1、設計計算書說明:將雙柱式簡化為兩個單柱式結構，標志板自重以及風荷載視作由兩根立柱均勻承擔，設計計算以較高立柱為準。1設計資料1.1 板面數據1)標志板數據板面形狀：矩形，寬度 W=1.42(m),高度h=0.4(m),凈空H=2.1(m)標志板材料：LF2-M鋁。單位面積重量：8.10(kg/mA2)1.2 立柱數據左側立柱的高度：2.6(m),右側立柱高度：2.6(m),立柱外徑：89(mm),立柱壁厚：7.5(mm)(本設計計算使用立柱高度2.6m)2計算簡圖見Dwg圖紙3荷載計算(以下荷載計算均取標志板面積的一半，其自重和風荷載由右側立柱承擔。)3.1 永久荷載1)標志版重量計算標志板重

2、量：Gb=A*g=0.284 X8.10>9.80=45.088(N)式中：A-由右側立柱承擔荷載的標志板板面面積p-標志板單位面積重量g-重力加速度，取9.80(m/sA2)2)立柱重量計算立柱總長度為2.60(m),使用材料：碳素鋼、合金鋼無縫鋼管，單位長度重量：15.075(kg/m)立柱重量：Gp=L*g=2.60 X5.075 >9.80=384.111(N)式中：L-立柱的總長度p-立柱單位長度重量g-重力加速度，取9.80(m/sA2)3)上部結構總重量計算由標志上部永久荷載計算系數1.10，則上部結構總重量：G=K*(Gb+Gp)=1.10 X45.088+384.

3、111)=472.119(N)3.2 風荷載1)標志板所受風荷載標志板A所受風荷載：Fb= 2*Q*(1/2* 才C*VA2)*A=1.0 X1.4>(0.5 X1.2258X1.2M8.06A2) >0.284=95.379(N)式中：0-結構重要性系數，取1.0q 可變荷載分項系數，取1.4,-空氣密度，一般取 1.2258(N*SA2*mA-4)C-標志板的風力系數，取值1.20V-風速，此處風速為23.9(m/sA2)g-重力加速度，取9.80(m/sA2)2)立柱迎風面所受風荷載：Fwp= 2*Q*("2* 日C*Va2)*W*H=1.0 X1.4X(0.5M.

4、2258 >0.80X18.06A2) >0.089 X2.10=41.846(N)式中：C-立柱的風力系數，圓管型立柱取值 0.80W-立柱迎風面寬度，即立柱的外徑h-立柱迎風面高度，應扣除被標志板遮擋部分4強度驗算由立柱的外徑89(mm),壁厚7.5(mm)。則立柱的截面積A=1.92 xl0A-3(mA2),截面慣性矩1=1.608 M0A-6(mA4), 截面抗彎模量 W=3.613 M0A-5(mA3)。立柱根部由風荷載引起的彎矩：M=Fwb*Hb+Fwp*Hp=95.379 >2.30+41.846 xl.05=263.31(N*m)式中：Fwb-標志板受到的風荷

5、載Hb-標志板形心到立柱根部的距離Fwp-立柱迎風面受到的風荷載Hp-立柱迎風面形心到立柱根部的距離立柱根部由風荷載引起的剪力：F=Fwb+Fwp=95.379+41.846=137.225(N)式中：Fwb-標志板受到的風荷載Fwp-立柱迎風面受到的風荷載4.1 最大正應力驗算立柱根部由風荷載引起的最大正應力為：cmax=M/W=263.31/(3.613 X0A-5)(Pa)=7.287(MPa) < od=215.00(MPa),滿足 要求。4.2 最大剪應力驗算立柱根部由風荷載引起的最大剪應力為：max=2 >F/A=2 X137.225/(1.92 xl0A_3)(Pa)

6、=0.143(MPa) < d=125.00(MPa),滿 足要求。4.3 危險點應力驗算對圓柱型立柱截面，通過圓心與 X-X軸成45°的直線與截面中心線的交點處于復雜應力狀態，正應力和剪應力均比較大，應對該點進行應力狀態分析。危險點所在的位置為：x=y = (0.089-0.0075)/2*sin( 4)=0.0288(m)危險點處的正應力為：產M*y/I=263.31 >0.0288/(1.608 X0A-6)=4.719(MPa)危險點處剪應力為：營F*Sx/(I*2*t)=137.225 M.761 X10A-5/(1.608 M0A-6 >2>0.0

7、075)=0.10(MPa)式中：Sx-立柱危險點截面的靜距I-立柱截面慣性矩根據第四強度理論：4.4 = ( S2 + 3* 短r1/2=(4.719A2 + 3 >0.10A2)A1/2 = 4.722(MPa) < od = 215.00(MPa),滿足要求。5立柱變形驗算本標志包括一塊標志板，其中標志板所受風荷載視作作用在幾何形心的集中荷載，標志板與基礎之間所火立柱所承受的風荷載視作均布荷載。立柱的總高度2.60(m)5.1 由集中荷載產生的撓度1)立柱頂部由標志板集中荷載產生的撓度：fb = P*hA2/(6*E*I) * (3*L-h)=68.128 >2.30A

8、2/(6 >210X10aq X1.608X10A-6) X(3 X2.60-2.30)= 0.001(m)式中：P-標志板受到的集中荷載標準值，P=Fwb/( 2* Q)h-標志板形心到立柱根部的垂直距離E-立柱材料的彈性模量I-立柱橫斷面的慣性矩L-立柱的總高度5.2 由均布荷載產生的撓度最下側標志牌下緣與基礎上緣之間立柱迎風面由均布荷載產生的撓度：f= q*hA4/(8*E*I)= 14.233 X2.10A4/(8 >210X10aq M.608 X10A-6)= 0.0001(m)式中：q-立柱迎風面均布荷載平均值,q=(1/2* p*C*VA2)*Wh-最下側標志下緣與

9、基礎上緣之間的距離，即立柱迎風面高度5.3 由均布荷載產生的轉角由均布荷載導致立柱產生的轉角：依 q*hA3/(6*E*I)= 14.233 >2.10A3/(6 X210X0A9 M.608 X10A-6)= 0.000065(rad)綜上：立柱頂部總的變形撓度:f= fb+f+tan(Lp-h尸 0.001+0.0001+tan(0.000065) ><2.60-2.10)= 0.0011(m)f/L= 0.0011/2.60= 0.00 <= 0.01, 滿足要求。6柱腳強度驗算6.1 受力情況地腳受到的外部荷載：鉛垂力：G= &*Q*G=1.0X0.9X

10、472.119 = 424.907(N)水平力：F=137.225(N)式中：e-永久荷載分項系數，此處取0.9由風載引起的彎矩：M=263.31(N*m)6.2 底板法蘭受壓區的長度Xn偏心距：e= M/G= 263.31/424.907= 0.62(m)法蘭盤幾何尺寸：L=0.80(m); B=0.40(m); Lt=0.04(m)地腳螺栓擬采用6M24規格，受拉側地腳螺栓數目n=3,總的有效面積:Ae = 3 >3.53 = 10.59(cmA2)受壓區的長度Xn根據下式試算求解：XnA3 + 3*(e-L/2)*XnA2 - 6*n*Ae*(e+L/2-Lt)*(L-Lt-Xn)

11、 = 0XnA3 - 0.541*XnA2 + 0.047*Xn - 0.035 = 0求解該方程，得最佳值：Xn = 0.569(m)6.3 底板法蘭盤下的混凝土最大受壓應力驗算混凝土最大受壓應力：£= 2 * G * (e + L/2 - Lt) / B * Xn * (L - Lt - Xn/3)=2 >424.907 X0.62 + 0.80/2 -0.04) / 0.40 X0.569X(0.80 - 0.04 - 0.569/3)(Pa)0.006(MPa)出*fcc(0.40 >0.800.40>C.80)A0.5 X1.90(MPa)=11.90(M

12、Pa),滿足要求！6.4 地腳螺栓強度驗算受拉側地腳螺栓的總拉力：Ta = G*(e - L/2 + Xn/3) / (L - Lt - Xn/3)=424.907 X0.62 - 0.80/2 + 0.569/3) / (0.80 - 0.04 - 0.569/3)(N)=0.305(KN) < n*T0 = 3 >54.01 = 162.03(KN),滿足要求。6.5 對水平剪力的校核由法蘭盤和混凝土的摩擦所產生的水平抗剪承載力為：Vfb= k(G+Ta)= 0.40 >(0.425+0.305)= 0.292(KN) > F = 0.137(KN)6.6 柱腳法蘭

13、盤厚度驗算法蘭盤肋板數目為6對于三邊支承板：自由邊長 a2 = 0.194(m),固定邊長 b2 = 0.15(m)b2 / a2 = 0.771 ,查表得：a = 0.094,因止匕，M1 =罐 oC*(a2)A2 = 0.094 >6416.899 >0.194A2 = 22.848(N*m/m)對于相鄰支承板：自由邊長 a2 = 0.194(m),固定邊長 b2 = 0.168(m)b2 / a2 = 0.866 ,查表得：a = 0.102,因止匕，M2 =罐 oC*(a2)A2 = 0.102 >6416.899 >0.194A2 = 24.829(N*m/m

14、)取 Mmax = max(M1, M2) = max(22.848, 24.829) = 24.829(N*m/m)法蘭盤的厚度:t = (6*Mmax/fb1)A0.5 = 6>24.829/(210 X10A6)A0.5 (m) = 0.8(mm)< 20(mm),滿足要求。受拉側法蘭盤的厚度：t = 6 * Na * Lai / (D + Lail + Lai) * fb1 a 0.5=6X101.599 >0.671/(0.024+0.271+0.671) >210 M0A6A0.5(m)=1.4 (mm) < 20(mm),滿足要求。6.7 地腳螺栓支

15、撐加勁肋由混凝土的分布反力得到的剪力：Vi = ori * Lri * oc = 0.194 >0.15 >6416.899(N) = 0.187(KN) > Ta/n= 0.305/3= 0.102(KN),滿足要求。地腳螺栓支撐加勁肋的高度和厚度為：高度 Hri = 0.30(m),厚度 Tri = 0.016(m)剪應力為：乎 Vi/(Hri*Tri) = 187.213/(0.30 >0.016) = 0.039(MPa) < fv =125.00(MPa),滿足要求。加勁肋與標志立柱的豎向連接角焊縫尺寸Hf = 0.01(mm),焊縫長度Lw =0.24

16、(mm)角焊縫的抗剪強度： 聲 Vi/(2*Hf*Lw) = 187.213/(2 >0.01。24) = 0.038(MPa) < 160(MPa),滿足要求。7基礎驗算基礎寬 WF = 0.40(m),高 HF = 0.40(m),長 LF = 0.80(m),基礎的碎單位重量 24.0(KN/MA3),基底容許應力120.0(KPa)7.1 基底應力驗算基底所受的外荷載為:豎向荷載：N = Gf + G = 3.072 + 0.472 = 3.544(KN)式中：Gf-基礎自重，Gf=24.0>0.128=3.072(KN)G-上部結構自重水平荷載：H = 0.137(KN)彎矩：M = EFwbi(Hbi+Hf)+ EFwpi(Hpi+Hf) = 0.318(KN*m)1)則基底應力的最大值為：cmax = N/A+M/W = 3.544/0.32+0.318/0.043 = 18.533(kPa) < cf=120.00(kPa),滿足要求。式中：W-基底截面的抗彎模量， W=b*HA2/62)基底應力的最