网架结构在擎天柱广告牌中的应用

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1、堇主旦全堕翌垡笙塑三矍兰查旦逆鱼网架结构在擎天柱广告牌中的应用李海旺刘尚伦(太原理工大学建筑与土木工程学院，太原．030024)摘要：本文主要介绍了以{角锥网架为结构形式的三面内弧形广告牌的结构设计。该广告牌面板支承系统为4层三角锥网架结构，下部结构为独立钢管柱．上部网架部分用3D3s钢结构软件设计，并通过整体模型的州sYs有限元分析进行校核，最后完成整体结构设计。文中对三画内弧形广告牌的风振系数、风荷载体型系数进行了讨论。关键词：三角锥网架，三面内弧形广告牌，风振系数，风载体型系数，擎天柱广告一、引言当前

2、经济快速发展，众多商家把户外广告牌宣传作为重要手段，特别是大型的擎天柱广告牌的应用较多。以往多数大型广告牌的结构采用的是以角钢等型钢构件组合的骨架形式，随着钢结构的发展，空间整体稳定性能较好的网架结构在广告牌中的应用日渐普及。本文重点介绍了三角锥网架结构在广告牌中的结构设计，同时对三面内弧形广告牌的风振系数、风荷载体型系数做以讨’沦。本文旨在为三角锥网架结构在擎天柱式广告牌中的应用提供一个有益的设计参考。二、工程概况本工程实例地处大同市迎宾大桥两侧，设计高度离地面30Ⅲ，广告面板为三面内弧形，其三面内弧形的

3、平面弦高尺寸相同．面板尺寸18Ⅲ×6m(宽×高)。整体结构上部为广告面板系统，下部为独立柱支承。地面以上结构全部采用钢结构体系，基础采用钢筋混凝土结构。效果图如图l所示。工业建筑2007增刊图1三面内弧形广告牌105l第七届全国现代结构工程学术研讨会三、结构设计(一)结构选型结合工程所处的地理位置及结构要求，广告牌的面板支承系统选用三角锥网架结构，根据面板的高度要求及考虑整体结构的稳定性，采用了五层网架的结构布置。由于面板为三面内弧形要求，结合面板尺寸，取定三面内弧形的平面弦高均为1．2Ⅲ。网架平面图及立面

4、图分别如下图2，图3所示。‘图2网架平面图图3网架立面图(二)上部三角锥网架结构设计本工程的上部三角锥网架结构部分采用同济大学编制的3D3s钢结构软件独立计算分析的，原因是考虑到计算分析和出施工图的方便。其计算简化模型为：在网架的杆件与柱连接处简化为固接节点。进一步简化到如图3所示的(3)、(5)层与柱对应韵两个节点为周接约束节点。简化模型图如图4所示。、、歹＼×／℃、：◇’＼／V￡，×7、，，’-o1、：、一／———习R、o一7＼×峡广一■攘均／弋吣影＼二一一Y7￡，r～1)‘“、、一Z，—71r、、二—

5、，7图4网架计算约束简化局部示意图1．荷载取值图5p．平面示意图此广告牌结构由于其总体竖向荷载小，立面面积大。上下开口，故在结构设计中起控制用的将是水平荷载。在对三角锥网架的结构进行设计时所取的荷载种类主要考虑有以下几种：1．1恒、活荷载取值1052工业建筑2007增刊㈨≯㈨M㈨∞¨第七届全国现代结构工程学术研讨会网架上的恒载取值主要考虑广告牌面板的自重0．3kN／一、设备灯具等荷载0．3kN／酽，恒载以节点集中荷载施加：主要考虑的活荷载有裹冰荷载、施工检修荷载等活荷载共取值O．30kN／Ⅷ2，以节点集中荷

6、载施加在网架最上弦层节点上。1_2风荷载取值：。·由于结构主要承受水平风荷载，故在考虑；面内弧形广告牌的结构设计时，风荷载的计算非常关键。风荷载按面板接触节点从属面积简化为集中力施加在节点上。按照文献(1)的规定，施加在结构单位面积的风荷载标准值按以下公式计算：wk=pz№IIzwo(1)式中：w“风荷载标准值；B：高度z处的风振系数；u；为风荷载体型系数：u：为风压高度变化系数：wo为当地的基本风压。1．2．1基本风压wo依据本工程的地理位置。从文献(2)中查得wo=0．55kN／Ⅲ2。L2．2风压高度变

7、化系数uz本工程地处B类地面粗糙度地区，结构离地面绝对高度30Ⅲ，根据文献(1)的规定，p：取值为1．42。1．2．3风荷载体型系数p．在文献[1]中还没有三面弧形建筑的风载体型系数的明确规定要求，这就给设计带来一定的难度。由于该类建筑是上下开口，周边封闭的结构，其风载体型系数取值变化较多。本工程参照已有的设计实例取值，参照文献(1)，(5)，(6)的有关论述，风载体型系数取为：正风压u。=l。3，负压“，一1，0。由此在3D3s设计计算网架结构时主要考虑咀图5所示的风载体型系数进行计算。．1．2．4风振系

8、数B。该系数的作用主要是考虑风的脉动的影响。根据文献[1]中的规定，当结构的周期T小于O．25(s)时，可不考虑B。的影响。因此颈先估算出结构的周期范围才能确定是否B。考虑的作用。根据文献(2)给出的经验参考公式及条件要求，本工程的结构可简化为等截面杆件支承的单自由度体系，初步估算出本工程结构的特征周期T=0．486(s)，因此本工程需考虑B。的影响。，履：l+型堡(2)一段依据文献[1]给出的B：的计算公式，如