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广告牌钢结构设计计算书**广告牌钢结构设计计算书设计校对4比准二OO九年七月六日由于风荷载是正风压荷载,因此,拉杆是承受拉力的校核根据N/AW215MPaN/A=
7716.065/309=
24.971MPa^215MPa拉杆的抗拉强度满足要求
4.5梁的挠度计算主梁的最大挠度可能在2点出现,其一是C点,另一点可能在AB段之间,下面分别计算DC点挠度的验算九集中力作用下的C点挠度mm;dlq均相荷载作用下的C点挠度nmi;dtc组合荷载作用下的C点挠度nun;dfp=Pb2L3-b/L/6EI=
138.348mmdfq=qL78EI=
138.356mmd「c二Idfp-dfq|=|
138.348-
138.3561=
0.008mmd―按规范要求,悬臂杆件的挠度限值mm;dlliI1=2L/250=24mnidtc=
0.008mm^df.iiI=24mm悬臂梁杆件C点的挠度满足要求!2AB段最大挠度的验算dfx悬臂梁AB段挠度计算值nim;x距固定端距离为x处最大挠度处;通过计算机的优化计算,得x=1261mmdrx=|qL3-4x/L+x/L4/24EI-Pb3X2-3x-a/b+x-a3/b3/6EI|=
5.748mm1六二
5.748nmimm悬臂梁杆件AB段的挠度满足要求!5广告牌焊缝计算基本参数1焊缝高度:hL4mm;2焊缝有效截面抵抗矩归76970mm;3焊缝有效截面积A=
2532.4mn6受力分析V固端剪力N;Nl轴力mm拉为正、压为负;M固端弯矩N・mm;|V|=|P-qL|=
15453.909-
4.727X30001二
8727.091NNl=
5458.254N|M|=|Pb-qL2/2|=
5182468.45N•mm焊缝校核计算校核根据f/B2+Tf2=Wfj
7.
1.3-3EGB50017-2003]上式中6按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力MPa;3-正面角焊缝的强度设计值增大系数,取
1.22;和按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力MPa;f7角焊缝的强度设计值MPa;of/P2+tr5=M/
1.22W+NJL22A2+V/A205=
5182468.45/
1.22/76970+
5458.254/
1.22/
2532.
48727.091/
2532.4205=
57.06MPa06MPaWfJ=160MPa焊缝强度能满足要求6广告牌埋件计算后锚固结构校核处埋件受力分析V剪力设计值N;N轴向拉压力设计值N本处为轴向压力;M根部弯矩设计值N・mm;根据前面的计算,得N=
5458.254NV=
8727.091NM=
5182468.45N•mm锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算按
5.
2.2[JGJM5-2004]规定,在轴心拉力与弯矩共同作用下下图所示进行弹性分析时,受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算1当N/n-My/Zyi》时Nsdh=N/n+Myi/2yi22当N/n-My/2y/0时:N」=NL+My2y产在上面公式中M弯矩设计值;N「群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值;y”y1锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离;y/y/锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离;L轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离;在本例中N/n-MyJEy=
5458.254/6-
5182468.45X250/375000=-
2545.27由于-
2545.270因此N/=NL+My//SyF=
4364.688N按JGJ102-2003的
5.
5.7中第七条规定,这里的N/再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值群锚受剪内力计算按
5.
3.1[JGJ145-2004]规定,当边距c210h「时,所有锚栓均匀分摊剪切荷载;当边距c10h1时,部分锚栓分摊剪切荷载;其中he锚栓的有效锚固深度;C:锚栓与混凝土基材之间的距离;本例中c=300mm10hcf=800mm因此部分螺栓受剪,承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为Vsdh=V/m=
2909.03N锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算NRd.s=kNRks/yrs.n
6.
1.2-1[JGJ145-2004]NRk.=Asfslk
6.
1.2-2EJGJ145-2004]上面公式中NRds锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值;锚栓钢材破坏时的受拉承载力标准值;k地震作用下锚固承载力降低系数,按表
7.
0.5UGJ145-2004]选取;As锚栓应力截而面积;fslk锚栓极限抗拉强度标准值;Yrs.x锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数;Nrus=Asfstk=
78.54X800=62832NYrsk=
1.2fm/fykel.4表
4.
2.6[JGJ145-2004]fyk锚栓屈服强度标准值;YRSN=L2fstk/fyk=
1.2X800/600=
1.6取Yrsn=
1.6Nrj.s-kNRk.Jyrs.n=1X62832/
1.6=39270N2N」=
4364.688N锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求!混凝土锥体受拉破坏承载力计算因锚固点位于结构受拉面,而该结构为普通混凝土结构,故锚固区基材应判定为开裂混凝土混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值N-应按下列公式计算Nfidc=kNRkc/YrcnNrkC二Nrrc°XAc.n/Ac.n°X巾s.N2re.N+ecN2ucr.N在上面公式中N附c混凝土锥体破坏时的受拉承载力设计值;风心混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值;k地震作用下锚固承载力降低系数,按表
7.
0.5[JGJ145-20M]选取;丫反他混凝土锥体破坏时的受拉承载力分项系数,按表
4.
2.6EJGJ145-2004]使用,取
2.15;NRk.c°开裂混凝土单锚栓受拉,理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值;N瓯/=
7.0Xfcuk05X(膨胀及扩孔型锚栓)NRk(c°=
3.0Xfcuk°-5X(*-30)2(化学锚栓)2004]其中fcuk混凝土立方体抗压强度标准值,当其在45-60MPa间时,应乘以降低系数
0.95;%;锚栓有效锚固深度;N」
7.0XflXh,5=
25043.961NAtn°混凝土破坏锥体投影面面积,按
6.L5[JGJ145-2004]取;SsM混凝土锥体破坏情况下,无间距效应与边缘效应,确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间矩ScrN-3hef=3X80二240mmA<;X—SerN=242=57600mm2A.n混凝土实有破坏锥体投影面积,按
6.L6[JGJ145-2004]取ACN=Ci+si+
0.5XscrNXC2+S2+O.5XscrN其中G、c2方向1及2的边矩;s
1、S2方向1及2的间距;Cfn混凝土锥体破坏时的临界边矩取CcrN=l.5h@f=l.5X80=120mm;C]WCcrNCzWCyNS]WScr.NS2S rNACN=C1+Si+O.5XScrXXC2+S2+O.5Xscr.N=120+240+
0.5X240X120+240+
0.5X240=230400mm2山“边矩c对受拉承载力的降低影响系数,按
6.
1.7UGJ145-2004]使用口产
0.7+
0.3Xc/ccr^l膨胀及扩孔型锚栓
6.
1.7[JGJ145-2004]中“二1化学锚栓
6.
1.7条文说明[JGJ145-2004]其中c为边矩,当为多个边矩时,取最小值,且需满足CiWcWg.N按
1.11EJGJ145-2004]关于膨胀型锚栓双锥体cnin=3her关于膨胀型锚栓吗尸2鼠关于扩孔型锚栓a小鼠esn=
0.7+
0.3Xc/cfnW1=
0.7+
0.3X120/120=1因此,帆渣取1中.行表层混凝土由于密集配筋的广告布作用对受拉承载力的降低影响系数,按
6.
1.8UGJ145-2004]使用,当锚固区钢筋间距s2150mm或者钢筋直径dW10mm且s2100mm时,取
1.0;5+h“/200Wl=
0.5+80/200=
0.9因此,山…取1力…荷载偏心乱对受拉承载力的降低影响系数,按
6.
1.9EJGJ145-2004]使用;2ec后1/l+2ex/sCr.N=12usN未裂混凝土对受拉承载力的提高系数,按规范关于非化学锚栓取
1.4对化学锚栓取
2.44;把上面所得到的各项代入,得NrkC二Nric°XAc.n/Ac.n°X*s.N*r%N巾gN巾ucr.N=
25043.961X230400/57600X1X1X1X
1.4=
140246.182NNrC=kNRk.c/YRc.N=
0.7X
140246.182/
2.15=
45661.548NNN/=
5458.254N因此,群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求!
6.6混凝土劈裂破坏承载力计算NRd.sp=kNRksp/yRsp
6.
1.11-1[JGJ145-2004]
6.
1.11-2EJGJ145-2004]由ip=h/2h“2/3WL
56.
1.11-3EJGJ145-2004]上面公式中N时即混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值;NRk(SP混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值;k地震作用下锚固承载力降低系数,按表
7.
0.5[JGJ145-2004]选取;混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值;丫蚓混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数,按表
4.
2.6[JGJ145-2004]取15;弧口构件厚度h对劈裂承载力的影响系数;Nr|c二Nrrc°XAcn/A-X力sN*rcN巾gN巾wrN其中NRkc°=
25043.961关于扩孔型锚栓Cgp=2h“=160关于膨胀型锚栓孰/二3%尸240ScrSp=2ccrsp=480CiWc<r.spC2WC<rxpAC.N=C1+Sl+O.5XscrspAC2+S2+O.5XScrsp=240+480+
0.5X480X20+480+
0.5X480=710400mm2AcN°=scrsp2二4802=230400mm2圾n边矩c对受拉承载力的降低影响系数,按
6.
1.7[JGJ145-2004]使用—.7+
0.3Xc/“spW1(膨胀及扩孔型锚栓)
6.
1.7EJGJ145-2004]其中C为边矩,当为多个边矩时,取最小值,且需满足CiWcWCccp按
6.
1.ll[JGJ145-2004]关于膨胀型锚栓(双锥体)cnin=3hef关于膨胀型锚栓cnin=2hl.r关于扩孔型锚栓中sn=0・7+
0.3Xc/ccrsp^l=
0.7+
0.3X240/240二121因此,小、取1力ecN=l巾ucrN未裂混凝土对受拉承载力的提高系数,按规范关于非化学锚栓取
1.4对化学锚栓取
2.44;把上面所得到的各项代入,得NRkc=NRkc°XAcn/Ac.n°X+sN*reN*ecN+ucrN=
25043.961X710400/230400X1X1X1X
1.4=
108106.432N中5h/2h”产=300/2/802/3=
1.
52121.5因此%产
1.5N«ksp=h.spNRfc.c=
1.5X
108106.432=
162159.648NNrcjsP-kNRkxP/YRsp=
0.7X
162159.648/
2.15二
52796.164N2NJ=
5458.254N因此,混凝土劈裂破坏承载力满足设计要求!锚栓钢材受剪破坏承载力计算VRd.=kVKk.s/yRsv
6.
2.2-1[JGJ145-2004]其中VRdlS钢材破坏时的受剪承载力设计值;VRk.s钢材破坏时的受剪承载力标准值;k地震作用下锚固承载力降低系数,按表
7.
0.5UGJ145-2004]选取;yRsv钢材破坏时的受剪承载力分项系数按表
4.
2.6[JGJ145-200破选用Yrsv=
1.表
4.
2.6[JGJ145-2004]按规范,该系数要求不小于
1.
25、W800MPa、fyk/fslk^
0.8对本例,YRs.v=l.2fstk/fyk表
4.
2.6[JGJ145-2004]=
1.2X800/600=
1.6实际选取Yr“二L6;\%k.s=.5Axi以
6.
2.2-2[JGJ145-2004]=
0.5X
78.54X800=31416NVrds二k\Rk.s/YRsV=1X31416/
1.6=19635N2K产
8727.091N因此,锚栓钢材受剪破坏承载力满足设计要求!混凝土楔形体受剪破坏承载力计算VRd.c=kVRkiC/yRcv
6.
2.3-1[JGj145-2004]VRk.c=VRkc0XAc.v/Atv°X11M小小巾av巾-V巾ucr.v
6.
2.3-2[JGJ145-2004]在上面公式中VRdc构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力设计值;vRkc构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力标准值;k地震作用下锚固承载力降低系数,按表
7.
0.5[JGJ145-2004]选取;yRc.v构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力分项系数,按表
4.
2.6EJGJ145-2004]使用,取
1.8;\鼠工混凝土理想楔形体破坏时的受剪承载力标准值,按
6.
2.4EJGJ145-2004]使用;Ac.v°单锚受剪,混凝土理想楔形体破坏时在侧向的投影面积,按
6.
2.5[JGJ145-2004]使用;Aty群锚受剪,混凝土理想楔形体破坏时在侧向的投影面枳,按
6.
2.6[JGJ145-2004]使用;巾印:边距比C2/5对受剪承载力的影响系数,按
6.
2.7[JGJ145-2004]使用;MV边厚比c./h对受剪承载力的影响系数,按
6.
2.8UGJ145-2004]使用;♦a.v剪切角度对受剪承载力的影响系数按
6.
2.9[JGJ145-2004]使用;一…偏心荷载对群锚受剪承载力的降低影响系数按
6.
2.10EJGJ145-2004]使用;fucrv未裂混凝土级锚区配筋对受剪承载力的提高影响系数,按
6.
2.11UGJ145-2004]使用;下面依次对上面提到的各参数计算Ci=120mmc2=120mm1葭产
0.7+
0.3Xc2/
1.5cW
16.
2.7[JGJ145-2004]=
0.7+
0.3X120/
1.5/120=
0.91取i葭」=
0.9VRkc°=
0.45X人严L/cU产九k0%J
56.
2.4[JGJ145-2004]其中dnon锚栓外径mm;.剪切荷载下锚栓有效长度取LWh“、,且LW8d本处取80mm;VRk.c°=
0.45XdQ°Rlf/dE尸2九j飞尸=
0.45X10严80/10严25严义1205=
14176.61NAcy°=
4.5c.
26.
2.5[JGJ145-2004]=
4.5X1202=64800mm2Acv=l.5ci+s2+c2Xh
6.
2.6-3EJGJ145-2004]=
1.5X120+240+120X300=162000弧产
1.5c/h32l
6.
2.8[JGJ145-2004]=
1.5X120/3001/3=
0.8431取如.k1a.V=l.0巾ecv=l/l+2ev/3cW1=1/1+2X0/3/120=1=1取力pV=l按规范
6.
2.ll[JGJ145-2004]要求,根据锚固区混凝土与配筋情况,中ucrV-1•2把上面各结果代入,得到群锚碎楔形体破坏时的受剪承载能力标准值为.c=VRk.c°XAc.v/Ac.y°X2sV*h.Y2a.Y巾ecVeucr.V=
14176.61X162000/64800X
0.9X1X1X1X
1.2=
38276.847NVRdC=kVRkc/YRc.V=
0.6X
38276.847/
1.8=
12758.949N,VsJ=
8727.091N因此,群锚破楔形体破坏时的受剪承载能力满足计算要求!混凝土剪撬破坏承载能力计算VRd.cp=KVRkcp/yr”
6.
2.12-1[JGJ145-2004]VRk.cp=kNRkc
6.
2.12-2EJGJ145-2004]在上面公式中K地震作用下承载力降低系数;VRd.cp混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值;\」卬混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值;丫在尸混凝土剪撬破坏时的受剪承载力分项系数,按表
4.
2.6EJGJ145-2004]取
1.8;k锚固深度h“对\鼠叩的影响系数,当60nmi时取
1.0否则取
2.0Vpkcp-KNitk.c=
0.6X
140246.182=
84147.709NVrcp二kVRkcp/YRc.p=2X
84147.709/
1.8=
93497.454N2VsJ=
8727.091N因此,混凝土剪撬破坏承载能力满足计算要求!拉剪复合受力承载力计算钢材破坏时要求Nsd7NRds2+VSd7VRds2^l
6.
3.1[JGJ145-2004]混凝土破坏时要求NSd7NRd.cL5+VsaVV^J1-6^
16.
3.2[JGJ145-2004]分别代入上面计算得到的参数计算如下—十VsdD=
4364.688/392702+
2909.03/196352=
0.034W
1.0因此,该处计算满足设计要求!Nsd7NMcL5+VSd7VRuL5=
5458.254/
45661.548产+
8727.091/
12758.94915=
0.607W
1.0因此,该处计算满足设计要求!二.6米高广告牌钢结构设计计算书7基本参数广告牌所在地区福州地区;地面粗糙度分类等级按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001A类指近海海面与海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵与房屋比较稀疏的乡镇与城市郊区;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.3米高广告牌钢结构设计计算书1计算引用的规范、标准及资料建筑设计规范:《地震震级的规定》《钢结构设计规范》《高层建筑混凝土结构技术规程》《高处作业吊蓝》《工程抗震术语标准》《混凝土结构后锚固技术规程》《混凝土结构设计规范》《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》《建筑表面用有机硅防水剂》《建筑防火封堵应用技术规程》《建筑钢结构焊接技术规程》《建筑隔声评价标准》《建筑工程抗震设防分类标准》《建筑工程预应力施工规程》《建筑结构荷载规范》部修订):建区结构可靠度设计统一标准》《建筑抗震设计规范》《建筑设计防火规范》《建筑物防雷设计规范》《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《预应力筋用锚具、夹具与连接器应用技术规程》JGJ85-2002钢材规范:8广告牌荷载计算广告布广告牌的荷载作用说明广告牌承受的荷载包含自重、风荷载、雪荷载与活荷载1自重包含广告布、杆件、连接件、附件等的自重,能够按照400N/0估算2风荷载是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GB50009使用;3雪荷载是指广告牌水平投影面上的雪荷载,按GB50009使用;4活荷载是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009可按500N/m’2使用;’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.当永久荷载起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合Skk
1.35Gk+
0.6X
1.4wk+
0.7X
1.4Sk或者Qkb.当永久荷载不起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合Skk
1.2Gk+
1.4XWk+O.7X
1.4Sk或者QkB考虑负风压时按下面公式进行荷载组合Sk-=
1.OGk+l.4wk风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范GB50009-2001计算Wk尸卜%……
7.
1.l-2[GB50009-20012006年版]wk.=8mHzuSiWo上式中外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6m;PRZ瞬时风压的阵风系数;根据不一致场地类型按下列公式计算高度不足5m按5m计算Pgz=Kl+2uf其中K为地面粗糙度调整系数,d为脉动系数A类场地Pg2=
0.92X1+2uf其中ufO.387XZ/1O-012B类场地3,=
0.89X1+2-其中ur=
0.5Z/10-016C类场地Pe=
0.85X1+2yf其中734Z/1O022D类场地PKZ=
0.80Xl+2uf其中uf=
1.2248Z/10-0-3关于B类地形,6m高度处瞬时风压的阵风系数屋二
0.89X1+2X
0.5Z/10-016=
1.8558u2风压高度变化系数;根据不一致场地类型按下列公式计算A类场地:u2=
1.379XZ/10024当Z300m时取Z=300m当Z5m时取Z=5m;B类场地:u2=Z/10032当Z350m时取Z=350m当Z10m时取Z=10m;C类场地P2=
0.616XZ/10044当Z400m时,取Z=400ni当Z15m时,取Z=15m;D类场地Uz=
0.318XZ/1O060当Z450m时,取Z=450m当Z〈30m时,取Z=30m;关于B类地形,6m高度处风压高度变化系数叱
1.000XZ/10严二1u51局部风压体型系数,关于广告牌结构,按规范,计算正风压时,取usi4=l.3;计算负风压时取—
2.0;另注上述的局部体型系数U41是适用于围护构件的从属面积A小于或者等于1m的情况,当围护构件的从属面积A大于或者等于10nl2时,局部风压体型系数hi10可乘以折减系数
0.8当构件的从属面积小于10M而大于切2时,局部风压体型系数HsiA可按面积的对数线性插值,即usiA=uS11+[uS110-usl1]1ogA在上式中当A2101n2时取A=1W;当AW1m时取A=1nAw1基本风压值MPa根据现行《建筑结构荷载规范〉GB50009-2001附表D.4全国基本风压分布图中数值使用,按重现期50年,福州地区取
0.0007MPa;1计算龙骨构件的风荷载标准值龙骨构件的从属面积A=6X
1.5=9m2LogA=
0.954usAHA=nsi+l+[usp10-uslXl]logA=
1.052usA1-A=usi-1+[Usl-10-Usl-l]logA=
1.618WkA「BgzUzUsAl*Wo=
1.8558X1X
1.052X
0.0007=
0.001367MPaWkA-=SSzUzUsAI-Wo=
1.8558X1X
1.618X
0.0007=
0.002102MPa2计算广告布部分的风荷载标准值广告布构件的从属面积A=
1.5X
1.5=
2.25m2LogA=
0.352U的-A=—+⑴+[USI+10-usHl]logA=
1.208usei-A=nsl.1+[usl-10-nsl.1]1ogA=
1.859WkB+=B*口zUsBrW=
1.8558X1X
1.208X
0.0007=
0.001569MPaWfcB-=BgzUz□sBl-Wo=
1.8558X1X
1.859X
0.0007=
0.002415MPa风荷载设计值计算w.v正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;wkA.正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;w.v负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;wkA-负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;叫产
1.4Xwk.v=
1.4X
0.001367二
0.001914MPawA=
1.4XwkA-=
1.4X
0.002102=
0.002943MPaWb,:正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;W的正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;WB-负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;wkB-负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;Wr+=
1.4X\¥kB+=
1.4X
0.001569=
0.002197MPawB-=l.4XwkB-=
1.4X
0.002415=
0.003381MPa雪荷载标准值计算Sk作用在广告牌上的雪荷载标准值MPaSo基本雪压,根据现行<<建筑结构荷载规范〉GB50009-2001取值,福州地区50年一遇最大积雪的自重OMPa.ur屋面积雪分布系数按表
6.
2.1[GB50009-2001]为
2.0根据《<建筑结构荷载规范〉GB50009-2001公式
6.
1.1屋面雪荷载标准值为Sk=UrXSo=
2.0X0二OMPa雪荷载设计值计算S雪荷载设计值MPa;S=
1.4XSk=
1.4X0=0MPa广告牌面活荷载设计值Q广告牌面活荷载设计值MPa;Qk广告牌面活荷载标准值取500N/m2Q=L4XQk=
1.4X500/1000000=
0.0007MPa由于因此计算时活荷载参与正压组合!广告牌构件恒荷载设计值G正压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;G「负压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;Gk广告牌结构平均自重取
0.0004MPa;由于金与其它可变荷载比较,不起操纵作用,因此G=l.2XGk=
1.2X
0.0004=
0.00048MPaG-二Gk=
0.0004MPa选取计算荷载组合1正风压的荷载组合计算SkN正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;S.v正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;Si产Gk+WkJO.7Qk=
0.002117MPaSa+=G++w.+
0.7Q=
0.002884MPaSkB.正风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;Sb正风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkB+=Gk+WkB++
0.7Qk=
0.002319MPaSb产G++Wb.+
0.7Q=
0.003167MPa2负风压的荷载组合计算SkA-负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;8一负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;SkA-=Gk+WkA_=
0.001702MPaSa-=G+wa.=
1.0Gk+l.4wkA-=
0.002543MPaSkB-负风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;除负风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkB-二Gk+\VkB-=
0.002015MPaSr-=G+W|P=
1.0Gk+l.4wkB-=
0.002981MPa3最不利荷载选取SkA作用在龙骨上的最不利荷载标准值组合MPa;SA作用在龙骨上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkA=
0.002117MPaSA=
0.002884MPaSm作用在广告布上的最不利荷载标准值组合MPa;Sh作用在广告布上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkB=
0.002319MPaSB=
0.003167MPa9广告牌杆件计算基本参数1计算点标高6m;
9.力学模型.悬臂梁.3荷载3用;芯布荷馥有拉杆作用;4悬臂总长度I尸6000mm受力模型图中a=1000mmb=5000mm;5拉杆截面面积5856mm6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结构的受力分析⑴荷载集度计算qk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/min;Sk组合荷载标准值MPa;S组合荷载设计值MPa;B分格宽度mm;SkB=
0.002117X1500=
3.176N/mmq二SB=
0.002884X1500=
4.326N/mm2拉杆轴力计算由于拉杆在广告牌外力作用下在较接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数与等于拉杆在轴力作用下产生的位移最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;qL*3-4a/L+a/L4/24EI-Pb3/3EI=PL检杆/EAE材料的弹性模量为206000MPa;L拄杆拉杆的长度;A拉杆截面面积mn;P=qLA3-4a/L+a/L4/8Ab+3L拄杆I=
13053.489N拉杆的轴向作用力为N=P/sina=
26118.987N3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.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nun;通过计算机的优化计算,得x=6000mmNU=|Px-a-qx2/2=12600555N・nun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=88134270mm!;主力方向截面抵抗矩W=590671mm3;塑性进展系数Y=
1.05;2拉杆杆件的截面特性拉杆的截面面积A=5856mm~;材料的抗压强度设计值fi=215MPa;材料的抗拉强度设计值f2=215MPa;材料弹性模量E=206000MPa;梁的抗弯强度计算抗弯强度应满足上式中Ni梁受到的轴力N;A梁的截面面积ml;此心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加痛;Y塑性进展系数,取
1.05;f材料的抗弯强度设计值,取215MPa;则:NL=Pctga=
22623.172NN/A+M皿/yW=
22623.172/8256+12600555/
1.05/590671=
23.057MpaW215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求拉杆的抗拉压强度计算校核根据关于受拉杆件,校核N/AWf关于受压杆件,需要进行稳固性计算,校核N/lA^f其中4轴心受压柱的稳固系数查表
6.
3.8[102-2003]及表C.2[GB50017-2003]取值;i截面回转半径,i=I/A%入构件的长细比不宜大于250X=L/i;由于风荷载是正风压荷载,因此,拉杆是承受拉力的校核根据N/AW215MPaN/A=
26118.987/5856=
4.46MPa^215MPa拉杆的抗拉强度满足要求梁的挠度计算主梁的最大挠度可能在2点出现,其一是C点,另一点可能在AB段之间,下面分别计算DC点挠度的验算dIp集中力作用下的C点挠度mm;dlq均布荷载作用下的C点挠度nrni;d.-c组合荷载作用下的C点挠度mm;dIp=Pb2L3-b/L/6EI=
38.945mmdfq=qL78EI=
38.6mmd「c二dfp-dfq|=|
38.945-
38.61=
0.345mmdt.lir按规范要求,悬臂杆件的挠度限值mm;dI.ii=2L/250=48mindfc=
0.345mDiWdw=48mm悬臂梁杆件C点的挠度满足要求!2AB段最大挠度的验算dIX悬臂梁AB段挠度计算值mm;x距固定端距离为x处最大挠度处;通过计算机的优化计算,得x=3071mmdf=|qL43-4x/L+x/LI/24EI-Pb3X2-3x-a/b+x-a7b3/6EI|=
0.732mmdfx=
0.732nlmWdf」i时二48nun悬臂梁杆件AB段的挠度满足要求!10广告牌焊缝计算基本参数1焊缝高度ht=6mm;2焊缝有效截面抵抗矩归7697001-;3焊缝有效截面积A=
2532.4mm2;受力分析V固端剪力N;Nl轴力mm拉为正、压为负;M固端弯矩N・mm;|V|=|P-qL|=
113053.489-
4.326X60001=
12902.51INNi=
22623.172NIM|=|Pb-qL2/21=12600555N・mm焊缝校核计算校核根据JB+门yf;
7.
1.3-3[GB50017-2003]上式中八按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力MPa;8八正面角焊缝的强度设计值增大系数,取
1.22;Tf按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力MPa;f;角焊缝的强度设计值MPa;―,仃严=M/
1.22W+Ni./
1.22A2+V/A20-5=12600555/
1.22/76970+
22623.172/
1.22/
2532.42+
12902.511/
2532.4205=
141.601MPa
141.601MPa^ffw=160MPa焊缝强度能满足要求11广告牌埋件计算土建预埋校核处埋件受力分析V剪力设计值N;N轴向拉压力设计值N本处为轴向压力;M根部弯矩设计值N-mm;根据前面的计算,得N=
22623.172N¥=
12902.51INM=12600555N•mmH.2埋件计算校核根据,根据JGJ102-2003的规定,锚筋的总截面面积需要同时满足下列条件⑴当有剪力、法向拉力与弯矩共同作用时,应同时满足下面的条件a AseV/aafy+N/
0.8a.fy+M/l.3arabfyzC.
0.1-1[JGJ102-2003]b As^N/
0.8ahfv+M/
0.4arafvzC.
0.l-2[JGJ102-2003]2当有剪力、法向压力与弯矩共同作用时,应同时满足下面的条件c As2V-
0.3N/aravfy+M-
0.4Nz/l.3arabfyzC.
0.1-3[JGJ102-2003]d AsM-
0.4Nz/
0.4arabfyzC.
0.1-4[JGJ102-2003]其中As锚筋的总截面面积mn;V剪力设计值N;N法向拉力或者压力设计值N压力设计值不应该大于
0.5fA此处A为锚板的面积;N=
22623.172N^
0.5fcA=357000N满足规范要求;M弯矩设计值N•mm;ar钢筋层数影响系数,二层取
1.0三层取
0.9四层取
0.85;钢筋受剪承载力系数,不大于
0.7;锚筋抗拉强度设计值MPa按[GB50010]选取,但不大于300Mpa;出锚板弯曲变形折减系数;z沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离mm;另外d锚筋直径mm;t锚板厚度mm;n锚筋总数量;fc混凝土轴心抗压强度设计值MPa按[GB50010]选取;%=
4.0-
0.08dXf/fy尸§C.
0.1-5[JGJ1O2-2OO3]=
4.0-
0.08X16X
11.9/21005=
0.647%=
0.6+
0.25t/dC.
0.l-6[JGJ102-2003]=
0.6+
0.25X12/16=
0.788As=nnd2/4=4X
3.14X1674=
803.84mm2V-
0.3N/aavfy+M-
0.4Nz/l.3aabfyz=
198.19nmf^As=
803.84nMM-
0.4Nz/
0.4arahfyz=
497.833mm2^As=
803.84mm2因此,预埋件锚筋总截面积能够满足承载力要求三.8米高广告牌钢结构设计计算书12基本参数广告牌所在地区福州地区;地面粗糙度分类等级按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001A类指近海海面与海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、从林、丘陵与房屋比较稀疏的乡镇与城市郊区;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《建筑幕墙用钢索压管接头》《耐候结构钢》《高碳铭不锈钢丝》《合金结构钢》《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000《碳钢焊条》GB/T5117-1999《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢与低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008《碳素结构钢与低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《预应力筋用锚具、夹具与连接器》GB/T14370-2000《建筑结构静力计算手册》第二版土建图纸:2基本参数广告牌所在地区福州地区;地面粗糙度分类等级按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001A类指近海海面与海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵与房屋比较稀疏的乡镇与城市郊区;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3广告牌荷载计算
3.1广告牌的荷载作用说明广告牌承受的荷载包含自重、风荷载、雪荷载与活荷载1自重包含广告布、杆件、连接件、附件等的自重,能够按照400N/n估算2风荷载是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GB50009使用;3雪荷载是指广告牌水平投影面上的雪荷载,按GB50009使用;4活荷载是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009可按500N/D使用;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13广告牌荷载计算广告布广告牌的荷载作用说明广告牌承受的荷载包含自重、风荷载、雪荷载与活荷载1自重包含广告布、杆件、连接件、附件等的自重,能够按照400N/0估算2风荷载是垂直作用于广告牌表面的荷载,按GB50009使用;3雪荷载是指广告牌水平投影面上的雪荷载,按GB50009使用;4活荷载是指广告牌水平投影面上的活荷载,按GB50009可按500N/m’2使用;’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.当永久荷载起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合Skk
1.35Gk+
0.6X
1.4wk+
0.7X
1.4Sk或者Qkb.当永久荷载不起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合Skk
1.2Gk+
1.4XWk+O.7X
1.4Sk或者QkB考虑负风压时按下面公式进行荷载组合Sk-=
1.OGk+l.4wk风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范GB50009-2001计算Wk尸卜%……
7.
1.1-2EGB50009-20012006年版]wk.=8mHzuSiWo上式中外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;PRZ瞬时风压的阵风系数;根据不一致场地类型按下列公式计算高度不足5m按5m计算Pgz=Kl+2uf其中K为地面粗糙度调整系数,d为脉动系数A类场地Pg2=
0.92X1+2uf其中ufO.387XZ/1O-012B类场地3,=
0.89X1+2-其中ur=
0.5Z/10-016C类场地Pe=
0.85X1+2yf其中734Z/1O022D类场地PKZ=
0.80Xl+2uf其中uf=
1.2248Z/10-0-3关于B类地形,8m高度处瞬时风压的阵风系数屋二
0.89X1+2XO.5Z/1O-o16=
1.8123u2风压高度变化系数;根据不一致场地类型按下列公式计算A类场地:u2=
1.379XZ/10024当Z300m时取Z=300m当Z5m时取Z=5m;B类场地:u2=Z/10032当Z350m时取Z=350m当Z10m时取Z=10m;C类场地P2=
0.616XZ/10044当Z400m时,取Z=400ni当Z15m时,取Z=15m;D类场地Uz=
0.318XZ/1O060当Z450m时,取Z=450m当Z〈30m时,取Z=30m;关于B类地形,8m高度处风压高度变化系数叱
1.000XZ/10严二1u51局部风压体型系数,关于广告牌结构,按规范,计算正风压时,取ush=
1.3;计算负风压时取5-
2.0;另注上述的局部体型系数U41是适用于围护构件的从属面积A小于或者等于1m的情况,当围护构件的从属面积A大于或者等于10nl2时,局部风压体型系数hi10可乘以折减系数
0.8当构件的从属面积小于10M而大于切2时,局部风压体型系数HS1A可按面积的对数线性插值,即UsiA=uS11+[uS110-PS11]1ogA在上式中当A2101n2时取A=1W;当AW1m时取A=1nAw1基本风压值MPa根据现行《建筑结构荷载规范〉GB50009-2001附表D.4全国基本风压分布图中数值使用,按重现期50年,福州地区取
0.0007MPa;1计算龙骨构件的风荷载标准值龙骨构件的从属面积A=8X
1.5=12m2LogA=lusAHA=nsi+l+[usp10-uslXl]logA=
1.04usA1-A=usi-1+[Usl-10-n31-l]logA=
1.6WkA「BgzUzUsAl*Wo=
1.8123X1X
1.04X
0.0007=
0.001319MPaWkA-=SSzUzUsAI-Wo=
1.8123X1X
1.6X
0.0007=
0.00203MPa2计算广告布部分的风荷载标准值广告布构件的从属面积A=
1.5X
1.5=
2.25m2LogA=
0.352U的-A=—+⑴+[USI+10-usHl]logA=
1.208usei-A=nsl.1+[usl-10-nsl.1]1ogA=
1.859WkB+=B*□zUsBrW=
1.8123X1X
1.208X
0.0007=
0.001532MPaWfcB-=BgzUz□sBl-Wo=
1.8123X1X
1.859X
0.0007=
0.002358MPa风荷载设计值计算w.v正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;\限小正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;w.v负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;wkA-负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;w.v=l.4Xwk.v=
1.4X
0.001319=
0.001847MPawv=l.4XwkA-=
1.4X
0.00203=
0.002842MPawB.正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;wB-负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;w如负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;Wb+=
1.4X\¥kB+=
1.4X
0.001532=
0.002145MPawB-=l.4XwkB-=
1.4X
0.002358=
0.00330IMPa雪荷载标准值计算Sk作用在广告牌上的雪荷载标准值MPaSo基本雪压,根据现行〈<建筑结构荷载规范〉GB50009-2001取值,福州地区50年一遇最大积雪的自重OMPa.ur屋面积雪分布系数按表
6.
2.屋GB50雪分布系]为
2.0根据《<建筑结构荷载规范〉GB50009-2001公式
6.
1.1屋面雪荷载标准值为Sk=UrXSo=
2.0X0二OMPa雪荷载设计值计算S雪荷载设计值MPa;S=
1.4XSk=
1.4X0=0MPa广告牌面活荷载设计值Q广告牌面活荷载设计值MPa;Qk广告牌面活荷载标准值取500N/m2Q=L4XQk=
1.4X500/1000000=
0.0007MPa由于SkWQk因此计算时活荷载参与正压组合!广告牌构件恒荷载设计值G正压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;G负压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;Gk广告牌结构平均自重取
0.0004MPa;由于金与其它可变荷载比较,不起操纵作用,因此G=l.2XGk=
1.2X
0.0004=
0.00048MPaG-二Gk=
0.0004MPa选取计算荷载组合1正风压的荷载组合计算Sk〃正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;S.v正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;Sk产Gk+Wkv+
0.7Qk=
0.002069MPaSakG++Wa++
0.7Q=
0.002817MPaS心正风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;由正风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkBkGk+WkB++
0.7Qk=
0.002282MPaSb产G++Wb.+
0.7Q=
0.003115MPa2负风压的荷载组合计算SkA-负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;SA.负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;SkA-=Gk+WkA-=
0.00163MPaSa=G+Wa.=
1.0Gk+l.4ww.=
0.002442MPaSkB-负风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;除负风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkB--Gk+WkB-=
0.001958MPaSb-=G-+wb-=
1.0Gk+l.4wkB-=
0.002901MPa⑶最不利荷载选取S«作用在龙骨上的最不利荷载标准值组合MPa;SA作用在龙骨上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkA=
0.002069MPaSA=
0.002817MPaSm作用在广告布上的最不利荷载标准值组合MPa;鼠作用在广告布上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkB=
0.002282MPaSB=
0.003115MPa14广告牌杆件计算基本参数1计算点标高8m;
9.力学模型.悬臂梁.3荷载3用;芯布荷馥有拉杆作用;4悬臂总长度I尸8000mm受力模型图中a=l000mmb=7000mm;5拉杆截面面积6287mm6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,受力模型如下结构的受力分析⑴荷载集度计算qk组合荷载作用下的线荷载集度标准值按矩形分布N/nim;q组合荷载作用下的线荷载集度设计值按矩形分布N/min;S3组合荷载标准值MPa;S组合荷载设计值MPa;B分格宽度mm;Qk=SkB=
0.002069X1500=
3.104N/mmq二SB=
0.002817X1500=
4.226N/mm2拉杆轴力计算由于拉杆在广告牌外力作用下在较接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数与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;qL*3-4a/L+a/L/24EI-Pb3/3EI=PL检杆/EAE材料的弹性模量为206000MPa;L拄杆拉杆的长度;A拉杆截面面积mn;P=qLA3-4a/L+a/L4/8Ab+3L拄杆I=
15751.273N拉杆的轴向作用力为N=P/sina=
31517.037N3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.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nun;通过计算机的优化计算,得x=8000mm|MniJ=|Px-a-qx2/2|=24973089N・mm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=102584500mm\主力方向截面抵抗矩W=658260mm,;塑性进展系数丫=
1.05;2拉杆杆件的截面特性拉杆的截面面积A=6287nnnS材料的抗压强度设计值fi=215MPa;材料的抗拉强度设计值f2=215MPa;材料弹性模量E=206000MPa;梁的抗弯强度计算抗弯强度应满足上式中Ni梁受到的轴力N;A梁的截面面积ml;此心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加痛;Y塑性进展系数,取
1.05;f材料的抗弯强度设计值,取215MPa;则:NL=Pctga=
27298.737NN/A+M皿/yW=
27298.737/9351+24973089/
1.05/658260=
39.051MPa^215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求拉杆的抗拉压强度计算校核根据关于受拉杆件,校核N/AWf关于受压杆件,需要进行稳固性计算,校核N/lA^f其中4轴心受压柱的稳固系数查表
6.
3.8[102-2003]及表C.2[GB50017-2003]取值;i截面回转半径,i=I/A叫入构件的长细比不宜大于250X=L/i;由于风荷载是正风压荷载,因此,拉杆是承受拉力的校核根据N/AW215MPaN/A=
31517.037/6287=
5.013MPa^215MPa拉杆的抗拉强度满足要求梁的挠度计算主梁的最大挠度可能在2点出现,其一是C点,另一点可能在AB段之间,下面分别计算DC点挠度的验算dIp集中力作用下的C点挠度mm;dlq均布荷载作用下的C点挠度nrni;d.-c组合荷载作用下的C点挠度mm;dIp=Pb2L3-b/L/6EI=
103.481mmdfq=qL78EI=
102.388mmd「c二dfp-dfq|=|
103.481-
102.3881=
1.093mmdt.lir按规范要求,悬臂杆件的挠度限值mm;dI.ii=2L/250=64mindfc=l.093mmWdfj加=64mm悬臂梁杆件C点的挠度满足要求!2AB段最大挠度的验算dIX悬臂梁AB段挠度计算值mm;x距固定端距离为x处最大挠度处;通过计算机的优化计算,得x=3912mmdf=|qL43-4x/L+x/LI/24EI-Pb3X2-3x-a/b+x-a7b3/6EI|=
2.473mmdfx=
2.473mmWdf.Ha=64mm悬臂梁杆件AB段的挠度满足要求!15广告牌焊缝计算基本参数1焊缝高度ht=8mm;2焊缝有效截面抵抗矩忙1523601;3焊缝有效截面积A=
4856.45mm2;受力分析V固端剪力N;Nl轴力mm拉为正、压为负;M固端弯矩N・mm;|V|=|P-qL|=
115751.273-
4.226X80001=
18056.727N1=
27298.737N|M|=|Pb-qL2/21二24973089N・mm焊缝校核计算校核根据JB+门yf;
7.
1.3-3[GB50017-2003]上式中八按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力MPa;8八正面角焊缝的强度设计值增大系数,取
1.22;Tf按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力MPa;f;角焊缝的强度设计值MPa;―,仃严=M/
1.22W+Ni./
1.22A2+V/A20-5=24973089/
1.22/152360+
27298.737/
1.22/
4856.452+
18056.727/
4856.4520-5=
139.008MPa
139.008MPaf;=160MPa焊缝强度能满足要求16广告牌埋件计算土建预埋校核处埋件受力分析V剪力设计值N;N轴向拉压力设计值N本处为轴向压力;M根部弯矩设计值N-mm;根据前面的计算,得N=
27298.737NV=
18056.727NM=24973089N・mm埋件计算校核根据,根据JGJ102-2003的规定,锚筋的总截面面积需要同时满足下列条件⑴当有剪力、法向拉力与弯矩共同作用时,应同时满足下面的条件a AseV/aafy+N/
0.8a.fy+M/l.3a.abfyzC.
0.1-1[JGJ102-2003]b As^N/
0.8ahfv+M/
0.4arafvzC.
0.l-2[JGJ102-2003]2当有剪力、法向压力与弯矩共同作用时,应同时满足下面的条件c As2V-
0.3N/aravfy+M-
0.4Nz/l.3arabfyzC.
0.1-3[JGJ102-2003]d AsM-
0.4Nz/
0.4arabfyzC.
0.1-4[JGJ102-2003]其中As锚筋的总截面面积mn;V剪力设计值N;N法向拉力或者压力设计值N压力设计值不应该大于
0.5fA此处A为锚板的面积;N=
27298.737N^
0.5fcA=357000N满足规范要求;M弯矩设计值N•mm;ar钢筋层数影响系数,二层取
1.0三层取
0.9四层取
0.85;钢筋受剪承载力系数,不大于
0.7;锚筋抗拉强度设计值MPa按[GB50010]选取,但不大于300Mpa;出锚板弯曲变形折减系数;z沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离mm;另外d锚筋直径mm;t锚板厚度mm;n锚筋总数量;fc混凝土轴心抗压强度设计值MPa按[GB50010]选取;%=
4.0-
0.08dXf/fy尸§C.
0.1-5[JGJ1O2-2OO3]=
4.0-
0.08X16X
11.9/21005=
0.647%=
0.6+
0.25t/dC.
0.l-6[JGJ102-2003]=
0.6+
0.25X12/16=
0.788As=nnd2/4=4X
3.14X1674=
803.84mm2V-
0.3N/“a£+M-
0.4Nz/l.3aabfyz=
312.08nMWAs=
803.84mm2M-
0.4Nz/
0.4arabfyZ=
778.239mm2^As=
803.84mm2因此,预埋件锚筋总截面积能够满足承载力要求下面几种方式,取用其最大值A考虑正风压时a.当永久荷载起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合Sk尸
1.35Gk+
0.6X
1.4wk+
0.7X
1.4Sk或者Qjb.当永久荷载不起操纵作用的时候,按下面公式进行荷载组合:Sk.=l.2Gk+l.4义\限+
0.7X
1.4Sk或者QkB考虑负风压时按下面公式进行荷载组合Sk-=
1.OGk+l.4wk风荷载标准值计算按建筑结构荷载规范GB50009-2001计算:Wk产B1fzUzU-Wo
7.
1.l-2[GB50009-20012006年版]Wk--Bgzuz口si-Wo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3m;P8Z瞬时风压的阵风系数;根据不一致场地类型按下列公式计算高度不足5m按5m计算Pgz=Kl+2ut其中K为地面粗糙度调整系数,入为脉动系数关于B类地形,3nl高度处瞬时风压的阵风系数:“
0.89X1+2XO.5Z/1O-o-6=
1.9691uz风压高度变化系数;根据不一致场地类型按下列公式计算A类场地:u产L379XZ/1O024当Z300m时取Z=300m当Z〈5m时取Z=5m;B类场地u2=Z/10°-32当Z350m时取Z=350m当ZGOm时取Z=10m;C类场地Pz=
0.616XZ/10044当Z400m时,取Z=400m当Z〈15m时,取Z=15m;D类场地:uz=
0.318XZ/IO060当Z450m时取Z=450m当Z30m时取Z=30m;关于B类地形,3nl高度处风压高度变化系数U尸
1.000XZ/10a32=lu51局部风压体型系数,关于广告牌结构,按规范,计算正风压时,取usi产
1.3;计算负风压时取口力=-
2.0;另注上述的局部体型系数u41是适用于围护构件的从属面积A小于或者等于的情况,当围护构件的从属面积A大于或者等于lOn时,局部风压体型系数Usi10可乘以折减系数
0.8当构件的从属面积小于lOM而大于必2时,局志同总kf;队A部风压体型系数UNA可按面积的对数线性插值,即usiA=usll+[usl10-usilHogA在上式中:当ANIOn时取A=10m\当AWIm时取A=lm;wo基本风压值MPa根据现行建筑结构荷载规范》〉GB50009-2001附表D.4全国基本风压分布图中数值使用,按重现期50年,福州地区取
0.0007MPa;1计算龙骨构件的风荷载标准值龙骨构件的从属面积A=3XI.5=
4.5m2LogA=
0.653usAi+A=us1+1+[usl+10-ti3HlHogA=
1.13usA1-A=us1-1+[usi-10-usl-l]logA=
1.739WkA-=Bgz口z口sAl^Wo=
1.9691X1X
1.13X
0.0007=
0.001558MPaWkA-=B形口zuSAI-Wo=
1.9691X1X
1.739X
0.0007=
0.002397MPa2计算广告布部分的风荷载标准值广告布构件的从属面积A=l.5X
1.5=
2.25m2LogA=
0.352usbhA=ps1+1+[UshIO-uSHl]logA=
1.208“的-A=4+[ust-10-Usi-l]logA=
1.859WkB产B期□zusBpWo=
1.9691X1X
1.208X
0.0007=
0.001665MPaWkB-=8gzUzsinW0=
1.9691X1X
1.859X
0.0007=
0.002562MPa风荷载设计值计算w.v正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;wg正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;wA-负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值MPa;wkA.负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值MPa;Wa尸
1.4Xwkv=
1.4X
0.001558=
0.002181MPawA=l.4XwkA-=
1.4X
0.002397=
0.003356MPa\通正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;Wb-负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值MPa;wkB-负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值MPa;WB=
1.4XwkB.=
1.4X
0.001665=
0.002331MPawB-=l.4XwkB-=
1.4X
0.002562=
0.003587MPa雪荷载标准值计算作用在广告牌上的雪荷载标准值MPaSo基本雪压,根据现行《建筑结构荷载规范〉GB50009-2001取值,福州地区50年一遇最大积雪的自重OMPa.Ur屋面积雪分布系数,按表
6.
2.l[GB50009-2001]为
2.0根据根建筑结构荷载规范〉GB50009-2001公式
6.
1.1屋面雪荷载标准值为Sk=tirXSo=
2.0X0=0MPa雪荷载设计值计算S雪荷载设计值MPa;S=
1.4XSk=
1.4X0二OMPa广告牌面活荷载设计值Q广告牌面活荷载设计值MPa;Qk广告牌面活荷载标准值取500N/m2Q=
1.4XQk=
1.4X500/1000000=
0.0007MPa由于SkWQk因此计算时活荷载参与正压组合!广告牌构件恒荷载设计值G正压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;G一负压作用下广告牌构件恒荷载设计值MPa;Gk广告牌结构平均自重取
0.0004MPa;由于Gk与其它可变荷载比较,不起操纵作用,因此G+=
1.2XGk=
1.2X
0.0004=
0.00048MPaG-Gk=
0.0004MPa选取计算荷载组合1正风压的荷载组合计算SkA.正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;Sa,正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;产Gk+w^+O.7Qk=
0.002308MPaSa+=G++w\-+O./Q=
0.003151MPaSk-正风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;SB.正风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkB-=Gk+wg+O.7Qk=
0.002415MPaSb4=G++wb^+
0.7Q=
0.003301MPa2负风压的荷载组合计算SkA-负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合MPa;SA-负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合MPa;SkA-=Gk+WkA-=
0.001997MPaSa-=G-+wa.=
1.OGk+l.4WkA-=
0.002956MPaSkB负风压作用下的广告布的荷载标准值组合MPa;SB-负风压作用下的广告布的荷载设计值组合MPa;SkB--Gk+WkB-=
0.002162MPaSb-=G+wb.=
1.OGk+l.4wrb-=
0.003187MPa3最不利荷载选取S«作用在龙骨上的最不利荷载标准值组合MPa;Sa作用在龙骨上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkA=
0.002308MPaSA=
0.003151MPaSm作用在广告布上的最不利荷载标准值组合MPa;除作用在广告布上的最不利荷载设计值组合MPa;按上面2项结果,选最不利因素正风压情况下出现:SkB=
0.002415MPaSb=O.003301MPa4广告牌杆件计算基本参数1计算点标高3m;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=3000mm受力模型图中a=50mmb=2950mm;5拉杆截面面积309mm26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结构的受力分析1荷载集度计算qk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;Sk组合荷载标准值MPa;S组合荷载设计值MPa;B分格宽度mm;qk=SkB=
0.002308X1500=
3.462N/mmq=SB=
0.003151X1500=
4.727N/mm2拉杆轴力计算:由于拉杆在广告牌外力作用下在较接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数与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;qL43-4a/L+a/L/24EI-Pb73EI=PL拉杆/EAE材料的弹性模量,为206000MPa;L拄杆拉杆的长度;A拉杆截面面积mm面P=qLA3-4a/L+a/L4/8Ab3+3L拉杆I=
5453.909N拉杆的轴向作用力为N=P/sina=
7716.065N3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;通过计算机的优化计算,得x=3000mmIM.ax|=|Px-a-qx2/2=
5182468.45N•mm选用材料的截面特性⑴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=1679250mm;主力方向截面抵抗矩W=25835mm3;塑性进展系数丫=
1.05;2拉杆杆件的截面特性拉杆的截面面积A=309mm-;材料的抗压强度设计值f.=215MPa;材料的抗拉强度设计值f2=215MPa;材料弹性模量E=206000MPa;梁的抗弯强度计算抗弯强度应满足N/A+Ms/yWWf上式中Nl梁受到的轴力N;A梁的截面面积mm%M„;.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mn;Y塑性进展系数,取
1.05;f材料的抗弯强度设计值,取215MPa;则NL=Pctga=
5458.254NNl/A+M丫W=
5458.254/924+
5182468.45/
1.05/25835=
196.954MPaW215MPa悬臂梁抗弯强度满足要求拉杆的抗拉压强度计算校核根据关于受拉杆件,校核N/AWf关于受压杆件,需要进行稳固性计算,校核N/6AWf其中4轴心受压柱的稳固系数,查表
6.
3.8[102-2003]及表C.2[GB50017-2003]取值;i截面回转半径,i=I/A叫X构件的长细比,不宜大于250X=L/i;《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-1984《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007《不锈钢丝》GB/T4240-93《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《彩色涂层钢板与钢带》GB/T12754-2006《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008。
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