压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值,即: μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA
在上式中:当A≥10m2时取A=10m2;当A≤1m2时取A=1m2;
w0:基本风压值(MPa),根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用,按重现期50年,福州地区取0.0007MPa;
(1)计算龙骨构件的风荷载标准值: 龙骨构件的从属面积: A=3×1.5=4.5m2 LogA=0.653
μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA =1.13
μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA =1.739 wkA+=βgzμzμsA1+w0
=1.9691×1×1.13×0.0007 =0.001558MPa wkA-=βgzμzμsA1-w0
=1.9691×1×1.739×0.0007 =0.002397MPa
(2)计算广告布部分的风荷载标准值: 广告布构件的从属面积: A=1.5×1.5=2.25m2 LogA=0.352
μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA =1.208
μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA =1.859 wkB+=βgzμzμsB1+w0
=1.9691×1×1.208×0.0007 =0.001665MPa wkB-=βgzμzμsB1-w0
=1.9691×1×1.859×0.0007 =0.002562MPa
3.3 风荷载设计值计算:
wA+:正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值(MPa); wkA+:正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值(MPa); wA-:负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值(MPa); wkA-:负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值(MPa); wA+=1.4×wkA+
=1.4×0.001558 =0.002181MPa wA-=1.4×wkA-
=1.4×0.002397
=0.003356MPa
wB+:正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值(MPa); wkB+:正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值(MPa); wB-:负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值(MPa); wkB-:负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值(MPa); wB+=1.4×wkB+
=1.4×0.001665 =0.002331MPa wB-=1.4×wkB-
=1.4×0.002562 =0.003587MPa
3.4 雪荷载标准值计算:
Sk:作用在广告牌上的雪荷载标准值(MPa)
S0:基本雪压,根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001取值,福州地区50年一遇最大积雪的自重:0MPa.
μr:屋面积雪分布系数,按表6.2.1[GB50009-2001],为2.0。
根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为:
Sk=μr×S0 =2.0×0 =0MPa
3.5 雪荷载设计值计算:
S:雪荷载设计值(MPa); S=1.4×Sk =1.4×0 =0MPa
3.6 广告牌面活荷载设计值:
Q:广告牌面活荷载设计值(MPa);
Qk:广告牌面活荷载标准值取:500N/m2 Q=1.4×Qk
=1.4×500/1000000 =0.0007MPa
因为Sk≤Qk,所以计算时活荷载参与正压组合!
3.7 广告牌构件恒荷载设计值:
G+:正压作用下广告牌构件恒荷载设计值(MPa); G-:负压作用下广告牌构件恒荷载设计值(MPa); Gk:广告牌结构平均自重取0.0004MPa;
因为Gk与其它可变荷载比较,不起控制作用,所以: G+=1.2×Gk
=1.2×0.0004
=0.00048MPa G-=Gk
=0.0004MPa
3.8 选取计算荷载组合:
(1)正风压的荷载组合计算:
SkA+:正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa); SA+:正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa); SkA+=Gk+wkA++0.7Qk =0.002308MPa SA+=G++wA++0.7Q =0.003151MPa
SkB+:正风压作用下的广告布的荷载标准值组合(MPa); SB+:正风压作用下的广告布的荷载设计值组合(MPa); SkB+=Gk+wkB++0.7Qk =0.002415MPa SB+=G++wB++0.7Q =0.003301MPa
(2)负风压的荷载组合计算:
SkA-:负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa); SA-:负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa); SkA-=Gk+wkA-
=0.001997MPa SA-=G-+wA-
=1.0Gk+1.4wkA- =0.002956MPa
SkB-:负风压作用下的广告布的荷载标准值组合(MPa); SB-:负风压作用下的广告布的荷载设计值组合(MPa); SkB-=Gk+wkB-
=0.002162MPa SB-=G-+wB-
=1.0Gk+1.4wkB- =0.003187MPa (3)最不利荷载选取:
SkA:作用在龙骨上的最不利荷载标准值组合(MPa); SA:作用在龙骨上的最不利荷载设计值组合(MPa); 按上面2项结果,选最不利因素(正风压情况下出现): SkA=0.002308MPa SA=0.003151MPa
SkB:作用在广告布上的最不利荷载标准值组合(MPa); SB:作用在广告布上的最不利荷载设计值组合(MPa); 按上面2项结果,选最不利因素(正风压情况下出现): SkB=0.002415MPa SB=0.003301MPa
4 广告牌杆件计算
基本参数:
1:计算点标高:3m; 2:力学模型:悬臂梁;
3:荷载作用:均布荷载(有拉杆作用);
4:悬臂总长度:L=3000mm,受力模型图中a=50mm,b=2950mm; 5:拉杆截面面积:309mm2 6:分格宽度:B=1500mm; 7:悬臂梁材质:Q235;
本处杆件按悬臂梁力学模型进行设计计算:
4.1 结构的受力分析:
(1)荷载集度计算:
qk:组合荷载作用下的线荷载集度标准值(按矩形分布)(N/mm); q:组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm); Sk:组合荷载标准值(MPa); S:组合荷载设计值(MPa); B:分格宽度(mm); qk=SkB
=0.002308×1500 =3.462N/mm q=SB
=0.003151×1500 =4.727N/mm (2)拉杆轴力计算:
由于拉杆在广告牌外力作用下在铰接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数和等于拉杆在轴力作用下产生的位移量在垂直方向上的矢量即: P:拉杆作用力在垂直方向上的分力(N); qL4(3-4a/L+(a/L)4)/24EI-Pb3/3EI=PL拉杆/EA E:材料的弹性模量,为206000MPa; L拉杆:拉杆的长度; A:拉杆截面面积(mm2);
P=qL4A(3-4a/L+(a/L)4)/8(Ab3+3L拉杆I) =5453.909N
拉杆的轴向作用力为: N=P/sinα =7716.065N
(3)广告牌杆件截面最大弯矩处(距悬臂端距离为x处)的弯矩设计值计算: Mmax:悬臂梁最大弯矩设计值(N·mm); x:距悬臂端距离为x处(最大弯矩处);
q:组合荷载作用下的线荷载集度设计值(按矩形分布)(N/mm); L:悬臂总长度(mm);
a、b:长度参数,见模型图(mm);
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