双柱式标志结构设计计算书2.doc

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)标志板数据 板面形状：矩形，宽度 W=1.42(m)，高度 h=0.4(m)，净空 H=2.1(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：2.6(m)，右侧立柱高度：2.6(m)，立柱外径：89(mm)，立柱壁厚：7.5(mm) (本设计计算使用立柱高度2.6m) 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 1)标志版重量计算 标志板重量：Gb=A*ρ*g=0.284×8.10×9.80=45.088(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2.60(m)，使用材料：碳素钢、合金钢无缝钢管，单位长度重量：15.075(kg/m) 立柱重量：Gp=L*ρ*g=2.60×15.075×9.80=384.111(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 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+Gp)=1.10×(45.088+384.111)=472.119(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×[(0.5×1.2258×1.2×18.06^2)×0.284]=95.379(N) 式中：γ0----结构重要性系数，取1.0 γQ----可变荷载分项系数，取1.4 ρ----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1.20 V----风速，此处风速为23.9(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×[(0.5×1.2258×0.80×18.06^2)×0.089×2.10]=41.846(N) 式中：C----立柱的风力系数，圆管型立柱取值0.80 W----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7.5(mm)。 则立柱的截面积A=1.92×10^-3(m^2)，截面惯性矩I=1.608×10^-6(m^4)，截面抗弯模量W=3.613×10^-5(m^3)。 立柱根部由风荷载引起的弯矩： M=Fwb*Hb+Fwp*Hp =95.379×2.30+41.846×1.05=263.31(N*m) 式中：Fwb----标志板受到的风荷载 Hb----标志板形心到立柱根部的距离 Fwp----立柱迎风面受到的风荷载 Hp----立柱迎风面形心到立柱根部的距离 立柱根部由风荷载引起的剪力： F=Fwb+Fwp=95.379+41.846=137.225(N) 式中：Fwb----标志板受到的风荷载 Fwp----立柱迎风面受到的风荷载 4.1 最大正应力验算 立柱根部由风荷载引起的最大正应力为： σmax=M/W=263.31/(3.613×10^-5)(Pa)=7.287(MPa) [σd]=215.00(MPa)，满足要求。 4.2 最大剪应力验算 立柱根部由风荷载引起的最大剪应力为： τmax=2×F/A=2×137.225/(1.92×10^-3)(Pa)=0.143(MPa) [τd]=125.00(MPa)，满足要求。 4.3 危险点应力验算 对圆柱型立柱截面，通过圆心与X-X轴成4