廣場(chǎng)廣告牌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)模板

**廣告牌

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)：校對(duì)：審核：同意：二〇一七年八月六日一.3米高廣告牌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì)算引用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：《地震震級(jí)要求》GB/T17740-1999《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-《高處作業(yè)吊藍(lán)》GB19155-《工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-95《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-《混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓》JG160-《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》JC/T902-《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS154：《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50121-《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-《建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程》CECS180：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-(、局部修訂)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-()《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94()《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50018-《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ85-鋼材規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》JG/T178-《不銹鋼棒》GB/T1220-《不銹鋼冷加工鋼棒》GB/T4226-1984《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》GB/T3280-《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》GB/T4237-《不銹鋼絲》GB/T4240-93《建筑用不銹鋼絞線(xiàn)》JG/T200-《不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管》GB/T3090-《彩色涂層鋼板和鋼帶》GB/T12754-《低合金鋼焊條》GB/T5118-1995《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T201-《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171-《高碳鉻不銹鋼絲》YB/T096—1997《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-1999《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求》GB/T13912-《冷拔異形鋼管》GB/T3094-《碳鋼焊條》GB/T5117-1999《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-1999《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370-《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)土建圖紙：基礎(chǔ)參數(shù)廣告牌所在地域：某地域；地面粗糙度分類(lèi)等級(jí)：按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-)A類(lèi)：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地域；B類(lèi)：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵和房屋比較稀疏鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類(lèi)：指有密集建筑群城市市區(qū)；D類(lèi)：指有密集建筑群且房屋較高城市市區(qū)；依據(jù)上面分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類(lèi)地形考慮。廣告牌荷載計(jì)算廣告牌荷載作用說(shuō)明：廣告牌承受荷載包含：自重、風(fēng)荷載、雪荷載和活荷載。(1)自重：包含廣告布、桿件、連接件、附件等自重，能夠根據(jù)400N/m2估算：(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于廣告牌表面荷載，按GB50009采取；(3)雪荷載：是指廣告牌水平投影面上雪荷載，按GB50009采??；(4)活荷載：是指廣告牌水平投影面上活荷載，按GB50009，可按500N/m2采?。辉趯?shí)際工程廣告牌結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)上面多個(gè)荷載，考慮最不利組合，有下面多個(gè)方法，取用其最大值：A：考慮正風(fēng)壓時(shí)：a.當(dāng)永久荷載起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.當(dāng)永久荷載不起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考慮負(fù)風(fēng)壓時(shí)：按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk-=1.0Gk+1.4wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-)計(jì)算：wk+=βgzμzμs1+w0……7.1.1-2[GB50009-]wk-=βgzμzμs1-w0上式中：wk+：正風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wk-：負(fù)風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：3m；βgz：瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)；依據(jù)不一樣場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)：βgz=K(1+2μf)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動(dòng)系數(shù)A類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于B類(lèi)地形，3m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.9691μz：風(fēng)壓高度改變系數(shù)；依據(jù)不一樣場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算：A類(lèi)場(chǎng)地：μz=1.379×(Z/10)0.24當(dāng)Z>300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z<5m時(shí)，取Z=5m；B類(lèi)場(chǎng)地：μz=(Z/10)0.32當(dāng)Z>350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z<10m時(shí)，取Z=10m；C類(lèi)場(chǎng)地：μz=0.616×(Z/10)0.44當(dāng)Z>400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z<15m時(shí)，取Z=15m；D類(lèi)場(chǎng)地：μz=0.318×(Z/10)0.60當(dāng)Z>450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z<30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于B類(lèi)地形，3m高度處風(fēng)壓高度改變系數(shù)：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)，對(duì)于廣告牌結(jié)構(gòu)，按規(guī)范，計(jì)算正風(fēng)壓時(shí)，取μs1+=1.3；計(jì)算負(fù)風(fēng)壓時(shí)，取μs1-=-2.0；另注：上述局部體型系數(shù)μs1(1)是適適用于圍護(hù)構(gòu)件隸屬面積A小于或等于1m2情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件隸屬面積A大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件隸屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1(A)可按面積對(duì)數(shù)線(xiàn)性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：當(dāng)A≥10m2時(shí)取A=10m2；當(dāng)A≤1m2時(shí)取A=1m2；w0：基礎(chǔ)風(fēng)壓值(MPa)，依據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-附表D.4(全國(guó)基礎(chǔ)風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采取，按重現(xiàn)期50年，福州地域取0.0007MPa；(1)計(jì)算龍骨構(gòu)件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：龍骨構(gòu)件隸屬面積：A=3×1.5=4.5m2LogA=0.653μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.13μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.739wkA+=βgzμzμsA1+w0=1.9691×1×1.13×0.0007=0.001558MPawkA-=βgzμzμsA1-w0=1.9691×1×1.739×0.0007=0.002397MPa(2)計(jì)算廣告布部分風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：廣告布構(gòu)件隸屬面積：A=1.5×1.5=2.25m2LogA=0.352μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.208μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.859wkB+=βgzμzμsB1+w0=1.9691×1×1.208×0.0007=0.001665MPawkB-=βgzμzμsB1-w0=1.9691×1×1.859×0.0007=0.002562MPa風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：wA+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkA+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wA+=1.4×wkA+=1.4×0.001558=0.002181MPawA-=1.4×wkA-=1.4×0.002397=0.003356MPawB+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkB+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wB+=1.4×wkB+=1.4×0.001665=0.002331MPawB-=1.4×wkB-=1.4×0.002562=0.003587MPa雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：Sk：作用在廣告牌上雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)S0：基礎(chǔ)雪壓，依據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-取值，福州地域50年一遇最大積雪自重：0MPa.μr：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1[GB50009-]，為2.0。依據(jù)<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-公式6.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Sk=μr×S0=2.0×0=0MPa雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；S=1.4×Sk=1.4×0=0MPa廣告牌面活荷載設(shè)計(jì)值：Q：廣告牌面活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Qk：廣告牌面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值?。?00N/m2Q=1.4×Qk=1.4×500/1000000=0.0007MPa因?yàn)镾k≤Qk，所以計(jì)算時(shí)活荷載參與正壓組合！廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值：G+：正壓作用下廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；G-：負(fù)壓作用下廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Gk：廣告牌結(jié)構(gòu)平均自重取0.0004MPa；因?yàn)镚k和其它可變荷載比較，不起控制作用，所以：G+=1.2×Gk=1.2×0.0004=0.00048MPaG-=Gk=0.0004MPa選擇計(jì)算荷載組合：(1)正風(fēng)壓荷載組累計(jì)算：SkA+：正風(fēng)壓作用下龍骨荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA+：正風(fēng)壓作用下龍骨荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkA+=Gk+wkA++0.7Qk=0.002308MPaSA+=G++wA++0.7Q=0.003151MPaSkB+：正風(fēng)壓作用下廣告布荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB+：正風(fēng)壓作用下廣告布荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkB+=Gk+wkB++0.7Qk=0.002415MPaSB+=G++wB++0.7Q=0.003301MPa(2)負(fù)風(fēng)壓荷載組累計(jì)算：SkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下龍骨荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA-：負(fù)風(fēng)壓作用下龍骨荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkA-=Gk+wkA-=0.001997MPaSA-=G-+wA-=1.0Gk+1.4wkA-=0.002956MPaSkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下廣告布荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB-：負(fù)風(fēng)壓作用下廣告布荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkB-=Gk+wkB-=0.002162MPaSB-=G-+wB-=1.0Gk+1.4wkB-=0.003187MPa(3)最不利荷載選擇：SkA：作用在龍骨上最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA：作用在龍骨上最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利原因(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：SkA=0.002308MPaSA=0.003151MPaSkB：作用在廣告布上最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB：作用在廣告布上最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利原因(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：SkB=0.002415MPaSB=0.003301MPa廣告牌桿件計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：3m；2：力學(xué)模型：懸臂梁；3：荷載作用：均布荷載(有拉桿作用)；4：懸臂總長(zhǎng)度：L=3000mm，受力模型圖中a=50mm，b=2950mm；5：拉桿截面面積：309mm26：分格寬度：B=1500mm；7：懸臂梁材質(zhì)：Q235；本處桿件按懸臂梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：結(jié)構(gòu)受力分析：(1)荷載集度計(jì)算：qk：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(按矩形分布)(N/mm)；q：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度設(shè)計(jì)值(按矩形分布)(N/mm)；Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；S：組合荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；B：分格寬度(mm)；qk=SkB=0.002308×1500=3.462N/mmq=SB=0.003151×1500=4.727N/mm(2)拉桿軸力計(jì)算：因?yàn)槔瓧U在廣告牌外力作用下在鉸接點(diǎn)產(chǎn)生位移量在垂直方向上矢量代數(shù)和等于拉桿在軸力作用下產(chǎn)生位移量在垂直方向上矢量即：P：拉桿作用力在垂直方向上分力(N)；qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉桿/EAE：材料彈性模量，為206000MPa；L拉桿：拉桿長(zhǎng)度；A：拉桿截面面積(mm2)；P=qL4A(3-4a/L+(a/L)4)/8(Ab3+3L拉桿I)=5453.909N拉桿軸向作用力為：N=P/sinα=7716.065N(3)廣告牌桿件截面最大彎矩處(距懸臂端距離為x處)彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算：Mmax：懸臂梁最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；x：距懸臂端距離為x處(最大彎矩處)；q：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度設(shè)計(jì)值(按矩形分布)(N/mm)；L：懸臂總長(zhǎng)度(mm)；a、b：長(zhǎng)度參數(shù)，見(jiàn)模型圖(mm)；經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算，得：x=3000mm|Mmax|=|P(x-a)-qx2/2|=5182468.45N·mm選擇材料截面特征：(1)懸臂桿件截面特征：材料抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215MPa；材料彈性模量：E=206000MPa；主力方向慣性矩：I=1679250mm4；主力方向截面抵御矩：W=25835mm3；塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05；(2)拉桿桿件截面特征：拉桿截面面積：A=309mm2；材料抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f1=215MPa；材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f2=215MPa；材料彈性模量：E=206000MPa；梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算：抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足：NL/A+Mmax/γW≤f上式中：NL：梁受到軸力(N)；A：梁截面面積(mm3)；Mmax：懸臂梁最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；W：在彎矩作用方向凈截面抵御矩(mm3)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05；f：材料抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則：NL=Pctgα=5458.254NNL/A+Mmax/γW=5458.254/924+5182468.45/1.05/25835=196.954MPa≤215MPa懸臂梁抗彎強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。拉桿抗拉(壓)強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：對(duì)于受拉桿件，校核：N/A≤f對(duì)于受壓桿件，需要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，校核：N/φA≤f其中：φ：軸心受壓柱穩(wěn)定系數(shù)，查表6.3.8[102-]及表C.2[GB50017-]取值；i：截面回轉(zhuǎn)半徑，i=(I/A)0.5；λ：構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，不宜大于250，λ=L/i；因?yàn)轱L(fēng)荷載是正風(fēng)壓荷載，所以，拉桿是承受拉力。校核依據(jù)：N/A≤215MPaN/A=7716.065/309=24.971MPa≤215MPa拉桿抗拉強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。梁撓度計(jì)算：主梁最大撓度可能在2點(diǎn)出現(xiàn)，其一是C點(diǎn)，另一點(diǎn)可能在AB段之間，下面分別計(jì)算：(1)C點(diǎn)撓度驗(yàn)算：dfp：集中力作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfq：均布荷載作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfc：組合荷載作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfp=Pb2L(3-b/L)/6EI=138.348mmdfq=qL4/8EI=138.356mmdfc=|dfp-dfq|=|138.348-138.356|=0.008mmdf,lim：按規(guī)范要求，懸臂桿件撓度限值(mm)；df,lim=2L/250=24mmdfc=0.008mm≤df,lim=24mm懸臂梁桿件C點(diǎn)撓度滿(mǎn)足要求!(2)AB段最大撓度驗(yàn)算：dfx：懸臂梁AB段撓度計(jì)算值(mm)；x：距固定端距離為x處(最大撓度處)；經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算，得：x=1261mmdfx=|qL4(3-4x/L+(x/L)4)/24EI-Pb3×(2-3(x-a)/b+(x-a)3/b3)/6EI|=5.748mmdfx=5.748mm≤df,lim=24mm懸臂梁桿件AB段撓度滿(mǎn)足要求!廣告牌焊縫計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)：1：焊縫高度：hf=4mm；2：焊縫有效截面抵御矩：W=76970mm3；3：焊縫有效截面積：A=2532.4mm2；受力分析：V：固端剪力(N)；NL：軸力(mm)，拉為正、壓為負(fù)；M：固端彎矩(N·mm)；|V|=|P-qL|=|5453.909-4.727×3000|=8727.091NNL=5458.254N|M|=|Pb-qL2/2|=5182468.45N·mm焊縫校核計(jì)算：校核依據(jù)：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-]上式中：σf：按焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)力(MPa)；βf：正面角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取1.22；τf：按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向剪應(yīng)力(MPa)；ffw：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5=((M/1.22W+NL/1.22A)2+(V/A)2)0.5=((5182468.45/1.22/76970+5458.254/1.22/2532.4)2+(8727.091/2532.4)2)0.5=57.06MPa57.06MPa≤ffw=160MPa焊縫強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求。廣告牌埋件計(jì)算(后錨固結(jié)構(gòu))校核處埋件受力分析：V：剪力設(shè)計(jì)值(N)；N：軸向拉(壓)力設(shè)計(jì)值(N)，本處為軸向壓力；M：根部彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；依據(jù)前面計(jì)算，得：N=5458.254NV=8727.091NM=5182468.45N·mm錨栓群中承受拉力最大錨栓拉力計(jì)算：按5.2.2[JGJ145-]要求，在軸心拉力和彎矩共同作用下(下圖所表示)，進(jìn)行彈性分析時(shí)，受力最大錨栓拉力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列要求計(jì)算：1：當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時(shí)：Nsdh=N/n+My1/Σyi22：當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時(shí)：Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2在上面公式中：M：彎矩設(shè)計(jì)值；Nsdh：群錨中受拉力最大錨栓拉力設(shè)計(jì)值；y1，yi：錨栓1及i至群錨形心軸垂直距離；y1/，yi/：錨栓1及i至受壓一側(cè)最外排錨栓垂直距離；L：軸力N作用點(diǎn)至受壓一側(cè)最外排錨栓垂直距離；在本例中：N/n-My1/Σyi2=5458.254/6-5182468.45×250/375000=-2545.27因?yàn)椋?2545.27<0所以：Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2=4364.688N按JGJ102-5.5.7中第七條要求，這里Nsdh再乘以2就是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際拉拔應(yīng)該達(dá)成值。群錨受剪內(nèi)力計(jì)算：按5.3.1[JGJ145-]要求，當(dāng)邊距c≥10hef時(shí)，全部錨栓均勻分?jǐn)偧羟泻奢d；當(dāng)邊距c<10hef時(shí)，部分錨栓分?jǐn)偧羟泻奢d；其中：hef：錨栓有效錨固深度；c：錨栓和混凝土基材之間距離；本例中：c=300mm<10hef=800mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大錨栓所受剪力設(shè)計(jì)值為：Vsdh=V/m=2909.03N錨栓鋼材破壞時(shí)受拉承載力計(jì)算：NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-]NRk,s=Asfstk6.1.2-2[JGJ145-]上面公式中：NRd,s：錨栓鋼材破壞時(shí)受拉承載力設(shè)計(jì)值；NRk,s：錨栓鋼材破壞時(shí)受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5[JGJ145-]選擇；As：錨栓應(yīng)力截面面積；fstk：錨栓極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；γRS,N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項(xiàng)系數(shù)；NRk,s=Asfstk=78.54×800=62832NγRS,N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-]fyk：錨栓屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；γRS,N=1.2fstk/fyk=1.2×800/600=1.6?。害肦S,N=1.6NRd,s=kNRk,s/γRS,N=1×62832/1.6=39270N≥Nsdh=4364.688N錨栓鋼材受拉破壞承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！混凝土錐體受拉破壞承載力計(jì)算：因錨固點(diǎn)在結(jié)構(gòu)受拉面，而該結(jié)構(gòu)為一般混凝土結(jié)構(gòu)，故錨固區(qū)基材應(yīng)判定為開(kāi)裂混凝土?；炷铃F體受拉破壞時(shí)受拉承載力設(shè)計(jì)值NRd,c應(yīng)按下列公式計(jì)算：NRd,c=kNRk,c/γRc,NNRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,Nψu(yù)cr,N在上面公式中：NRd,c：混凝土錐體破壞時(shí)受拉承載力設(shè)計(jì)值；NRk,c：混凝土錐體破壞時(shí)受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5[JGJ145-]選擇；γRc,N：混凝土錐體破壞時(shí)受拉承載力分項(xiàng)系數(shù)，按表4.2.6[JGJ145-]采取，取2.15；NRk,c0：開(kāi)裂混凝土單錨栓受拉，理想混凝土錐體破壞時(shí)受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5(膨脹及擴(kuò)孔型錨栓)6.1.4[JGJ145-]NRk,c0=3.0×fcu,k0.5×(hef-30)1.5(化學(xué)錨栓)6.1.4條文說(shuō)明[JGJ145-]其中：fcu,k：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)其在45-60MPa間時(shí)，應(yīng)乘以降低系數(shù)0.95；hef：錨栓有效錨固深度；NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5=25043.961NAc,N0：混凝土破壞錐體投影面面積，按6.1.5[JGJ145-]取；scr,N：混凝土錐體破壞情況下，無(wú)間距效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，確保每根錨栓受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值臨界間矩。scr,N=3hef=3×80=240mmAc,N0=scr,N2=2402=57600mm2Ac,N：混凝土實(shí)有破壞錐體投影面積，按6.1.6[JGJ145-]取：Ac,N=(c1+s1+0.5×scr,N)×(c2+s2+0.5×scr,N)其中：c1、c2：方向1及2邊矩；s1、s2：方向1及2間距；ccr,N：混凝土錐體破壞時(shí)臨界邊矩，取ccr,N=1.5hef=1.5×80=120mm；c1≤ccr,Nc2≤ccr,Ns1≤scr,Ns2≤scr,NAc,N=(c1+s1+0.5×scr,N)×(c2+s2+0.5×scr,N)=(120+240+0.5×240)×(120+240+0.5×240)=230400mm2ψs,N：邊矩c對(duì)受拉承載力降低影響系數(shù)，按6.1.7[JGJ145-]采?。害譻,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1(膨脹及擴(kuò)孔型錨栓)6.1.7[JGJ145-]ψs,N=1(化學(xué)錨栓)6.1.7條文說(shuō)明[JGJ145-]其中c為邊矩，當(dāng)為多個(gè)邊矩時(shí)，取最小值，且需滿(mǎn)足cmin≤c≤ccr,N，按6.1.11[JGJ145-]：對(duì)于膨脹型錨栓(雙錐體)cmin=3hef對(duì)于膨脹型錨栓cmin=2hef對(duì)于擴(kuò)孔型錨栓cmin=hefψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1=0.7+0.3×120/120=1所以，ψs,N取1。ψre,N：表層混凝土因?yàn)槊芗浣顝V告布作用對(duì)受拉承載力降低影響系數(shù)，按6.1.8[JGJ145-]采取，當(dāng)錨固區(qū)鋼筋間距s≥150mm或鋼筋直徑d≤10mm且s≥100mm時(shí)，取1.0；ψre,N=0.5+hef/200≤1=0.5+80/200=0.9所以，ψre,N取1。ψec,N：荷載偏心eN對(duì)受拉承載力降低影響系數(shù)，按6.1.9[JGJ145-]采?。沪譭c,N=1/(1+2eN/scr,N)=1ψu(yù)cr,N：未裂混凝土對(duì)受拉承載力提升系數(shù)，按規(guī)范對(duì)于非化學(xué)錨栓取1.4，對(duì)化學(xué)錨栓取2.44；把上面所得到各項(xiàng)代入，得：NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,Nψu(yù)cr,N=25043.961×230400/57600×1×1×1×1.4=140246.182NNRd,c=kNRk,c/γRc,N=0.7×140246.182/2.15=45661.548N≥Nsdg=5458.254N所以，群錨混凝土錐體受拉破壞承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！混凝土劈裂破壞承載力計(jì)算：NRd,sp=kNRk,sp/γRsp6.1.11-1[JGJ145-]NRk,sp=ψh,spNRk,c6.1.11-2[JGJ145-]ψh,sp=(h/2hef)2/3≤1.56.1.11-3[JGJ145-]上面公式中：NRd,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力設(shè)計(jì)值；NRk,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5[JGJ145-]選擇；NRk,c：混凝土錐體破壞時(shí)受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；γRsp：混凝土劈裂破壞受拉承載力分項(xiàng)系數(shù)，按表4.2.6[JGJ145-]取2.15；ψh,sp：構(gòu)件厚度h對(duì)劈裂承載力影響系數(shù)；NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,Nψu(yù)cr,N其中：NRk,c0=25043.961對(duì)于擴(kuò)孔型錨栓：ccr,sp=2hef=160對(duì)于膨脹型錨栓：ccr,sp=3hef=240scr,sp=2ccr,sp=480c1≤ccr,spc2≤ccr,sps1≤scr,sps2≤scr,spAc,N=(c1+s1+0.5×scr,sp)×(c2+s2+0.5×scr,sp)=(240+480+0.5×480)×(20+480+0.5×480)=710400mm2Ac,N0=(scr,sp)2=(480)2=230400mm2ψs,N：邊矩c對(duì)受拉承載力降低影響系數(shù)，按6.1.7[JGJ145-]采取：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤1(膨脹及擴(kuò)孔型錨栓)6.1.7[JGJ145-]其中c為邊矩，當(dāng)為多個(gè)邊矩時(shí)，取最小值，且需滿(mǎn)足cmin≤c≤ccr,sp，按6.1.11[JGJ145-]：對(duì)于膨脹型錨栓(雙錐體)cmin=3hef對(duì)于膨脹型錨栓cmin=2hef對(duì)于擴(kuò)孔型錨栓cmin=hefψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤1=0.7+0.3×240/240=1≥1所以，ψs,N取1。ψec,N=1ψu(yù)cr,N：未裂混凝土對(duì)受拉承載力提升系數(shù)，按規(guī)范對(duì)于非化學(xué)錨栓取1.4，對(duì)化學(xué)錨栓取2.44；把上面所得到各項(xiàng)代入，得：NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,Nψu(yù)cr,N=25043.961×710400/230400×1×1×1×1.4=108106.432Nψh,sp=(h/2hef)2/3=(300/2/80)2/3=1.521≥1.5所以，ψh,sp=1.5NRk,sp=ψh,spNRk,c=1.5×108106.432=162159.648NNRd,sp=kNRk,sp/γRsp=0.7×162159.648/2.15=52796.164N≥Nsdg=5458.254N所以，混凝土劈裂破壞承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！錨栓鋼材受剪破壞承載力計(jì)算：VRd,s=kVRk,s/γRs,V6.2.2-1[JGJ145-]其中：VRd,s：鋼材破壞時(shí)受剪承載力設(shè)計(jì)值；VRk,s：鋼材破壞時(shí)受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5[JGJ145-]選擇；γRs,V：鋼材破壞時(shí)受剪承載力分項(xiàng)系數(shù)，按表4.2.6[JGJ145-]選擇：γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-]按規(guī)范，該系數(shù)要求大于1.25、fstk≤800MPa、fyk/fstk≤0.8；對(duì)本例，γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-]=1.2×800/600=1.6實(shí)際選擇γRs,V=1.6；VRk,s=0.5Asfstk6.2.2-2[JGJ145-]=0.5×78.54×800=31416NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×31416/1.6=19635N≥Vsdg=8727.091N所以，錨栓鋼材受剪破壞承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！混凝土楔形體受剪破壞承載力計(jì)算：VRd,c=kVRk,c/γRc,V6.2.3-1[JGJ145-]VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,Vψa,Vψec,Vψu(yù)cr,V6.2.3-2[JGJ145-]在上面公式中：VRd,c：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時(shí)受剪承載力設(shè)計(jì)值；VRk,c：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時(shí)受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5[JGJ145-]選擇；γRc,V：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時(shí)受剪承載力分項(xiàng)系數(shù)，按表4.2.6[JGJ145-]采取，取1.8；VRk,c0：混凝土理想楔形體破壞時(shí)受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值，按6.2.4[JGJ145-]采?。籄c,V0：?jiǎn)五^受剪，混凝土理想楔形體破壞時(shí)在側(cè)向投影面積，按6.2.5[JGJ145-]采取；Ac,V：群錨受剪，混凝土理想楔形體破壞時(shí)在側(cè)向投影面積，按6.2.6[JGJ145-]采取；ψs,V：邊距比c2/c1對(duì)受剪承載力影響系數(shù)，按6.2.7[JGJ145-]采?。沪議,V：邊厚比c1/h對(duì)受剪承載力影響系數(shù)，按6.2.8[JGJ145-]采??；ψa,V：剪切角度對(duì)受剪承載力影響系數(shù)，按6.2.9[JGJ145-]采??；ψec,V：偏心荷載對(duì)群錨受剪承載力降低影響系數(shù)，按6.2.10[JGJ145-]采??；fucr,V：未裂混凝土級(jí)錨區(qū)配筋對(duì)受剪承載力提升影響系數(shù)，按6.2.11[JGJ145-]采?。幌旅嬉来螌?duì)上面提到各參數(shù)計(jì)算：c1=120mmc2=120mmψs,V=0.7+0.3×c2/1.5c1≤16.2.7[JGJ145-]=0.7+0.3×120/1.5/120=0.9<1?。害譻,V=0.9VRk,c0=0.45×(dnom)0.5(lf/dnom)0.2(fcu,k)0.5c11.56.2.4[JGJ145-]其中：dnom：錨栓外徑(mm)；lf：剪切荷載下錨栓有效長(zhǎng)度，取lf≤hef，且lf≤8d，本處取80mm；VRk,c0=0.45×(dnom)0.5(lf/dnom)0.2(fcu,k)0.5c11.5=0.45×(10)0.5(80/10)0.2(25)0.5×1201.5=14176.61NAc,V0=4.5c126.2.5[JGJ145-]=4.5×1202=64800mm2Ac,V=(1.5c1+s2+c2)×h6.2.6-3[JGJ145-]=(1.5×120+240+120)×300=16ψh,V=(1.5c1/h)1/3≥16.2.8[JGJ145-]=(1.5×120/300)1/3=0.843<1?。害議,V=1ψa,V=1.0ψec,V=1/(1+2eV/3c1)≤1=1/(1+2×0/3/120)=1=1取ψec,V=1按規(guī)范6.2.11[JGJ145-]要求，依據(jù)錨固區(qū)混凝土和配筋情況，ψu(yù)cr,V=1.2把上面各結(jié)果代入，得到群錨砼楔形體破壞時(shí)受剪承載能力標(biāo)準(zhǔn)值為：VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,Vψa,Vψec,Vψu(yù)cr,V=14176.61×16/64800×0.9×1×1×1×1.2=38276.847NVRd,c=kVRk,c/γRc,V=0.6×38276.847/1.8=12758.949N≥Vsdg=8727.091N所以，群錨砼楔形體破壞時(shí)受剪承載能力滿(mǎn)足計(jì)算要求！混凝土剪撬破壞承載能力計(jì)算：VRd,cp=KVRk,cp/γRc,p6.2.12-1[JGJ145-]VRk,cp=kNRk,c6.2.12-2[JGJ145-]在上面公式中：K：地震作用下承載力降低系數(shù)；VRd,cp：混凝土剪撬破壞時(shí)受剪承載力設(shè)計(jì)值；VRk,cp：混凝土剪撬破壞時(shí)受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值；γRc,p：混凝土剪撬破壞時(shí)受剪承載力分項(xiàng)系數(shù)，按表4.2.6[JGJ145-]取1.8；k：錨固深度hef對(duì)VRk,cp影響系數(shù)，當(dāng)hef<60mm時(shí)取1.0，不然取2.0。VRk,cp=KNRk,c=0.6×140246.182=84147.709NVRd,cp=kVRk,cp/γRc,p=2×84147.709/1.8=93497.454N≥Vsdg=8727.091N所以，混凝土剪撬破壞承載能力滿(mǎn)足計(jì)算要求！拉剪復(fù)合受力承載力計(jì)算：鋼材破壞時(shí)要求：(NSdh/NRd,s)2+(VSdh/VRd,s)2≤16.3.1[JGJ145-]混凝土破壞時(shí)要求：(NSdg/NRd,c)1.5+(VSdg/VRd,c)1.5≤16.3.2[JGJ145-]分別代入上面計(jì)算得到參數(shù)計(jì)算以下：(NSdh/NRd,s)2+(VSdh/VRd,s)2=(4364.688/39270)2+(2909.03/19635)2=0.034≤1.0所以，該處計(jì)算滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！(NSdg/NRd,c)1.5+(VSdg/VRd,c)1.5=(5458.254/45661.548)1.5+(8727.091/12758.949)1.5=0.607≤1.0所以，該處計(jì)算滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！二.6米高廣告牌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)基礎(chǔ)參數(shù)廣告牌所在地域：福州地域；地面粗糙度分類(lèi)等級(jí)：按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-)A類(lèi)：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地域；B類(lèi)：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵和房屋比較稀疏鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類(lèi)：指有密集建筑群城市市區(qū)；D類(lèi)：指有密集建筑群且房屋較高城市市區(qū)；依據(jù)上面分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類(lèi)地形考慮。廣告牌荷載計(jì)算廣告布廣告牌荷載作用說(shuō)明：廣告牌承受荷載包含：自重、風(fēng)荷載、雪荷載和活荷載。(1)自重：包含廣告布、桿件、連接件、附件等自重，能夠根據(jù)400N/m2估算：(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于廣告牌表面荷載，按GB50009采??；(3)雪荷載：是指廣告牌水平投影面上雪荷載，按GB50009采?。?4)活荷載：是指廣告牌水平投影面上活荷載，按GB50009，可按500N/m2采?。辉趯?shí)際工程廣告牌結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)上面多個(gè)荷載，考慮最不利組合，有下面多個(gè)方法，取用其最大值：A：考慮正風(fēng)壓時(shí)：a.當(dāng)永久荷載起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.當(dāng)永久荷載不起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考慮負(fù)風(fēng)壓時(shí)：按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk-=1.0Gk+1.4wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-)計(jì)算：wk+=βgzμzμs1+w0……7.1.1-2[GB50009-]wk-=βgzμzμs1-w0上式中：wk+：正風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wk-：負(fù)風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：6m；βgz：瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)；依據(jù)不一樣場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)：βgz=K(1+2μf)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動(dòng)系數(shù)A類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于B類(lèi)地形，6m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8558μz：風(fēng)壓高度改變系數(shù)；依據(jù)不一樣場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算：A類(lèi)場(chǎng)地：μz=1.379×(Z/10)0.24當(dāng)Z>300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z<5m時(shí)，取Z=5m；B類(lèi)場(chǎng)地：μz=(Z/10)0.32當(dāng)Z>350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z<10m時(shí)，取Z=10m；C類(lèi)場(chǎng)地：μz=0.616×(Z/10)0.44當(dāng)Z>400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z<15m時(shí)，取Z=15m；D類(lèi)場(chǎng)地：μz=0.318×(Z/10)0.60當(dāng)Z>450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z<30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于B類(lèi)地形，6m高度處風(fēng)壓高度改變系數(shù)：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)，對(duì)于廣告牌結(jié)構(gòu)，按規(guī)范，計(jì)算正風(fēng)壓時(shí)，取μs1+=1.3；計(jì)算負(fù)風(fēng)壓時(shí)，取μs1-=-2.0；另注：上述局部體型系數(shù)μs1(1)是適適用于圍護(hù)構(gòu)件隸屬面積A小于或等于1m2情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件隸屬面積A大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件隸屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)μs1(A)可按面積對(duì)數(shù)線(xiàn)性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：當(dāng)A≥10m2時(shí)取A=10m2；當(dāng)A≤1m2時(shí)取A=1m2；w0：基礎(chǔ)風(fēng)壓值(MPa)，依據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-附表D.4(全國(guó)基礎(chǔ)風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采取，按重現(xiàn)期50年，福州地域取0.0007MPa；(1)計(jì)算龍骨構(gòu)件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：龍骨構(gòu)件隸屬面積：A=6×1.5=9m2LogA=0.954μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.052μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.618wkA+=βgzμzμsA1+w0=1.8558×1×1.052×0.0007=0.001367MPawkA-=βgzμzμsA1-w0=1.8558×1×1.618×0.0007=0.002102MPa(2)計(jì)算廣告布部分風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：廣告布構(gòu)件隸屬面積：A=1.5×1.5=2.25m2LogA=0.352μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.208μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.859wkB+=βgzμzμsB1+w0=1.8558×1×1.208×0.0007=0.001569MPawkB-=βgzμzμsB1-w0=1.8558×1×1.859×0.0007=0.002415MPa風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：wA+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkA+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌龍骨上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wA+=1.4×wkA+=1.4×0.001367=0.001914MPawA-=1.4×wkA-=1.4×0.002102=0.002943MPawB+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkB+：正風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；wkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下作用在廣告牌廣告布上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wB+=1.4×wkB+=1.4×0.001569=0.002197MPawB-=1.4×wkB-=1.4×0.002415=0.003381MPa雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：Sk：作用在廣告牌上雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)S0：基礎(chǔ)雪壓，依據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-取值，福州地域50年一遇最大積雪自重：0MPa.μr：屋面積雪分布系數(shù)，按表6.2.1[GB50009-]，為2.0。依據(jù)<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-公式6.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Sk=μr×S0=2.0×0=0MPa雪荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：S：雪荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；S=1.4×Sk=1.4×0=0MPa廣告牌面活荷載設(shè)計(jì)值：Q：廣告牌面活荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Qk：廣告牌面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取：500N/m2Q=1.4×Qk=1.4×500/1000000=0.0007MPa因?yàn)镾k≤Qk，所以計(jì)算時(shí)活荷載參與正壓組合！廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值：G+：正壓作用下廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；G-：負(fù)壓作用下廣告牌構(gòu)件恒荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；Gk：廣告牌結(jié)構(gòu)平均自重取0.0004MPa；因?yàn)镚k和其它可變荷載比較，不起控制作用，所以：G+=1.2×Gk=1.2×0.0004=0.00048MPaG-=Gk=0.0004MPa選擇計(jì)算荷載組合：(1)正風(fēng)壓荷載組累計(jì)算：SkA+：正風(fēng)壓作用下龍骨荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA+：正風(fēng)壓作用下龍骨荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkA+=Gk+wkA++0.7Qk=0.002117MPaSA+=G++wA++0.7Q=0.002884MPaSkB+：正風(fēng)壓作用下廣告布荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB+：正風(fēng)壓作用下廣告布荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkB+=Gk+wkB++0.7Qk=0.002319MPaSB+=G++wB++0.7Q=0.003167MPa(2)負(fù)風(fēng)壓荷載組累計(jì)算：SkA-：負(fù)風(fēng)壓作用下龍骨荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA-：負(fù)風(fēng)壓作用下龍骨荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkA-=Gk+wkA-=0.001702MPaSA-=G-+wA-=1.0Gk+1.4wkA-=0.002543MPaSkB-：負(fù)風(fēng)壓作用下廣告布荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB-：負(fù)風(fēng)壓作用下廣告布荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；SkB-=Gk+wkB-=0.00MPaSB-=G-+wB-=1.0Gk+1.4wkB-=0.002981MPa(3)最不利荷載選擇：SkA：作用在龍骨上最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SA：作用在龍骨上最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利原因(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：SkA=0.002117MPaSA=0.002884MPaSkB：作用在廣告布上最不利荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；SB：作用在廣告布上最不利荷載設(shè)計(jì)值組合(MPa)；按上面2項(xiàng)結(jié)果，選最不利原因(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：SkB=0.002319MPaSB=0.003167MPa廣告牌桿件計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：6m；2：力學(xué)模型：懸臂梁；3：荷載作用：均布荷載(有拉桿作用)；4：懸臂總長(zhǎng)度：L=6000mm，受力模型圖中a=1000mm，b=5000mm；5：拉桿截面面積：5856mm26：分格寬度：B=1500mm；7：懸臂梁材質(zhì)：Q235；本處桿件按懸臂梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：結(jié)構(gòu)受力分析：(1)荷載集度計(jì)算：qk：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(按矩形分布)(N/mm)；q：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度設(shè)計(jì)值(按矩形分布)(N/mm)；Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；S：組合荷載設(shè)計(jì)值(MPa)；B：分格寬度(mm)；qk=SkB=0.002117×1500=3.176N/mmq=SB=0.002884×1500=4.326N/mm(2)拉桿軸力計(jì)算：因?yàn)槔瓧U在廣告牌外力作用下在鉸接點(diǎn)產(chǎn)生位移量在垂直方向上矢量代數(shù)和等于拉桿在軸力作用下產(chǎn)生位移量在垂直方向上矢量即：P：拉桿作用力在垂直方向上分力(N)；qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉桿/EAE：材料彈性模量，為206000MPa；L拉桿：拉桿長(zhǎng)度；A：拉桿截面面積(mm2)；P=qL4A(3-4a/L+(a/L)4)/8(Ab3+3L拉桿I)=13053.489N拉桿軸向作用力為：N=P/sinα=26118.987N(3)廣告牌桿件截面最大彎矩處(距懸臂端距離為x處)彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算：Mmax：懸臂梁最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；x：距懸臂端距離為x處(最大彎矩處)；q：組合荷載作用下線(xiàn)荷載集度設(shè)計(jì)值(按矩形分布)(N/mm)；L：懸臂總長(zhǎng)度(mm)；a、b：長(zhǎng)度參數(shù)，見(jiàn)模型圖(mm)；經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算，得：x=6000mm|Mmax|=|P(x-a)-qx2/2|=12600555N·mm選擇材料截面特征：(1)懸臂桿件截面特征：材料抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215MPa；材料彈性模量：E=206000MPa；主力方向慣性矩：I=88134270mm4；主力方向截面抵御矩：W=590671mm3；塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05；(2)拉桿桿件截面特征：拉桿截面面積：A=5856mm2；材料抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f1=215MPa；材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f2=215MPa；材料彈性模量：E=206000MPa；梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算：抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足：NL/A+Mmax/γW≤f上式中：NL：梁受到軸力(N)；A：梁截面面積(mm3)；Mmax：懸臂梁最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；W：在彎矩作用方向凈截面抵御矩(mm3)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05；f：材料抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則：NL=Pctgα=22623.172NNL/A+Mmax/γW=22623.172/8256+12600555/1.05/590671=23.057MPa≤215MPa懸臂梁抗彎強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。拉桿抗拉(壓)強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：對(duì)于受拉桿件，校核：N/A≤f對(duì)于受壓桿件，需要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，校核：N/φA≤f其中：φ：軸心受壓柱穩(wěn)定系數(shù)，查表6.3.8[102-]及表C.2[GB50017-]取值；i：截面回轉(zhuǎn)半徑，i=(I/A)0.5；λ：構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，不宜大于250，λ=L/i；因?yàn)轱L(fēng)荷載是正風(fēng)壓荷載，所以，拉桿是承受拉力。校核依據(jù)：N/A≤215MPaN/A=26118.987/5856=4.46MPa≤215MPa拉桿抗拉強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。梁撓度計(jì)算：主梁最大撓度可能在2點(diǎn)出現(xiàn)，其一是C點(diǎn)，另一點(diǎn)可能在AB段之間，下面分別計(jì)算：(1)C點(diǎn)撓度驗(yàn)算：dfp：集中力作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfq：均布荷載作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfc：組合荷載作用下C點(diǎn)撓度(mm)；dfp=Pb2L(3-b/L)/6EI=38.945mmdfq=qL4/8EI=38.6mmdfc=|dfp-dfq|=|38.945-38.6|=0.345mmdf,lim：按規(guī)范要求，懸臂桿件撓度限值(mm)；df,lim=2L/250=48mmdfc=0.345mm≤df,lim=48mm懸臂梁桿件C點(diǎn)撓度滿(mǎn)足要求!(2)AB段最大撓度驗(yàn)算：dfx：懸臂梁AB段撓度計(jì)算值(mm)；x：距固定端距離為x處(最大撓度處)；經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算，得：x=3071mmdfx=|qL4(3-4x/L+(x/L)4)/24EI-Pb3×(2-3(x-a)/b+(x-a)3/b3)/6EI|=0.732mmdfx=0.732mm≤df,lim=48mm懸臂梁桿件AB段撓度滿(mǎn)足要求!廣告牌焊縫計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)：1：焊縫高度：hf=6mm；2：焊縫有效截面抵御矩：W=76970mm3；3：焊縫有效截面積：A=2532.4mm2；受力分析：V：固端剪力(N)；NL：軸力(mm)，拉為正、壓為負(fù)；M：固端彎矩(N·mm)；|V|=|P-qL|=|13053.489-4.326×6000|=12902.511NNL=22623.172N|M|=|Pb-qL2/2|=12600555N·mm焊縫校核計(jì)算：校核依據(jù)：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-]上式中：σf：按焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)力(MPa)；βf：正面角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取1.22；τf：按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向剪應(yīng)力(MPa)；ffw：角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5=((M/1.22W+NL/1.22A)2+(V/A)2)0.5=((12600555/1.22/76970+22623.172/1.22/2532.4)2+(12902.511/2532.4)2)0.5=141.601MPa141.601MPa≤ffw=160MPa焊縫強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求。廣告牌埋件計(jì)算(土建預(yù)埋)校核處埋件受力分析：V：剪力設(shè)計(jì)值(N)；N：軸向拉(壓)力設(shè)計(jì)值(N)，本處為軸向壓力；M：根部彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；依據(jù)前面計(jì)算，得：N=22623.172NV=12902.511NM=12600555N·mm埋件計(jì)算：校核依據(jù)，依據(jù)JGJ102-要求，錨筋總截面面積需要同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：(1)當(dāng)有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足下面條件：a：AS≥V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyzC.0.1-1[JGJ102-]b：AS≥N/0.8abfy+M/0.4arabfyzC.0.1-2[JGJ102-](2)當(dāng)有剪力、法向壓力和彎矩共同作用時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足下面條件：c：AS≥(V-0.3N)/aravfy+(M-0.4Nz)/1.3arabfyzC.0.1-3[JGJ102-]d：AS≥(M-0.4Nz)/0.4arabfyzC.0.1-4[JGJ102-]其中：AS：錨筋總截面面積(mm2)；V：剪力設(shè)計(jì)值(N)；N：法向拉力或壓力設(shè)計(jì)值(N)，壓力設(shè)計(jì)值不應(yīng)該大于0.5fcA，此處A為錨板面積；N=22623.172N≤0.5fcA=357000N，滿(mǎn)足規(guī)范要求；M：彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；ar：鋼筋層數(shù)影響系數(shù)，二層取1.0，三層取0.9，四層取0.85；av：鋼筋受剪承載力系數(shù)，小于0.7；fy：錨筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，按[GB50010]選擇，但小于300MPa；ab：錨板彎曲變形折減系數(shù)；z：沿剪力作用方向最外層錨筋中心線(xiàn)之間距離(mm)；另外：d：錨筋直徑(mm)；t：錨板厚度(mm)；n：錨筋總數(shù)量；fc：混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，按[GB50010]選擇；av=(4.0-0.08d)×(fc/fy)0.5C.0.1-5[JGJ102-]=(4.0-0.08×16)×(11.9/210)0.5=0.647ab=0.6+0.25t/dC.0.1-6[JGJ102-]=0.6+0.25×12/16=0.788AS=nπd2/4=4×3.14×162/4=803.84mm2(V-0.3N)/aravfy+(M-0.4Nz)/1.3arabfyz=198.19mm2≤AS=803.84mm2(M-0.4Nz)/0.4arabfyz=497.833mm2≤AS=803.84mm2所以，預(yù)埋件錨筋總截面積能夠滿(mǎn)足承載力要求。三.8米高廣告牌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)基礎(chǔ)參數(shù)廣告牌所在地域：福州地域；地面粗糙度分類(lèi)等級(jí)：按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-)A類(lèi)：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地域；B類(lèi)：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵和房屋比較稀疏鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類(lèi)：指有密集建筑群城市市區(qū)；D類(lèi)：指有密集建筑群且房屋較高城市市區(qū)；依據(jù)上面分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類(lèi)地形考慮。廣告牌荷載計(jì)算廣告布廣告牌荷載作用說(shuō)明：廣告牌承受荷載包含：自重、風(fēng)荷載、雪荷載和活荷載。(1)自重：包含廣告布、桿件、連接件、附件等自重，能夠根據(jù)400N/m2估算：(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于廣告牌表面荷載，按GB50009采??；(3)雪荷載：是指廣告牌水平投影面上雪荷載，按GB50009采??；(4)活荷載：是指廣告牌水平投影面上活荷載，按GB50009，可按500N/m2采??；在實(shí)際工程廣告牌結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)上面多個(gè)荷載，考慮最不利組合，有下面多個(gè)方法，取用其最大值：A：考慮正風(fēng)壓時(shí)：a.當(dāng)永久荷載起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.當(dāng)永久荷載不起控制作用時(shí)候，按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考慮負(fù)風(fēng)壓時(shí)：按下面公式進(jìn)行荷載組合：Sk-=1.0Gk+1.4wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-)計(jì)算：wk+=βgzμzμs1+w0……7.1.1-2[GB50009-]wk-=βgzμzμs1-w0上式中：wk+：正風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wk-：負(fù)風(fēng)壓下作用在廣告牌上風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：8m；βgz：瞬時(shí)風(fēng)壓陣風(fēng)系數(shù)；依據(jù)不一樣場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)：βgz=K(1+2μf)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動(dòng)系數(shù)A類(lèi)場(chǎng)地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0