交通标志牌结构验算

悬臂式标志牌结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据板面高度：H = 2.00(m)板面宽度：W = 8.00(m)板面单位重量：W1 = 13.26(kg/m^2)1.2 横梁数据边长:0.18(m)横梁长度：L = 7.8(m)横梁壁厚：T = 0.008(m)横梁间距：D1 = 1.0(m)横梁单位重量：W1 = 45.22(kg/m)1.3 立柱数据边长: 0.35(m)立柱高度：L = 7.40(m)立柱壁厚：T = 0.014(m)立柱单位重量：W1 = 153.86(kg/m)2 荷载计算2.1 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。

2.1.1 板面重量计算标志版单位重量为13.26(kg/m2)标志版重量：G1 = 13.26×16×9.8×1.1(N) = 2.2871(KN)2.1.2 横梁重量计算G2 = 2×45.22×7.8×9.8×1.1(N) = 7.6046(KN)2.1.3 立柱重量计算G3 = 153.86×7.8×9.8×1.1(N) = 12.9372(KN)2.1.4 计算上部总重量G = G1 + G2 + G3 = 22.8289(KN)3 风荷载计算3.1 标志版风力F1 = βz×μs×μz×ω0×(W ×H)= 12.944(KN)3.2 立柱风力F2 =βz×μs×μz×ω0×(W ×H)= 2.096(KN)4 横梁设计计算说明：由于单根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。

对单根横梁所受荷载计算如下：4.1 荷载计算竖直荷载G4 = γ0×γG×G1 / 2 = 1.372(KN)均布荷载ω1 = γ0×γG×G2 / (2 ×H) = 0.585(KN/m)水平荷载F wb = F1 / 2 =6.472(KN)4.2 强度验算计算横梁跟部由重力引起的剪力Q y1 = G4+ ω1 ×H = 5.935(KN)计算由重力引起的弯矩M y1 = G4×(l2 + l3) + ω1 ×l12 / 2 = 45.393(KN*m)计算横梁跟部由风力引起的剪力Q x1 = F1 = 6.472(KN)计算由风力引起的弯矩M x1 = F1×(l2 + l3) = 30.0948(KN*m)4.3 横梁截面信息横梁截面积 A = 5.504 ×10-3 (m2)横梁截面惯性矩I = 2.72 ×10-5 (m4)横梁截面模量W = 3.02 ×10-4(m3)4.4 计算横梁跟部所受的合成剪力和弯矩合成剪力：Q = (Q x12 + Q y12) 0.5 =8.781 (KN)合成弯矩：M = (M x12 + M y12) 0.5 = 54.463 (KN*m)4.5 最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：σ= M / W = 170.939 (MPa) < [σ] = 215.000(MPa), 满足设计要求横梁根部的最大剪应力为：τ= 2 ×Q / A = 3.846 (MPa) < [τ] = 125.000(MPa), 满足设计要求4.5 变形验算计算垂直绕度f y = G4 / (γ0×γG) ×(l2 + l3)2×(3 ×l1 - l2 - l3) / (6 ×E ×I) + ω1 / (γ0×γG) ×l14 / (8 ×E ×I)= 0.0518(m)计算水平绕度f x = F wb/ (γ0×γQ) ×(l3 + l2)2×(3 ×l1 - l2 - l3) / (6 ×E ×I) + ω2 / (γ0×γQ) ×l23 / (6 ×E ×I)= 0.0707(m)计算合成绕度f = (f x2 + f y2)0.5 = 0.0877(m)f/l1 = 0.0117 > 1/100, 不满足设计要求。

悬臂式标志版结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据板面高度：H = 3.00(m)板面宽度：W = 6.00(m)板面单位重量：W1 = 13.26(kg/m^2)1.2 横梁数据八角钢：边长= 0.08(m)横梁长度：L = 1.50（7.5）(m)横梁壁厚：T = 0.008(m)横梁间距：D1 = 1.50(m)立柱单位重量：W1 = 38.70(kg/m)1.3 立柱数据八角钢：边长= 0.12(m)立柱高度：L = 8.60(m)立柱壁厚：T = 0.01(m)立柱单位重量：W1 = 73.10(kg/m)2 荷载计算2.1 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。

2.1.1 板面重量计算标志版单位重量为13.26(kg/m2)标志版重量：G1 = 13.26×18×9.8×1.1(N) = 2.5722(KN)2.1.2 横梁重量计算G2 = 2×38.7×7.5×9.8×1.1(N) = 6.2578(KN)2.1.3 立柱重量计算G3 = 73.1×8.6×9.8×1.1(N) = 6.7770(KN)2.1.4 计算上部总重量G = G1 + G2 + G3 = 15606.94(N) = 15.608(KN)3 风荷载计算3.1 标志版风力F1 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×(W ×H) / 1000= 15.266(KN)3.2 横梁风力F2 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×Σ(W ×H) / 1000= 0.355(KN)3.3 立柱风力F3 = γ0×γQ×(1/2 ×ρ×C ×V2) ×(W ×H) / 1000= 1.527(KN)4 横梁设计计算说明：由于单根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可人为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。

交通标志结构计算书1 设计资料1.1 板面数据1)标志板A数据板面形状：矩形，宽度W=3.3(m)，高度h=2.2(m)，净空H=5.5(m)标志板材料：LF2-M铝。

单位面积重量：8.10(kg/m^2)2)附着板A数据板面形状：圆形，直径D=1.2(m)，净空H=6.0(m)标志板材料：LF2-M铝。

单位面积重量：8.10(kg/m^2)1.2 横梁数据横梁的总长度：5.48(m)，外径：152(mm)，壁厚：8(mm)，横梁数目：2，间距：1.45(m) 1.3 立柱数据立柱的总高度：8.2(m)，立柱外径：377(mm)，立柱壁厚：10(mm)2 计算简图见Dwg图纸3 荷载计算3.1 永久荷载1)标志版重量计算标志板A重量：G1=A*ρ*g=7.26×8.10×9.80=576.299(N)附着板A重量：G1=A*ρ*g=1.131×8.10×9.80=89.777(N)式中：A----标志板面积ρ----标志板单位面积重量g----重力加速度，取9.80(m/s^2)则标志板总重量：Gb=ΣGi=666.075(N)2)横梁重量计算横梁数目2，总长度为5.48(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：28.839(kg/m)横梁总重量：Gh=L*ρ*g*n=5.48×28.839×9.80×2=3096.698(N)式中：L----横梁的总长度ρ----横梁单位长度重量g----重力加速度，取9.80(m/s^2)3)立柱重量计算立柱总长度为8.20(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：91.874(kg/m) 立柱重量：Gp=L*ρ*g=8.20×91.874×9.80=7382.995(N)式中：L----立柱的总长度ρ----立柱单位长度重量g----重力加速度，取9.80(m/s^2)4)上部结构总重量计算由标志上部永久荷载计算系数1.10,则上部结构总重量:G=K*(Gb+Gh+Gp)=1.10×(666.075+3096.698+7382.995)=12260.345(N)3.2 风荷载1)标志板所受风荷载标志板A：Fwb1=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A1]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.547^2)×7.26]=4878.826(N)附着板A：Fwb2=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A2]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.547^2)×1.131]=760.031(N)式中：γ0----结构重要性系数，取1.0γQ----可变荷载分项系数，取1.4ρ----空气密度，一般取1.2258(N*S^2*m^-4)C----标志板的风力系数，取值1.20V----风速，此处风速为25.547(m/s^2)g----重力加速度，取9.80(m/s^2)2)横梁所迎风面所受风荷载:Fwh=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*W*H]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×0.80×25.547^2)×0.152×1.711]=116.54 9(N)式中：C----立柱的风力系数，圆管型取值0.80W----横梁迎风面宽度，即横梁的外径H----横梁迎风面长度，应扣除被标志板遮挡部分3)立柱迎风面所受风荷载:Fwp=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*W*H]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×0.80×25.547^2)×0.377×7.00]=1182.29 8(N)式中：C----立柱的风力系数，圆管型立柱取值0.80W----立柱迎风面宽度，即立柱的外径H----立柱迎风面高度4 横梁的设计计算由于两根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。

交通标志牌结构验算交通标志牌的结构设计包括标志牌面板、支撑结构和连接方式等几个方面。

首先，标志牌面板需要满足一定的强度和刚度要求，以承受外部荷载和抵抗风力。

标志牌面板常用的材料有铝合金、钢板和聚碳酸酯等。

在设计时需要考虑标志牌面板的材料强度和刚度参数，并根据实际情况确定标志牌面板的厚度和尺寸。

其次，支撑结构是保证标志牌能够稳定固定在指定位置的关键。

一般来说，交通标志牌的支撑结构采用立柱或梁柱结构，材料有钢管、钢杆或铝合金型材等。

在设计支撑结构时，需要考虑其稳定性和强度，以及与标志牌面板之间的连接方式和受力情况。

连接方式是指标志牌面板和支撑结构之间的连接方式。

常用的连接方式有焊接、螺栓连接、铆接等。

在选择连接方式时，需要综合考虑连接强度、工艺难易性和经济性等因素。

交通标志牌结构的验算主要包括静态通风性验算、动态通风性验算和抗风性验算等几个方面。

静态通风性验算是指对标志牌面板的设计进行空气动力学分析，确定标志牌面板所受到的气动力荷载，并进行强度和刚度验算。

动态通风性验算是指对在交通流量较大的情况下，标志牌面板受到的振动和共振的影响进行分析，以确定标志牌在实际使用条件下的稳定性和安全性。

抗风性验算是指对标志牌的整体结构进行分析，以确定其能够承受的最大风力荷载，并通过结构分析和强度验算来保证标志牌的稳定性和安全性。

在进行交通标志牌结构验算时，需要根据相应的设计规范和标准来进行，例如《交通标志标线设计规范》（GB5768-2024）和《公路交通设施设计规范》（JTGB01-2024）。

同时，还需要利用现代计算机辅助设计软件和有限元分析软件等工具进行结构分析和验算，以提高计算效率和准确性。

综上所述，交通标志牌的结构设计和验算是确保标志牌符合设计要求和安全性要求的重要环节，需要综合考虑材料强度和刚度、支撑结构稳定性、连接方式和受力情况等因素，在实际设计中遵循相关规范和标准，并辅以现代计算机辅助设计软件和有限元分析软件等工具进行分析和验算。

交通标志结构计算书（1）计算简图（横排4m×2.4m）写国家标准GB5768-86《道路交通标志和标线》和国家标准GBJ9-87《建筑结构载荷规范》（2）荷载计算1）永久载荷各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加 标志板的单位密度为3312.810/W kg m =⨯其重力为：31 4.0 2.40.003 2.8109.8 1.10.869()G kN =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=横梁拟采用2133 6.0φ⨯ 单位重量为20.02466()0.024666(1336)18.791/W S D S kg m =⨯-=⨯⨯-=其总重力为：2218.791 5.59.8 1.1 2.228()G kN =⨯⨯⨯⨯=立柱拟采用27310.0φ⨯ 单位重量为30.02466()0.0246610(27310)64.856/W S D S kg m =⨯-=⨯⨯-=其总重力为：364.8567.99.8 1.1 5.532()G kN =⨯⨯⨯=标志上部结构的总重量：1230.869 2.228 5.5238.620()G G G G kN =++=++=有关系数将视永久载荷效应对结构构件或连接的承载能力是否有利而选取相应的系数2）风载荷 标志板：()()()210111001111/100021(1600)/10002 1.2258 1.216000.45 4.0 2.4/100wb Q b b Q b b F CV W H C W W H γγργγρ⎡⎤⎛⎫=⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=1 =1.0 1.42 =7.117（kN ）横梁()()()210hni 00hni 1/100021(1600)/10002 1.22580.816000.45 1.60.1332/1000wh Q HI Q HI F CV W H C W W H γγργγρ⎡⎤⎛⎫=⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑∑ =1 =1.0 1.42 =0.234（kN ）立柱：()()()2p10hni 00hni 1/100021(1600)/10002 1.22580.816000.457.90.273/1000w Q HI Q HI F CV W H C W W H γγργγρ⎡⎤⎛⎫=⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=1 =1.0 1.42 =1.066（kN ）以上式中符号：0b p 4k a ,;s .m 1.2w w W F kN F N C C γγρ---=0Q 2 基本风压，根据北京地区取0.45P ； - 标志板所受的风载荷 - 单根立柱或横梁所受的风载荷,k ;- 结构重要性系数，交通标志结构安全等级按二级考虑，该系数取为1.0； - 可变载荷（主要为风载荷）分项系数，一般情况下，采用1.4； - 空气密度，一般取1.2258N.；风力系数，标志板；圆管型立柱C=0.8，薄壁矩形bi bi p pn i i V -立柱C=1.4， 其他型钢及组合型钢立柱C=1.3; 风速度，m/s;W - 第块标识板的宽度；H - 第块标识板的高度；n - 标识板的数量W - 立柱或横梁的迎风面宽度；H - 立柱或横梁的迎风面高度，注意应扣除被标识板遮挡的部分；（3）横梁的设计计算由于两根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁将平均分担总荷载，其所受的荷载为总荷载的一半，其受力图如下图所示：单根横梁所受荷载为： 竖直荷载：1400.8691.0 1.20.521()22G G G kN γγ==⨯⨯= 210 2.228/ 1.0 1.2/5.50.243(/)22Gh G w H kN m γγ==⨯⨯=水平荷载：17.1173.559()22wb wbF F kN === 211/(2)0.234/(2 1.6)0.073(/)wh hn w F H kN m =⨯=⨯=1）强度验算横梁根部由重力引起的剪力为：1410.5210.243 5.5 1.858()y h Q G w H kN =+=+⨯=由重力引起的弯矩为：2111423()2y w l M G l l =++⨯20.243 5.5 =0.521（1.6+2）+2=1.876+3.675=5.551（kN.m ）横梁根部由风引起的剪力为：122 3.5590.073 1.6 3.676()x wb Q F w l kN =+=+⨯=由风载引起的弯矩为：222123()2x wb w l M F l l =++⨯20.073 1.6 =3.559（1.6+2）+2=12.812+0.187=12.999（kN.m ）横梁的尺寸规格为133 6.0φ⨯截面积为3202 4.89810A r m πδ-==⨯截面惯性矩为4464() 4.8371064I D r mπ-=-=⨯抗弯截面模量为5327.27410I W mD -==⨯ 横梁根部所受的合成剪力为：4.119()Q kN ===合成弯矩为：14.136(.)M kN m ===①最大正应力验算：横梁根部的最大正应力为：3max514.13610194.3()[]215()7.27410d M MPa MPa W σσ-⨯===<=⨯②最大剪应力验算：3max34.1191022 2.219()[]125()3.71310d Q MPa MPa A ττ-⨯=⨯=⨯=<=⨯③危险点应力验算：从略。