单柱式标志结构设计计算书.doc

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1、单柱式标志版结构设计计算书1.项目信息项目名称工程名称远大路标志类型桩号设计詹科盟校对审核日期1.设计资料1.1桩号1.2板面数据1)板1数据版面形状：矩形,宽度W=1.20(m),高度H=1.20(m)2)铝合金板材料为：铝合金板材料为LF21.3立柱数据1)立柱外径D=180.00(mm)2)立柱壁厚T=5.000(mm)2计算简图见Dwg图纸3荷载计算3.1永久荷载1)标志版重量计算此标志版用LF2型铝合金板制作，其重量为8.04计算公式式中：A为各标志版的面积铝合金板单位面积重量ρ=8.04标志版1的面积A1=1.44g=9.8113.42(N)2)立柱重量计算计算

2、公式式中：立柱总长度L=5.07(m)立柱单位长度重量21.58(kg/m)g=9.81071.46(N)3)上部总重计算标志上部结构的总重量G按标志版和立柱总重量的110.00%计(考虑有关连接件及加劲肋等的重量)，则计算公式式中：标志版总重量113.42(N)立柱总重量1071.46(N)相关系数K=1.101303.37(N)3.2风荷载1)计算标志版1所受风荷载计算公式式中：结构重要性系数1.00可变荷载分项系数1.40空气密度ρ=1.23风力系数C=1.20风速V=35.00(m/s)面积A=1.44Fwb1=1.8163(KN)2)计算第1段立柱所受风荷载计算公

3、式式中：结构重要性系数1.00可变荷载分项系数1.40空气密度ρ=1.23风力系数C=1.20风速V=35.00(m/s)面积A=0.70Fwp1=0.5853(KN)4强度验算4.1计算截面数据1)立柱截面面积A=2.752)立柱截面惯性矩I=10.533)立柱截面抗弯模量W=11.704.2计算立柱底部受到的弯矩计算公式式中：Fwi为标志版或立柱的所受的风荷载hi为标志版或立柱受风荷载集中点到立柱底的距离板面1受风荷载Fwb1=1.82(KN)板面1受风荷载高度hwb1=4.47(m)立柱第1段受风荷载Fwp1=0.59(KN)立柱第1段受风荷载高度hwp1=1.93(

4、m)=9.24(KN*m)4.2计算立柱底部受到的剪力计算公式式中：Fwi为标志版或立柱的所受的风荷载板面1受风荷载Fwb1=1.82(KN)立柱第1段受风荷载Fwp1=0.59(KN)=2.40(KN)4.3最大正应力验算计算公式式中：抗弯截面模量W=11.702弯矩M=9.24(KN*m)79.00(MPa)<215.00(MPa),满足设计要求。4.4最大剪应力验算计算公式式中：剪力F=2.402(KN)截面积A=2.75=1.75(MPa)<=125.00(MPa),满足设计要求。4.4危险点应力验算对于圆柱形立柱截面，通过圆心与X-X轴成45°的直线与截面中心线的

5、交点处于复杂应力状态，正应力和剪应力均比较大，应对该点进行应力状态分析。1)计算危险点的位置x=y=0.0619(m)2)计算危险点处的正应力计算公式式中：弯矩M=9.245(KN*m)Y=0.06(m)惯性矩I=10.5354.31(MPa)3)计算危险点处的剪应力计算公式式中：剪力F=2.402(KN)静矩Sx=0.05惯性矩I=10.53立柱壁厚t=5.00(mm)1.23(MPa)4)根据形状改变必能理论(即第四强度理论)进行校核在此应力状态下，三个主应力分别为：代入第四强度理论公式，可得到如下强度条件：=54.35(MPa)<=215.00(MPa),满足设计要求

6、。5变形验算5.1计算说明本标志由多块标志版组成，为了简化起见，标注板及两块标志版之间所夹立柱所受荷载看作为作用在板面、所夹立柱集合中心的集中荷载，基础与标志板之间的立柱的立柱所受荷载看作均布荷载。立柱总高度：L=5.07(m)5.1计算标志版1所受风荷载引起的扰度计算公式式中：集中荷载标准值P1=Fwb1/=1.2974(KN)荷载到立柱根部的距离h=4.467(m)f1=0.02134(m)5.2计算底部均布荷载产生的扰度计算公式式中：均布荷载标准值为q=Fwb1/=0.1081(KN/m)荷载到立柱根部的距离h=3.867(m)f2=1.3925.3计算底部均布荷载产

7、生的转角计算公式式中：均布荷载标准值为q=0.1081(KN/m)4.801555.4计算柱顶部的总变形扰度计算公式0.0219(m)=0.0043<0.010,满足设计要求。6柱脚强度验算6.1计算底板法兰盘受压区的长度Xn6.1.1受力情况铅垂力1.00×0.90×1303.37=1.17(kN)水平力F=2.40(kN)由风载引起的弯矩M=9.24(kN)6.1.2底板法兰盘受压区的长度Xn偏心距9244.51/1173.03=7.88(m)法兰盘几何尺寸：L=0.40(m);B=0.40(m);Lt=0.0