交通工程标志结构设计计算书.docx

交通标志牌结构 计算书 工程号： 编 制 人： 专业负责人： 审 核 人： 900mm×1300mm单柱式标志结构设计计算书 1 设计资料 1.1 板面数据 1)标志板A数据 板面形状：矩形，宽度 W=0.9(m)，高度 h=1.3(m)，净空 H=2.5(m) 标志板材料：LF2-M铝。单位面积重量：8.10(kg/m^2) 1.2 立柱数据 立柱的总高度：3.7(m)，立柱外径：114(mm)，立柱壁厚：5(mm) 2 计算简图 具体详见Dwg图纸 3 荷载计算 3.1 永久荷载 1)标志版重量计算 标志板重量：Gb=A*ρ*g=1.17×8.10×9.80=92.875(N) 式中：A----标志板面积 ρ----标志板单位面积重量 g----重力加速度，取9.80(m/s^2) 2)立柱重量计算 立柱总长度为3.70(m)，使用材料：碳素钢、合金钢无缝钢管，单位长度重量：13.441(kg/m) 立柱重量：Gp=L*ρ*g=3.70×13.441×9.80=487.371(N) 式中：L----立柱的总长度 ρ----立柱单位长度重量 g----重力加速度，取9.80(m/s^2) 3)上部结构总重量计算 由标志上部永久荷载计算系数1.10,则上部结构总重量: G=K*(Gb+Gp)=1.10×(92.875+487.371)=638.27(N) 3.2 风荷载 1)标志板所受风荷载 标志板A所受风荷载: Fb=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A]=0.95×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×36.40^2)×1.17]=1596.201(N) 式中：γ0----结构重要性系数，取0.95 γQ----可变荷载分项系数，取1.4 ρ----空气密度，一般取1.2258(N*S^2*m^-4) C----标志板的风力系数，取值1.20 V----风速，此处风速为36.40(m/s^2) g----重力加速度，取9.80(m/s^2) 2)立所迎风面所受风荷载: Fwp=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*W*H]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×0.80×36.40^2)×0.114×2.50]=259.212(N) 式中：C----立柱的风力系数，圆管型立柱取值0.80 W----立柱迎风面宽度，即立柱的外径 H----立柱迎风面高度，应扣除被标志板遮挡部分 4 强度验算 由立柱的外径114(mm)，壁厚5(mm)。 则立柱的截面积A=1.712×10^-3(m^2)，截面惯性矩I=2.548×10^-6(m^4)，截面抗弯模量W=4.47×10^-5(m^3)。 立柱根部由风荷载引起的弯矩： M=Fwb*Hb+Fwp*Hp =1596.201×3.15+259.212×1.25=5352.048(N*m) 式中：Fwb----标志板受到的风荷载 Hb----标志板形心到立柱根部的距离 Fwp----立柱迎风面受到的风荷载 Hp----立柱迎风面形心到立柱根部的距离 立柱根部由风荷载引起的剪力： F=Fwb+Fwp=1596.201+259.212=1855.413(N) 式中：Fwb----标志板受到的风荷载 Fwp----立柱迎风面受到的风荷载 4.1 最大正应力验算 立柱根部由风荷载引起的最大正应力为： σmax=M/W=5352.048/(4.47×10^-5)(Pa)=119.722(MPa) [σd]=215.00(MPa)，满足要求。 4.2 最大剪应力验算 立柱根部由风荷载引起的最大剪应力为： τmax=2*F/A=2×1855.413/(1.712×10^-3)(Pa)=2.167(MPa) [τd]=125.00(MPa)，满足要求。 4.3 危险点应力验算 对圆柱型立柱截面，通过圆心与X-X轴成45°的直线与截面中心线的交点处于复杂应力状态，正