）7.095基础验算基础宽（米） 1.6基础长（米）2基础埋深（米） 1.49Fk+Gk121.78427偏心距e(米)0.500886816pkmax101.6669865a0.4991131843a 1.4973395520.75b 1.53a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.502660448脱开比例为0.251330224必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩71.57155抗倾覆力矩121.784抗倾覆/倾覆 1.701569967必须大于1.6。

广告牌构件计算一计算依据《建筑结构荷载规范》 GB50009—2001《钢结构社机规范》 GB50017-2003二计算参数2.1 Ø*1203.5钢管截面积 A=1280mm2回转半径 r=41.2mm2。

2 40＊3角钢截面系数 W=1230mm32.3 Q235钢抗弯设计强度 f=215N/mm2三构件计算3。

1 风荷载标准值广告牌高7.50m，总高H=14m，地面粗糙度按C类W k=βz·μs·μz·r w·W0式中βz-高度Z处风振系数取1.14～1。

36（计算附后）μs—风载体型系数取0.07（计算附后）μz-风压高度变化系数15m以内,0。

74r w-风载分项系数取1.4W k=βz·μs·μz·K·W0=1.14(1.36)×0.07×1×1.4×2。

64=0.295（0.35)KN/m2如取3.8m宽板带计算线荷载分别为q1=0。

295×3.8=1。

12KN/mq2=0.35×3。

8=1.33KN/ma 集中荷载P=7.5×（1.12+1。

33）/2=9.2KN b为安全计集中力作用于顶部节点，计算简图如图2c 支座反力A支座：水平反力27。

6KN竖向反力11.5KNB支座：水平反力18。

4KN竖向反力7.7KN3。

2.2 Ø120×3。

5钢管强度验算a 按绗架计算各杆内力系数注于图2内。

b 计算Ø120×3.5钢管应力，按最大压力及最长杆件计算,取大值.最大压力σ=N/ØA 其中N=KPλ=L/r=3905/41.2=95 查GB50010—2003附录C得Ø=0.676σ=N/ØA=2。

328×9.2/(0.676×1280）=24。

一、风荷载计算1、标高为:Z=10M处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算:W k: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2): Zm高处阵风系数(按B类区计算):βgzμf=0.5×(Z/10)-0.16＝0.50βgz=0.89×(1+2μf)= 1.78μz: Z(m)高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001)μz=(Z/10)0.32 = 1.00 风荷载体型系数μs= 1.2W k=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001) =1.60kN/m2(2). 风荷载设计值:W: 风荷载设计值: kN/m2r w: 风荷载作用效应的分项系数: 1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用W=r w×W k= 2.24kN/m2二.内力结构计算: (中横向ZHL)整体结构梁受力计算:荷载:(1) G(#2Ak)平均重力: 1.00kN/m^2(2).W 风荷载设计值: 2.24kN/m^2M(#1G): 平均自重下组合梁弯矩(kN.m)q(#1G):荷载集度设计值:(kN/m)a(#4sjcg):计算跨度: 14mB: 计算单元宽: 6.5mq(#1G)=1.4×G(#2Ak)×B=1.4×0.5×1.0=9.1 kN/mM(#1G)=q(#1G)×a(#4sjcg)^2/8=222.95kN.m垂直于平面的分布水平地震作用:α(#3max)= q(#3EAk): 垂直于平面的分布水平地震作用 (kN/m)q(#3EAk)=5×α(#3max)×G(#2Ak) (JGJ102-96 5.2.4) =0.8 kN/mγ(#1E): 地震作用分项系数: 1.3q(#2EA)=1.3×q(#3EAk)=1.04 kN/mq(#1E)：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)q(#1E)=q(#2EA)×B=6.76 kN/mM1=M(#1G)+0.6×M(#1E)=289.20kN.m风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)q(#1w): 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)r(#1w): 风荷载作用效应的分项系数： 1.4W(#1k): 风荷载标准值: 1.60kN/m2B: 计算单元宽: 1q(#1w)=1.4×W(#1k)×B= 2.24k N/mq(#1w): 风荷载线分布最大荷载集度设计值: 2.24 a’(#4sjcg):计算跨度:14mM(#1w)=q(#1w)×a’(#4sjcg)^2/8=54.95 kN.mN(#1w): 风荷载对横梁端的集中力设计值(kN)N(#1w)= q(#1w)×a’(#4sjcg)/2=61.62k N钢管（￠500×12）横梁强度校核1．刚度计算:A: D500X12钢管截面积: d=D-t=48.8=45.97cm^2γ: 塑性发展系数: 1.0i: 回转半径: I=0.35d=17.08 cm λ: 构件细长比L0: 钢管杆计算长度:7.00mλ=L0×100/i40.98<[λ]=150刚度满足.σ: 计算强度(N/mm2)(为拉弯构件)N: 受力设计值:61.62kNA: 立柱型材截面积: 45.97cm2M: 弯矩: 54.95kN·mW x1: 立柱截面抗弯矩:2191cm3γ: 塑性发展系数: 1.05σ=N×10/A+M×103/1.05/W x1=37.29≤ｆa=215N/mm2钢管梁强度可以满足钢管（￠1200×14）立柱强度校核1．刚度计算:A: D1200X14钢管截面积: d=D-t=118.6=111.72cm^2γ: 塑性发展系数: 1.0i: 回转半径: I=0.35d=41.51 cm λ: 构件细长比L0: 钢管杆计算长度:16.00mλ=L0×100/i38.54<[λ]=150刚度满足.σ: 计算强度(N/mm2)(为拉弯构件)Nw: 受风力设计值:61.62kNA: 立柱型材截面积: 111.72cm2M: 弯矩: 985.91kN·mW x1: 立柱截面抗弯矩:15280cm3γ: 塑性发展系数: 1.05σ=N×10/A+M×103/1.05/W x1=66.96≤ｆa=215N/mm2钢管立柱强度可以满足基础整体稳定验算：M1=985.91kN·mN=280KN*************************************************************************************************计算项目: 承载力计算-1************************************************************************************************[计算条件]1、基础信息基础埋深 d = 2.00 m基础宽 B = 4.50 m基础长 L = 9.00 m基础底标高 Bg = -2.00 m2、土层信息N= 280地下水标高 = -2.20 m 顶层土标高 = 0.00 m 土层数 = 3土层号 厚度(m) 重度(MPa) 承载力 深度修正 相对密度 孔隙比 压缩模量 土层 1 -5 18 130 1 2.7 0.8 7.5 土层 2 -10 18 130 1 2.7 0.8 7.5 土层 3 -15 18 130 1 2.7 0.8 7.5 3、荷载信息 荷载标准值 N = 280.00 kn Mx = 1300.00 kn*m My = 130.00 kn*m单位面积的基础及覆土重 γ`h = 20.00 kPa[计算结果]计算根据： 中华人民共和国国家标准GB50007-2002 --综合法4、底板反力 (kPa):平均 p= 26.914 最大 pmax= 52.593 最小 pmin= 1.235 角点 p1 = 1.235 p2 = 9.794 p3 = 52.593 p4 = 44.0335、承载力计算地基(抗震)承载力设计值 = 202.400地基承载力验算满足0.000-15.000-10.000-5.000剖面图1-N= 2804.50221)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγηak f p <ak f p 2.1max <6、下卧层承载力计算基底下土层号 土层厚 承载力特征值 全压应力 扩散角 土层 2 5.00 207.86 56.43 0.00 土层 3 5.00 259.82 102.71 0.00四．预埋件计算: (第1处) 本工程预埋件受拉力和剪力(拉杆节点）V: 剪力设计值:Vc=61619.4NV=1.2*Vc=73943.2NN: 法向力设计值:Nd=616194NN=1.2*Nd=739432.3N Me=M1=985909761N·mmN(#3um1): 锚筋根数:20根 锚筋层数:1层K(#1r): 锚筋层数影响系数: 1.000 关于混凝土：混凝土标号C30混凝土强度设计值:f(#1c)=15.000N/mm^2按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥ GBJ10采用。

广告牌及其他相关制作计价标准
一、户外广告牌（标识牌）及相关工程钢构件部分
1、钢构件材料费=材料净用量×1.06（含6%损耗）×当月武汉市市场信息价=A
2、钢构制作安装及运输费=钢构件的净用量×1.06（含6%损耗）×
1500元/吨=B
3、综合管理费（包含利润及管理费）=（A+B）×5%=C
4、税费（包含税金及上缴费用）=（A+B+ C）×5%=D
5、钢构件部分总价=A+B+C+D
二、户外广告牌及相关工程非钢构件部分
1、非钢构件材料费（参照实施当月之武汉市市场信息价）=A
2、非钢构件制作、安装费（包括制作、安装及运输，根据实际实施之工作量核算计取）=B
3、综合管理费（包含利润及管理费）=（A+B）×5%=C
4、税费（包含税金及上缴费用）=（A+B+ C）×5%=D
5、非钢构件部分总价=A+B+C+D
三、综合事项制作工程总费用=（一+二）。

项目名称功夫熊猫广告牌广告牌高度（米）13广告牌间距（米）3基本风压0.35体形系数 1.3阵风系数 1.7风压高度变化系数 1.13风压标准值0.874055弯矩（标准值）221.5729425剪力（标准值）34.088145基础验算基础宽（米）3基础长（米） 2.5基础埋深（米）2Fk+Gk375偏心距e(米)0.59086118pkmax126.4275913a0.659138823a 1.977416460.75b 1.8753a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.52258354脱开比例为0.209033416必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩289.7492325抗倾覆力矩468.75抗倾覆/倾覆 1.617778228必须大于1.6项目名称华润钢结构广告牌高度（米） 3.3广告牌间距（米） 2.15基本风压0.35体形系数1阵风系数 1.7风压高度变化系数1风压标准值1弯矩（标准值）6261剪力（标准值）7.095基础验算基础宽（米） 1.6基础长（米） 2.4基础埋深（米） 1.29Fk+Gk113.7408偏心距e(米)0.545099032pkmax72.36513966a0.6549009683a 1.9647029030.75b 1.83a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.435297097脱开比例为0.18137379必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩71.15255抗倾覆力矩136.48896抗倾覆/倾覆 1.918258165必须大于1.6项目名称华润钢结构广告牌高度（米） 3.3广告牌间距（米） 2.15基本风压0.35体形系数1阵风系数 1.7风压高度变化系数1风压标准值1弯矩（标准值）6148.5剪力（标准值）7.095基础验算基础宽（米） 1.6基础长（米）2基础埋深（米） 1.49Fk+Gk121.78427偏心距e(米)0.500886816pkmax101.6669865a0.4991131843a 1.4973395520.75b 1.53a>0.75b必须满足脱开基础长度为T0.502660448脱开比例为0.251330224必须小于25%抗倾覆验算倾覆力矩71.57155抗倾覆力矩121.784抗倾覆/倾覆 1.701569967必须大于1.6。

钢管柱强度及稳定性验算由3d3s 11.0建模加载得到各单元内力，由此作为单元验算及独立基础计算依据。

3d3s模型及风荷载数据如下：钢管柱单元内力如下:N=506KN M x =2646KN*m M y =4583KN*m9977506000 2.64610 4.5831027029583566.4 2.73810 2.73810y x n nx ny M M N MPa MPa A W W ⨯⨯++=++=<⨯⨯ 故强度满足要求。

长细比 23550 2.1105.16470.28x x l i λ⨯=== 钢管属于b 类构件 查表得构件稳定系数0.295x ϕ= 欧拉临界力为：225223.1416 2.11083566.415662000105.16Ex x E A N N πλ⨯⨯⨯⨯⨯=== 则97506000 1.0 5.291102142955060000.29583566.4(10.8) 2.73810(10.8)15662000mx xx xEx M N MPa MPa N A W N βϕ⨯⨯+=+=<⨯⨯-⨯⨯-故稳定性满足要求。

钢管梁端螺栓节点验算钢管柱单元内力如下:合成剪力为: 2257.432.465.91v KN += 合成弯矩为: 2258.7213.4221.33M KNm =+=轴力为：75.7N KN =螺栓采用10.9级M27摩擦型高强度螺栓，布置如下图所示：预拉力设计值290P KN =单个螺栓的抗剪承载力设计值为：0.90.910.4290104.4b v f N n P KN μ==⨯⨯⨯= 合成剪力8b v vN < 故抗剪满足要求。

一个螺栓的抗拉承载力设计值为：0.80.8290232bt N P KN ==⨯=最外排螺栓拉力为：112222275.7221.33100032589.92161622(124230300)2325i My N N KN m y ⨯⨯=+=+=⨯⨯+++⨯∑ 1b t N N < 故抗拉满足要求。

----- 钢柱设计信息-----钢材等级：235柱高(m)：15.000柱截面：空心圆管截面:D*T=1000*12柱平面内计算长度系数：1.000柱平面外计算长度：0.000强度计算净截面系数：1.000截面塑性发展：考虑构件所属结构类别：独立柱设计内力：绕X轴弯矩设计值Mx (kN.m)：1600.000绕Y轴弯矩设计值My (kN.m)：0.000轴力设计值N (kN)：180.000----- 设计依据-----《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）----- 柱构件设计-----1、截面特性计算A =4.9461e-002; Xc =5.0000e-001; Yc =5.0000e-001;Ix =5.9895e-003; Iy =5.9895e-003;ix =3.4799e-001; iy =3.4799e-001;W1x=1.1979e-002; W2x=1.1979e-002;W1y=1.1979e-002; W2y=1.1979e-002;2、柱构件强度验算结果截面塑性发展系数: γx=1.150柱构件强度计算最大应力(N/mm2): 119.784 < f=215.000柱构件强度验算满足。

3、柱构件平面内稳定验算结果平面内计算长度(m)：15.000平面内长细比λx：43.105对x轴截面分类：b 类轴心受压稳定系数φx：0.886等效弯矩系数βmx：1.000计算参数Nex'(KN)：49201.949柱平面内长细比：λx=43.105 < [λ]= 150.000柱构件平面内稳定计算最大应力(N/mm2): 120.593 < f=215.000 柱构件平面内验算满足。

4、柱构件平面外稳定验算结果平面外计算长度(m)：0.000平面外长细比λy：0.000对y轴截面分类：b 类轴心受压稳定系数φy：1.000受弯整体稳定系数φbx：1.000等效弯矩系数βtx：1.000闭口截面影响系数：η=0.7柱平面外长细比：λy=0.000 < [λ]= 150.000柱构件平面外稳定计算最大应力(N/mm2): 97.136 < f=215.000 柱构件平面外验算满足。