单悬臂式标志版结构设计计算书.doc

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1、单悬臂式标志版结构设计计算书1.设计资料1.1板面数据板面高度：H=2.40(m)板面宽度：W=4.80(m)板面单位重量：=5.401.2横梁数据横梁直径：D=0.180(m)横梁长度：L=6.430(m)横梁壁厚：T=0.008(m)横梁间距：=0.800(m)1.3立柱数据立柱直径：D=0.377(m)立柱高度：L=7.700(m)立柱壁厚：T=0.0100(m)立柱单位重量：=90.7382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量而添加。2.1.1板面重量计算标志版单位重量为5.40标志

2、版重量：=670.60(N)=0.6706(KN)2.1.2横梁重量计算=4716.310(N)=4.7163(KN)2.1.3立柱重量计算=7531.824(N)=7.5318(KN)2.1.4计算上部总重量=12918.737(N)=12.9187(KN)3风荷载计算3.1标志板风力=10.676(KN)3.2横梁风力=0.363(KN)3.3立柱风力=1.793(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1/2。对单根横梁所受荷载计算如下：4.1荷载计算竖直荷载2

3、=0.402(KN)均布荷载2=0.440(KN/m)水平荷载2=5.338(KN)水平均布荷载2=0.111(KN/m)4.2强度验算计算横梁跟部由重力引起的剪力=3.232(KN)计算由重力引起的弯矩=10.719(KN*m)(式中l1:横梁总长，l2:悬臂板面外的长度，l3:标志板一半长度计算横梁跟部由风力引起的剪力=5.519(KN)计算由风力引起的弯矩=21.659(KN*m)4.3横梁截面信息横梁截面积A=4.323×横梁截面惯性矩I=1.602×横梁截面模量W=1.780×4.4计算横梁根部所受的合成剪力和弯矩合成

4、剪力：=6.396(KN)合成弯矩：=24.167(KN*m)4.5最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：=135.764(MPa)<[σ]=215.000(MPa),满足设计要求横梁根部的最大剪应力为：=2.959(MPa)<[τ]=125.000(MPa),满足设计要求根据第四强度理论，σ，τ近似采用最大值即：=135.860(MPa)<[σ]=215.000(MPa),满足设计要求4.6变形验算计算垂直绕度=0.0279(m)计算水平绕度=0.0477(m)计算合成绕度=0.055(m)f/L1=0.009<0.010,满

5、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：=15.502(KN)水平荷载：=12.832(KN)水平弯矩：=80.860(KN*m)立柱根部由永久荷载引起的弯矩为：2=21.439(KN*m)合成弯矩：=83.654(KN*m)风载引起的合成扭矩：2=43.318(KN*m)5.2强度验算立柱截面信息立柱截面积：A=11.530立柱截面惯性矩：I=19.426立柱截面模量：W=10.305立柱截面回转半径模量：=0.130(m)立柱截面惯性矩模量：=3.89最大正应力验算轴向荷载引起的正应力：=1

6、.345(MPa)弯矩引起的正应力：=81.174(MPa)组合应力：=82.519(MPa)立柱根部的最大正应力为：=82.519(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：=2.226(MPa)扭矩引起的剪应力：=21.017(MPa)组合应力：=23.243(MPa)立柱根部的最大剪应力为：=23.243(MPa)<[τ]=125.000(MPa),满足设计要求危险点处应力验算最大正应力位置点处，由扭矩产生的剪应力亦为最大，即=82.519(MPa)，=21.017(MPa

7、)根据第四强度理论的组合应力为：=90.192(MPa)<[σ]=215.000(MPa),满足设计要求5.3变形验算由风荷载标准值引起的立柱顶部的水平位移：=0.025(m)立柱端部的相对水平位移为：=0.003<1/100,满足设计要求立柱顶部扭转角：=7.762标志结构最大总水平水平位移：=0.123(m)标志结构最大相对水平位移为：=0.016<0.017,满足设计要求横梁垂直总位移计算：两根横梁间部分由横梁永久荷载产生的转角：=2.902单根横梁由此引起的垂直位移：=0.019(m)横梁垂直总位移：=0.047(m)6

8、立柱与横梁的连接计算6.1螺栓强度验算6.1.1螺栓数据连接螺栓拟采用A级级普通螺栓8M24,查表得：单个螺栓受拉承载力设计值=59.93KN,受剪（单剪）承载力设计值=76.91KN：合成剪力Q=6.396KN,合成弯距=24.167KN*m：螺栓孔数目8：每