交通标志结构计算书--双柱式(2009规范)
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单柱式式标志结构计算书1 结构概况1.1 结构尺寸1) 立柱:规格:∅89x4.5x2300 (mm)2) 标志板:矩形265x340x3.01.2 计算控制1) 结构重要性系数:Ro = 1.02) 设计风速:V = 30.6 (m/s)1.3 结构总体图2 校核内容和标准2.1 计算校核主要依据[1] 《道路交通标志和标线》GB 5768[2] 《道路交通标志板及支撑件》GB/T 23827[3] 《公路交通标志和标线设置规范》JTG D82[4] 《钢结构设计规范》GB 50017[5] 《混凝土结构设计规范》GB 50010[6] 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1[7] 《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T 6892[8] 《建筑地基基础设计规范》GB 50007[9] 《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01)2.2 材料机械性能钢材的物理性能指标2.3 材料强度设计值钢材的强度设计值[Q235](N/mm^2)2.4 螺栓设计强度连接螺栓的强度设计值(N/mm^2)2.5 地脚螺栓设计强度地脚螺栓的强度设计值(N/mm^2)2.6 刚度校核标准结构刚度设计值(mm)3 荷载计算3.1 永久荷载考虑有关连接件及加劲肋等的重量,所有上部结构的总重力按照110%计。
1) 标志板重力:G1 = 0.007(kN)2) 立柱重力:G2 = 0.211(kN)3) 上部结构总重力:G = (G1 + G2) * 1.1 = 0.240(kN)3.2 风荷载标志板(1)F wb1=γoγQ ⎝⎛⎭⎪⎫12ρCV2×A1000= 0.043(kN)式中:ρ-----------------------1.2258(g/m3)γO-----------------------1.0γQ-----------------------1.4C-----------------------1.2V-----------------------30.6(m/s)A-----------------------0.09(m2)立柱(1)F wp1=γoγQ ⎝⎛⎭⎪⎫12ρCV2×A1000= 0.029(kN)式中:ρ-----------------------1.2258(g/m3)γO-----------------------1.0γQ-----------------------1.4C-----------------------0.8V-----------------------30.6(m/s)A-----------------------0.18(m2)4 立柱根部受力计算1) 立柱根部由标志板风力引起的弯矩:M x1 = 0.093(kN*m)2) 立柱根部由立柱风力引起的弯矩:M x2 = 0.029(kN*m)5 立柱强度校核5.1 荷载计算:1) 垂直荷载:N = γ0γG*G = 0.288(kN)2) 水平荷载:H = 0.071(kN)3) 风荷载引起的弯矩:M = 0.122(kN)5.2 立柱截面信息1) 立柱规格:∅89×42) 立柱截面积:A = 1194.6(mm²)3) 立柱截面惯性矩:I = 0.107×10-5(m4)4) 立柱截面模量:W = 0.240×10-4(m3)5.3 最大正应力验算1) 轴向荷载引起的正应力:σc= NA= 0.241(MPa)2) 弯矩引起的正应力:σw= MW= 5.058(MPa)3) 组合应力:σMax = σc + σw = 5.299(MPa)<f = 215.0 (MPa) [通过] 5.4 最大剪应力验算水平荷载引起的剪应力:τHmax= 2×FA= 0.120(MPa) <fv = 125.0 (MPa) [通过]5.5 危险点处应力验算对于圆柱形立柱截面,通过圆心与X-X轴成45°的直线与截面中心线的交点处于复杂应力状态,正应力和剪应力均比较大,应对该点进行应力状态分析。
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。
单柱式标志结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据1)标志板B数据板面形状:矩形,宽度W=1.2(m),高度h=0.8(m),净空H=3.65(m)标志板材料:LF2-M铝。
单位面积重量:8.10(kg/m^2)2)标志板A数据板面形状:圆形,直径D=1.0(m),净空H=2.6(m)标志板材料:LF2-M铝。
单位面积重量:8.10(kg/m^2)1.2 立柱数据立柱的总高度:4.41(m)立柱外径:89(mm)立柱壁厚:4(mm)2 计算简图见Dwg图纸3 荷载计算3.1 永久荷载下面各计算式中系数K(1.10),为上部结构荷载增大系数。
1)标志版重量计算标志板B重量:G1=A*ρ*g*K=0.959×8.10×9.80×1.10=83.705(N)标志板A重量:G2=A*ρ*g*K=0.785×8.10×9.80×1.10=68.579(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=152.285(N)2)立柱重量计算立柱总长度为4.41(m),使用材料:奥氏体不锈钢无缝钢管,单位长度重量:8.512(kg/m) 立柱重量:Gp=L*ρ*g*K=4.41×8.512×9.80×1.10=404.659(N)式中:L----立柱的总长度ρ----立柱(或横梁)单位长度重量g----重力加速度,取9.80(m/s^2)3)上部结构总重量计算G=(Gb+Gp)=(152.285+404.659)=556.944(N)3.2 风荷载1)标志板所受风荷载标志板B:Fwb1=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A1]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.55^2)×0.959]=644.362(N)标志板A:Fwb2=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A2]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.55^2)×0.785]=527.923(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25.55(m/s^2)g----重力加速度,取9.80(m/s^2)则标志板所受风荷载:Fwb=ΣFwbi=1172.285(N)2)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×[(0.5×1.2258×0.80×25.55^2)×0.089×2.65]=105.688( 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,应扣除被标志板遮挡部分4 强度验算由立柱的外径89(mm),壁厚4(mm)。
中山市古神公路二期工程北段I标盖梁施工计算书中铁七局集团郑州工程有限公司中山市古神公路二期工程北段I标项目经理部目录一、编制依据 (2)二、分项工程概况 (2)三、专项施工方案设计 (2)四、支承平台及模板布置 (3)五、计算参数 (5)六、结构计算 (6)(一)、荷载分布 (6)(二)、底模(竹胶板)受力计算 (6)(二)、龙骨受力计算 (7)(三)、分布梁受力计算 (7)(四)、主横梁受力计算 (8)(五)、钢棒(剪力销)受力计算 (10)(六)、预留孔受力计算 (10)(七)、侧模受力计算 (11)(九)、对拉杆计算 (13)七、结论 (13)一、编制依据1、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)2、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)3、《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》(JGJ130-2001)4、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社)5、国家及交通部颁发的有关设计、施工规范及验收标准6、《中山市古神公路二期工程北段Ⅰ标施工图设计》7、现场实际情况及调查资料二、工程概况中山市古神公路二期工程北段Ⅰ标中小桥共三座,但只有麒麟中桥有墩柱6条,盖梁8个,主道盖梁长13.039m,辅道盖梁9.375m,高1.3m,宽1.6m,砼设计强度为C30,主道盖梁为24.9m,辅道盖梁18.0m.三、专项施工方案设计麒麟中桥1#、2#桥墩处于河涌,为方便小鱼船通航,桩基施工时只半幅围堰。
因此,不可能采取管架式支架,钢棒箍成本高,介于顾及到进度,经济效益施工方便,决定采用剪力销作为承重支撑,即在墩柱上预留孔穿钢棒搭设支承平台施工。
本方案将对主道双柱式盖梁荷载、弯矩最大、最不利的工况下对其模板支撑体系进行分别设计和验算,辅道不以算之。
主道双柱式盖梁最大尺寸为1303.9cm ×160cm×130cm,混凝土方量24.9m3。
盖梁简图如下:四、支承平台及模板布置盖梁施工支承平台采用在每个墩柱上各穿一根250cm长φ120mm钢棒(A45钢),上面采用墩柱两侧各一根1400cm长I63a工字钢做横向主梁;主梁上面安放一排每根300cm长的I20a工字钢,间距为60cm作为分布梁;分布梁上架300cm×10cm×10cm的方木作为龙骨,龙骨间距为30cm;龙骨上铺设2.0cm后的塑胶板作为盖梁底模。
单柱式标志结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据1)标志板B数据板面形状:矩形,宽度W=1.2(m),高度h=0.8(m),净空H=3.65(m)标志板材料:LF2-M铝。
单位面积重量:8.10(kg/m^2)2)标志板A数据板面形状:圆形,直径D=1.0(m),净空H=2.6(m)标志板材料:LF2-M铝。
单位面积重量:8.10(kg/m^2)1.2 立柱数据立柱的总高度:4.81(m)立柱外径:89(mm)立柱壁厚:4(mm)2 计算简图见Dwg图纸3 荷载计算3.1 永久荷载下面各计算式中系数K(1.10),为上部结构荷载增大系数。
1)标志版重量计算标志板B重量:G1=A*ρ*g*K=0.959×8.10×9.80×1.10=83.705(N)标志板A重量:G2=A*ρ*g*K=0.785×8.10×9.80×1.10=68.579(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=152.285(N)2)立柱重量计算立柱总长度为4.81(m),使用材料:奥氏体不锈钢无缝钢管,单位长度重量:8.512(kg/m)立柱重量:Gp=L*ρ*g*K=4.81×8.512×9.80×1.10=441.363(N)式中:L----立柱的总长度ρ----立柱(或横梁)单位长度重量g----重力加速度,取9.80(m/s^2)3)上部结构总重量计算G=(Gb+Gp)=(152.285+441.363)=593.647(N)3.2 风荷载1)标志板所受风荷载标志板B:Fwb1=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A1]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.55^2)×0.959]=644.362(N)标志板A:Fwb2=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A2]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.55^2)×0.785]=527.923(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25.55(m/s^2)g----重力加速度,取9.80(m/s^2)则标志板所受风荷载:Fwb=ΣFwbi=1172.285(N)2)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×[(0.5×1.2258×0.80×25.55^2)×0.089×3.05]=121.641( 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,应扣除被标志板遮挡部分4 强度验算由立柱的外径89(mm),壁厚4(mm)。
Φ68单柱式标志结构计算书1.设计依据:《道路交通标志和标线》(GB5768.1-2009)《公路交通安全设施设计细则》(JTG∕TD81-2017)《公路交通标志标线设置指南》《钢结构设计手册》《钢结构设计规范》(GB50017-2017)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)《地基基础设计规范》(GB5007-20U)《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)2.设计资料:1.1板面数据版面1:三角形,1100X3风速V=35ra/s2.2立柱数据根数:1钢材型号:Q235外径D=68mm壁厚ll=5mm单位重P1=7.768Kg/m3.3法兰盘数据钢材型号:Q235长Lf=210mm,宽Wf=210mm边距Wl=50mm厚度lf=20mm肋板数Nl=44.4加劲肋数据钢材型号:Q235长L1=60mm,高H1=90mm厚度Tl=I5mm焊脚尺寸Hf=5mm5.5地脚螺栓数据钢材型号:Q235直径Dd=27mm受拉数螺栓数Nl=26.6基础数据基础碎标号:C20长Lj=O.6m,宽Wj=O.6m,厚Hj=O.7m容重rj=24kN∕m^3基底容许应力[6]=290kPa基底摩擦系数f=0.33.荷载计算:3.1恒载标志板重力Gl=AXPb×g=43.131N立柱重力G2=L×Pl×g=216.957N上部结构总重G=(G1+G2)*α=286.097N3.2风荷载标志板Fwbl=γ0×γq×[(0.5×P×C×V^2)×A]=0.595kN立柱FwPI=YOXYqX[(0.5Xp×C×V^2)×A]=0.103kN 4.强度验算:4.1计算截面特性及底部受力立柱截面积A=9.896e-004m^2立柱截面惯性矩I=πX(D^4-d^4)∕64=4.941e-007m^4立柱截面抗弯模量W=π×D A3×(1-0^4)∕32=1.453e-005m^3立柱底部受到的弯矩M=ZFwiXhi=L574kN.m立柱底部受到的剪力F=∑Fwi=O.698kN4.2最大正应力验算σm=M∕W=108.318MPa<[σd]=215MPa,满足要求4.33最大剪应力验算τm=2×F∕A=1.41MPa<[τd]=125MPa,满足要求4.4危险点应力验算4.4.1危险点位置及受力危险点所在位置x=y=2.227e-002m正应力O=MXY/1=70.96MPa剪应力X=F×Sx∕(2×I×tl)=697.581*7.016e-006∕(2*4.941e-007*5.000e-003)*le-6=0.991MPa4.4.2据即第四强度理论进行校核0l=σ∕2+((σ∕2)^2+τ"2)"1/2O2=0o3=σ∕2-((σ∕2)^2+τ-2)'1/2o4=(σ'2+3×τ-2)^1/2=70.981MPa<[cd]=215MPa,满足要求5.变形验算:5.1标志版所受风荷载引起的扰度计算公式f=PXh'2∕(6XEXI)X(3XL40,式中P=Fwb∕(γO×γq),L=2.85mPl=O.472kN,h=2.474m得f1=2.874e-002m5.2底部均布荷载产生的扰度计算公式f=q×h^4∕(8×EXI)式中q=Fwp∕(γO×γq)=4.084e-002kN,h=1.997m得f,=7.984e-004m5.33底部均布荷载产生的转角计算公式0,=q×h^3∕(6×E×I)式中q=Fu∙p∕(γOXγq)=4.084e-002kN,h=1.997m得0,=5.330e-004rad5.4柱顶总变形扰度总扰度f=∑f+(L-h)×tan(θ)=3.000e-002m式中L=2.85m,h=1.997mf∕L=l.0525e-002<1/75,满足要求6.柱脚强度验算:6.1受力情况竖向力N=γOXYBmGXBmG=O.232kN水平力F=O.698kN由风载引起的弯矩M=I.574kN.m6.2法兰盘受压区长度Xn偏心距e=M∕N=6.792m钢与险的弹模比n=Es∕Ec=7.357受拉地脚螺栓的总面枳Ae=9.188e-004ιn^2受压区的长度Xn据下式求解:Xn^3+3×(e-L∕2)×Xn^2-6×n×Ae∕B×(e+L∕2-Lt)×(L-Lt-Xn)=O求解得Xn=7.4802e-002m6.3底板下的混凝土最大受压应力σc=2×N×(e+L∕2-Lt)∕(B×Xn×(L-Lt-Xn∕3))=1.496MPa<βc×fc=34MPa,满足要求6.4受拉侧地脚螺栓的总拉力Ta=NX(e-L∕2+Xn∕3)/(L-Lt-Xn/3)=11.516kN<Λe×fs=128.632kN,满足要求6.5水平抗翦承载力Vfb=0.4×(N+Ta)=4.699kN>F=O.698kN,满足要求6.6法兰盘厚度验算6. 6.1受压侧计算:对两相邻边支承板:自由边长a2=0.148m,固定边长b2=7.425e-002m由b2∕a2=0.5,查表得α=6.020e-002M=α*σc*(a2)^2=1.985kN.m法兰盘厚度t=(6×Mmax∕f)^1/2=7.623mm<20mm,满足要求7. 6.2受拉侧计算:法兰盘厚度t=(6×NaXLai/((D+2*Lai)♦f))^1/2=9.286mm<20mm,满足要求6.7加劲肋验算由底板下混凝土的分布反力得到的剪力为:Vi,=Ari×Lri×σc=9.872kN螺拴拉力所产生的剪力:Na=5.758kN得Vi=max(Vi,,Na)=9.872kN加劲肋高度Hri=9.000e-002m,厚度Tri=l.500e-002m剪应力τR=Vi/(Hri×Tri)=7.312MPa<fv=125MPa,满足要求角焊缝抗剪强度τf=Vi∕(2×0.7*Hf×(Hri-0.001))=17.628MPa<ff=160MPa,满足要求7.基础验算:7.1基底应力验算竖向总荷载N=BmG+rj×V=7.87kN弯矩M=FwbX(h2+H)+Fwp×(hl+H)=2.051kN.m基底应力最大值OmaX=N∕A+M∕W=36.328kPa<[δ]=290kPa,满足要求基底应力最小值Omin=N∕A-M∕W=-IL734kPa<0,基底出现负应力负应力分布宽度Lx=Iomin∣∕(∣σmin∣+σmax)×L=O.195m<Aa=O.25*L=0.2m即基底负应力面积小于总面积的1/4,满足要求基底应力最大值OmaX=N∕A+M∕W=47.033kPa<[δ]=290kPa,满足要求7.2倾覆稳定性验算K0=L∕2∕e=l.535>L3,满足要求7.3滑动稳定性验算Kc=μ×N∕F=3.385>1.2,满足要求。
双柱式标志结构设计计算书(1) 基本资料5.6m×4.55m铝合金矩形标志板, 立柱采用2[14a,立柱缀板60×6mm计算简图(略)(2) 荷载计算1) 永久荷载标志板单位重量为(5.4kg/m2 )标志板重力为G1=5.6×4.55×5.4×9.8=1348.40(N)立柱采用2[14a,立柱缀板60×6mmG2=(487.34+94.92)×9.8=5700.27(N)标志上部结构的总重量G按标志板和立柱重量的110%计(考虑有关连接件及加劲肋等的重量),则G=( G1+ G2) ×1.10=(1348.40+5700.27)×1.10=7753.537(N)2) 风荷载标志板FWB=γ0γQ[(1/2ΡCV2)(Wb1×Hb1)]/1000=1.0×1.4×[(1/2×1.2258×1.2×302) ×(2.8×4.55)]/1000 =11.81(kN)立柱FWP=γ0γQ[(1/2ΡCV2)(Wb1×Hb1)]/1000=1.0×1.4×[(1/2×1.2258×1.4×302) ×(0.124×4.77)]/1000 =0.64(kN)(3)强度验算立柱的截面积为A=(0.001851×2)m2半截面静矩S1 =0.06×0.006×(0.07-0.0125)=2.07×10-5 m3S2 =(0.07×0.006×0.035)×2+(0.052×0.0095)×(0.07-0.00475)×2=6.163×10-5 m3S= S1 + S2 =8.233×10-5 m3截面惯性矩为I=0.06×0.006×(0.07-0.0125)2 ×2+5.637×10-6 ×2=13.655×10-6 m4抗弯截面膜量为W=I/y=1.951×10-4m3立柱根部所受到的由风载引起的弯矩为:M= FWB×h2 + FWp×h1=11.81×(1.8+2.97+4.55/2)+0.64×4.77/2=84.73(kN.M)立柱根部所受到的由风载引起的剪力为:F= FWB + FWp=11.81+0.64=12.45(kN)1) 最大正应力验算立柱根部横断面上由风荷载引起的最大正应力为:σmax =M/W=84.73×103 /1.951×10-4 =434.29(Mpa)>[ σd ]=215(Mpa),强度不足2) 最大剪应力验算τmax =Fmax ×S/(I×b)=12.45×103 ×8.233×10-5/(13.655×10-6×0.012)=6.26(Mpa)<[τd]=125Mpa3) 危险点应力验算危险点E所在位置为槽钢腹板与翼板交接处:S=(0.058×0.0095)×(0.07-0.0095/2)×2=7.191×10-5 (m3 )σE =My/I=84.73×103×(0.07-0.0095/2)/(13.655×10-6 )=404.88(Mpa)τE =Fmax×S/(I×b)=12.45×103×7.191×10-5/(13.655×10-6×0.012)=5.46(Mpa)<[τd]=125Mpa根据第四强度理论,σ4 =√(σE 2 +3τE 2 )= √(404.882 +3×5.46 2 )=404.99>[ σd ]=215(Mpa),强度不足(4)变形验算立柱总高度为:L=4.55+1.8+2.97=9.32m标志板所受集中荷载标准值为:P= FWB /(γ0γQ )=11.81/(1.0×1.4)=8.44(Kn)该荷载与立柱根部之间的距离为:h2 =7.045m;由该荷载引起的立柱顶部挠度为:f2 =[p h2 2 /(6EI)] ×(3L- h2 )=[8.44×103 ×7.045×7.045/(6×206×109 ×13.655×10-6 ) ]×(3×9.32-7.045)=0.519(m)标志板与基础之间的立柱所受均布荷载标准值为:q= FWP /(γ0γQ h)=0.64/(1.0×1.4×4.77)=0.096(kN/m)其顶部挠度为:f1 =q h1 4 /(8EI) =0.096×103 ×4.774 /(8×206×109 ×13.655×10-6 )=0.00221(m)转角为:θ= q h2 3 /(6EI)= 0.096×103 ×4.773 /(6×206×109 ×13.655×10-6 )=6.173×10-4 (rad)立柱顶部的总变形为挠度为:f = f1 + f2 +(L-h) ×tan(θ)=0.00221+0.519+4.55×tan(6.173×10-4 )=0.5213(m)f/L=0.5213/9.32=1/18>1/100,不足(5)基础验算B=0.8m L=1.2m H=1.5m1) 基底所受外荷载为:N=G+γv=7754+24(0.8×1.5×1.2)=42.31(kN)弯矩M= FWB×(h2+1.5)+FWp×(h1 +1.5)=11.81×(1.8+2.97+4.55/2+1.5)+0.64×(4.77/2+1.5)=103.40(kN.M)基底应力最大值为:σmax =N/A+M/W=42.31/(1.2×0.8)+ 103.40/(1/6×0.8×1.22 )=582.61(Kpa)>[σ]=290(kPa)基底应力最小值为:σmin =N/A-M/W=42.31/(1.2×0.8)- 103.40/(1/6×0.8×1.22 )=-494.47(Kpa)2) 基础抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数K0 =(L/2)/e0 =(1.2/2)/(103.40/42.31)=0.25 <1.2,不稳定3) 基础滑动稳定性验算设基础底面与地基土之间的摩擦系数为0.3,则基础抗滑动稳定系数Kc =0.3×42.31/12.45=1.02<1.2, 不稳定。
双柱式标志结构设计计算书说明:将双柱式简化为两个单柱式结构,标志板自重以及风荷载视作由两根立柱均匀承担,设计计算以较高立柱为准。
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=4.8(m),高度h=3.0(m),净空H=2.0(m)标志板材料:LF2-M铝。
单位面积重量:8.10(kg/m^2)1.2 立柱数据左侧立柱的高度:5.36(m),右侧立柱高度:6.96(m),立柱外径:273(mm),立柱壁厚:14(mm)(本设计计算使用立柱高度6.96m)2 计算简图见Dwg图纸3 荷载计算(以下荷载计算均取标志板面积的一半,其自重和风荷载由右侧立柱承担。
)3.1 永久荷载下面各计算式中系数K(1.10),为上部结构荷载增大系数。
1)标志版重量计算标志板重量:Gb=A*ρ*g*K=7.199×8.10×9.80×1.10=1257.259(N)式中:A----由右侧立柱承担荷载的标志板板面面积ρ----标志板单位面积重量g----重力加速度,取9.80(m/s^2)2)立柱重量计算立柱总长度为6.96(m),使用材料:奥氏体不锈钢无缝钢管,单位长度重量:90.773(kg/m) 立柱重量:Gp=L*ρ*g*K=6.96×90.773×9.80×1.10=6810.586(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)3)上部结构总重量计算G=(Gb+Gp)=(1257.259+6810.586)=8067.845(N)3.2 风荷载1)标志板所受风荷载标志板A所受风荷载:Fb=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.55^2)×7.1993]=4839.18(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25.55(m/s^2)g----重力加速度,取9.80(m/s^2)2)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×[(0.5×1.2258×0.80×25.55^2)×0.273×4.00]=489.342( 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,应扣除被标志板遮挡部分4 强度验算由立柱的外径273(mm),壁厚14(mm)。