广场广告牌钢结构设计计算书模板.doc
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1、*广告牌钢结构设计计算书设计: 校对: 审核: 同意: 二一七年八月六日 一.3米高广告牌钢结构设计计算书1 计算引用规范、标准及资料1.1 建筑设计规范:地震震级要求 GB/T17740-1999钢结构设计规范 GB50017-高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-高处作业吊蓝 GB19155-工程抗震术语标准 JGJ/T97-95混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-混凝土结构设计规范 GB50010-混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-建筑防火封堵应用技术规程 CECS154:建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-建筑隔声评价标准 GB/T
2、50121-建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-建筑工程预应力施工规程 CECS180:建筑结构荷载规范 GB50009-(、局部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-建筑抗震设计规范 GB50011-()建筑设计防火规范 GB50016-建筑物防雷设计规范 GB50057-94()冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-1.2 钢材规范:建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-不锈钢棒 GB/T1220-不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T42
3、37-不锈钢丝 GB/T4240-93建筑用不锈钢绞线 JG/T200-不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-耐候结构钢 GB/T4171-高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997合金结构钢 GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-冷拔异形钢管 GB/T3094-碳钢焊条 GB/T5117-1999碳素结构钢 GB/T700-碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-碳素结构钢和低合
4、金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-优质碳素结构钢 GB/T699-1999预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-1.3 建筑结构静力计算手册(第二版)1.4 土建图纸:2 基础参数2.1 广告牌所在地域: 某地域;2.2 地面粗糙度分类等级: 按建筑结构荷载规范(GB50009-) A类:指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地域; B类:指田野、乡村、丛林、丘陵和房屋比较稀疏乡镇和城市郊区; C类:指有密集建筑群城市市区; D类:指有密集建筑群且房屋较高城市市区;依据上面分类标准,本工程按B类地形考虑。3 广告牌荷载计算3.1 广告牌荷载作用说明:广告牌承受荷载包含:自重、风
5、荷载、雪荷载和活荷载。(1)自重:包含广告布、杆件、连接件、附件等自重,能够根据400N/m2估算:(2)风荷载:是垂直作用于广告牌表面荷载,按GB50009采取;(3)雪荷载:是指广告牌水平投影面上雪荷载,按GB50009采取;(4)活荷载:是指广告牌水平投影面上活荷载,按GB50009,可按500N/m2采取; 在实际工程广告牌结构计算中,对上面多个荷载,考虑最不利组合,有下面多个方法,取用其最大值: A:考虑正风压时: a.当永久荷载起控制作用时候,按下面公式进行荷载组合: Sk+=1.35Gk+0.61.4wk+0.71.4Sk(或Qk) b.当永久荷载不起控制作用时候,按下面公式进行
6、荷载组合: Sk+=1.2Gk+1.4wk+0.71.4Sk(或Qk) B:考虑负风压时: 按下面公式进行荷载组合: Sk-=1.0Gk+1.4wk3.2 风荷载标准值计算:按建筑结构荷载规范(GB50009-)计算: wk+=gzzs1+w0 7.1.1-2GB50009- wk-=gzzs1-w0上式中: wk+:正风压下作用在广告牌上风荷载标准值(MPa); wk-:负风压下作用在广告牌上风荷载标准值(MPa); Z:计算点标高:3m; gz:瞬时风压阵风系数; 依据不一样场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算): gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数,f为脉动系数
7、 A类场地: gz=0.92(1+2f) 其中:f=0.387(Z/10)-0.12 B类场地: gz=0.89(1+2f) 其中:f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地: gz=0.85(1+2f) 其中:f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地: gz=0.80(1+2f) 其中:f=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形,3m高度处瞬时风压阵风系数: gz=0.89(1+2(0.5(Z/10)-0.16)=1.9691 z:风压高度改变系数; 依据不一样场地类型,按以下公式计算: A类场地: z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时,取Z=300m,当Z350m
8、时,取Z=350m,当Z400m时,取Z=400m,当Z450m时,取Z=450m,当Z30m时,取Z=30m;对于B类地形,3m高度处风压高度改变系数: z=1.000(Z/10)0.32=1 s1:局部风压体型系数,对于广告牌结构,按规范,计算正风压时,取s1+=1.3;计算负风压时,取s1-=-2.0; 另注:上述局部体型系数s1(1)是适适用于围护构件隶属面积A小于或等于1m2情况,当围护构件隶属面积A大于或等于10m2时,局部风压体型系数s1(10)可乘以折减系数0.8,当构件隶属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数s1(A)可按面积对数线性插值,即: s1(A)=s1(
9、1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中:当A10m2时取A=10m2;当A1m2时取A=1m2; w0:基础风压值(MPa),依据现行GB50009-附表D.4(全国基础风压分布图)中数值采取,按重现期50年,福州地域取0.0007MPa;(1)计算龙骨构件风荷载标准值: 龙骨构件隶属面积: A=31.5=4.5m2 LogA=0.653 sA1+(A)=s1+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =1.13 sA1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.739 wkA+=gzzsA1+w0 =1.969111.130.0007 =0.001558
10、MPa wkA-=gzzsA1-w0 =1.969111.7390.0007 =0.002397MPa(2)计算广告布部分风荷载标准值: 广告布构件隶属面积: A=1.51.5=2.25m2 LogA=0.352 sB1+(A)=s1+(1)+s1+(10)-s1+(1)logA =1.208 sB1-(A)=s1-(1)+s1-(10)-s1-(1)logA =1.859 wkB+=gzzsB1+w0 =1.969111.2080.0007 =0.001665MPa wkB-=gzzsB1-w0 =1.969111.8590.0007 =0.002562MPa3.3 风荷载设计值计算: wA
11、+:正风压作用下作用在广告牌龙骨上风荷载设计值(MPa); wkA+:正风压作用下作用在广告牌龙骨上风荷载标准值(MPa); wA-:负风压作用下作用在广告牌龙骨上风荷载设计值(MPa); wkA-:负风压作用下作用在广告牌龙骨上风荷载标准值(MPa); wA+=1.4wkA+ =1.40.001558 =0.002181MPa wA-=1.4wkA- =1.40.002397 =0.003356MPa wB+:正风压作用下作用在广告牌广告布上风荷载设计值(MPa); wkB+:正风压作用下作用在广告牌广告布上风荷载标准值(MPa); wB-:负风压作用下作用在广告牌广告布上风荷载设计值(MP
12、a); wkB-:负风压作用下作用在广告牌广告布上风荷载标准值(MPa); wB+=1.4wkB+ =1.40.001665 =0.002331MPa wB-=1.4wkB- =1.40.002562 =0.003587MPa3.4 雪荷载标准值计算: Sk:作用在广告牌上雪荷载标准值(MPa) S0:基础雪压,依据现行GB50009-取值,福州地域50年一遇最大积雪自重:0MPa. r:屋面积雪分布系数,按表6.2.1GB50009-,为2.0。 依据GB50009-公式6.1.1屋面雪荷载标准值为: Sk=rS0 =2.00 =0MPa3.5 雪荷载设计值计算: S:雪荷载设计值(MPa)
13、; S=1.4Sk =1.40 =0MPa3.6 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/m2 Q=1.4Qk =1.4500/1000000 =0.0007MPa 因为SkQk,所以计算时活荷载参与正压组合!3.7 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; 因为Gk和其它可变荷载比较,不起控制作用,所以: G+=1.2Gk =1.20.0004 =0.00048MPa G-=Gk =0.0004M
14、Pa3.8 选择计算荷载组合:(1)正风压荷载组累计算: SkA+:正风压作用下龙骨荷载标准值组合(MPa); SA+:正风压作用下龙骨荷载设计值组合(MPa); SkA+=Gk+wkA+0.7Qk =0.002308MPa SA+=G+wA+0.7Q =0.003151MPa SkB+:正风压作用下广告布荷载标准值组合(MPa); SB+:正风压作用下广告布荷载设计值组合(MPa); SkB+=Gk+wkB+0.7Qk =0.002415MPa SB+=G+wB+0.7Q =0.003301MPa(2)负风压荷载组累计算: SkA-:负风压作用下龙骨荷载标准值组合(MPa); SA-:负风压
15、作用下龙骨荷载设计值组合(MPa); SkA-=Gk+wkA- =0.001997MPa SA-=G-+wA- =1.0Gk+1.4wkA- =0.002956MPa SkB-:负风压作用下广告布荷载标准值组合(MPa); SB-:负风压作用下广告布荷载设计值组合(MPa); SkB-=Gk+wkB- =0.002162MPa SB-=G-+wB- =1.0Gk+1.4wkB- =0.003187MPa(3)最不利荷载选择: SkA:作用在龙骨上最不利荷载标准值组合(MPa); SA:作用在龙骨上最不利荷载设计值组合(MPa); 按上面2项结果,选最不利原因(正风压情况下出现): SkA=0.
16、002308MPa SA=0.003151MPa SkB:作用在广告布上最不利荷载标准值组合(MPa); SB:作用在广告布上最不利荷载设计值组合(MPa); 按上面2项结果,选最不利原因(正风压情况下出现): SkB=0.002415MPa SB=0.003301MPa4 广告牌杆件计算基础参数: 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=50mm,b=2950mm; 5:拉杆截面面积:309mm2 6: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:
17、4.1 结构受力分析:(1)荷载集度计算: qk:组合荷载作用下线荷载集度标准值(按矩形分布)(N/mm); q:组合荷载作用下线荷载集度设计值(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 =0.0023081500 =3.462N/mm q=SB =0.0031511500 =4.727N/mm(2)拉杆轴力计算: 因为拉杆在广告牌外力作用下在铰接点产生位移量在垂直方向上矢量代数和等于拉杆在轴力作用下产生位移量在垂直方向上矢量即: P:拉杆作用力在垂直方向上分力(N); qL4(3-4a/L+(a/L)4
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