交通标志牌结构验算

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1、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

2、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×

3、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Fwb=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Qy1=G4+ω1×H=5.935(KN)计算由重力引起的弯矩My1=G4×(l2+l3)+ω1×l12/2=45.393(

4、KN*m)计算横梁跟部由风力引起的剪力Qx1=F1=6.472(KN)计算由风力引起的弯矩Mx1=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=(Qx12+Qy12)0.5=8.781(KN)合成弯矩：M=(Mx12+My12)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

5、.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fy=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fx=Fwb/(γ0×γQ)×(l3+l2)2×(3×l1-l2-l3)/(6×E×I)+ω2/(γ0×γQ)×l23/(6×E×I)=0.0707(m)计算

6、合成绕度f=(fx2+fy2)0.5=0.0877(m)f/l1=0.0117>1/100,不满足设计要求。5立柱设计计算对立柱所受荷载计算如下：5.1荷载计算垂直荷载：N=γ0×γG×G=18.729(KN)水平荷载：H=F1+F2+F3=17.148(KN)水平弯矩：MX=(F1+F2)×(L-H/2)+F3×L/2=123.722(KN*m)立柱根部由永久荷载引起的弯矩为：MY=2×My1=42.054(KN*m)合成弯矩：M=(MX2+MY2)0.5=130.674(KN*m)风载引起的合成扭矩：Mt=2×M

7、x1=68.964(KN*m)5.2强度验算立柱截面信息立柱截面积：A=9.269×10-3(m2)立柱截面惯性矩：I=9.594×10-5(m4)立柱截面模量：W=6.617×10-4(m3)立柱截面回转半径模量：R=(I/A)0.5=0.102(m)立柱截面惯性矩模量：Ip=2×I=1.92×10-4(m4)最大正应力验算轴向荷载引起的正应力：σc=N/A=2.021(MPa)弯矩引起的正应力：σw=M/W=197.496(MPa)组合应力：σMax=σc+σw=199.516(MPa)立柱根部的最大正应力为：σ

8、=M/W=197.496(MPa)<[σ]=215.000(MPa),满足设计要求最大剪应力验算水平荷载引起的剪应力：τHmax=2×H/A=3.70(MPa)扭矩引起的剪应力：τtMax=Mt×φ/(2×Ip)=56.428(MPa)组合应力：τMax=τHmax+τtmax=60.128(MPa)<[τ]=125.000(MPa),满足设计