门架设计计算书(中咨).docVIP

广(州)深(圳)沿江高速公路 大型可变情报板及标志门架结构 设计计算书 2008 年 3 月 10 日 1 一、 工程概况 广州至深圳沿江高速公路位于珠江三角洲经济发达地区——广 州、东莞、深圳，沿狮子洋、伶仃洋东岸，本项目采用设计时速为 100km/h 的高速公路标准，双向八车道，路幅宽 41m，桥梁长度占路 线总长度 90%以上。项目所在地区属南亚热带海洋季风气候区，气候 温暖潮湿（年平均气温为 22～22.5,相对湿度 79～81%），雨量充 沛（年平均降水量 1700mm 以上）；常受热带风暴和台风袭击（年平 均 2～3 次，台风中心风力可达 11～12 级），为本地区主要灾害性天 气。 本设计即为上述广州至深圳沿江高速公路大型可变情报板及标 志门架结构，风荷载为门架结构的主要荷载之一，同时要特别注重门 架结构的防腐蚀设计及施工。 二、结构设计采用主要规范 1．《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001； 2．《钢结构设计规范》GB 50017-2003； 3．《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001； 4．《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002； 5．《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001； 2 6．《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001。 三、结构计算采用计算机软件 中国建筑科学研究院 PKPM CAD 工程部，钢结构 CAD 软件“STS”。 四、结构计算基本参数 1． 结构的设计使用年限取为 50 年，结构的安全等级取为二 级，结构重要性系数取为 1.0； 2． 钢材采用 Q235-B，并符合 GB/T 700-2006 的规定；焊条采 用 E4303 型，并符合 GB/T 5117-1995 的规定； 3． 基本风压取为 w0 =0.75kN/m2; 4． 标志自重 10kN，迎风面积按 4m 高、与路面等宽度计； 5． 大型可变情报板显示 12 个（1m×1m）汉字，情报板自重 20kN，迎风面积 18m2 ； 6． 其他附属设施荷载：安装检修走道及栏杆自重 0.80kN/m； 安装检修走道活荷载 1.00kN/m； 7． 抗震设防烈度 7 度，设计基本地震加速度值 0.10g。 五、计算简图 1．门架之横梁为桁架结构，按单跨简支桁架设计，桁架节点按 铰接节点计算；如下图所示： 3 桁架竖向计算简图及荷载 桁架水平计算简图及荷载 2．门架之支架为格构式结构，按悬臂结构设计，支架节点按铰 接节点计算；如下图所示： 4 六、荷载计算 (一)风荷载计算 风荷载标准值 wk 计算如下： （a）基本风压 w0 =0.75kN/m2； （b）风荷载体型系数 ?S =1.30； （c）地面粗糙度类别取为 A 类，迎风面平均高度按 30m 计， 风压高度变化系数 ?Z =1.80； （d）风振系数 ?Z 的计算为： 门架结构的自振周期约为 T1=8s，脉动增大系数 ? =4.14; 门架结构的平均高度 H 与宽度 B 之比 H/B≤0.50，脉动影响 系数? =0.44; 5 振型系数 ?Z =1.0; 风振系数 ?Z ? 1 ? ??Z ?Z ? 1 4.14 ? 0.44 ?1.0 ? 2.01 1.80 （e）风荷载标准值： wk ? ?Z ?S ?Z w0 =2.01×1.30×1.80×0.75kN/m2 =3.528kN/m2； 1．标志 34m 桁架（HJ1）风荷载计算 桁架跨度 34m，桁架高度(前后弦杆轴线间距)1.5m，节间距离 1.7m×20。迎风面积按 4m 高、与路面等宽度计，风荷载由 2 榀水平 桁架承受，则每榀桁架每 1 节点风荷载标准值为： W=(3.528kN/m2×4m×1.7m)/2=12.00kN； 2．标志 21m 桁架（HJ3）风荷载计算 桁架跨度 21m，桁架高度(前后弦杆轴线间距)1.5m，节间距离 1.5m×14。迎风面积按 4m 高、与路面等宽度计，风荷载由 2 榀水平 桁架承受，则每榀桁架每 1 节点风荷载标准值为： 6 W=(3.528kN/m2×4m×1.5m)/2=10.59kN； 3．情报板 34m 桁架（HJ2）风荷载计算 桁架跨度 34m，桁架高度(前后弦杆轴线间距)1.5m，节间距离 1.7m×20。每组情报板迎风面积按 18m2 ，桁架考虑安装 2 组情报板， 其风荷载由 1 榀水平桁架（上侧水平桁架）承受；同时考虑桁架自身 产生的风荷载。则桁架每 1 节点风荷载标准值计算如下： （1）由情报板产生的风荷载为 W1=(3.528kN/m2×18m2×2)/20=6.35kN； （2）由桁架产生的风荷载为 W2=3.528kN/m2×0.3