Φ68單柱式標(biāo)志結(jié)構(gòu)計(jì)算書

Φ68單柱式標(biāo)志結(jié)構(gòu)計(jì)算書1.設(shè)計(jì)依據(jù):《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》(GB5768.1-2009)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/TD81-2017)《公路交通標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置指南》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2017)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007-2011)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50135-2006)2.設(shè)計(jì)資料:2.1板面數(shù)據(jù)版面1:三角形,1100×3風(fēng)速V=35m/s2.2立柱數(shù)據(jù)根數(shù):1鋼材型號(hào):Q235外徑D=68mm壁厚tl=5mm單位重ρl=7.768Kg/m2.3法蘭盤數(shù)據(jù)鋼材型號(hào):Q235長(zhǎng)Lf=210mm,寬Wf=210mm邊距W1=50mm厚度tf=20mm肋板數(shù)Nl=42.4加勁肋數(shù)據(jù)鋼材型號(hào):Q235長(zhǎng)Ll=60mm,高Hl=90mm厚度Tl=15mm焊腳尺寸Hf=5mm2.5地腳螺栓數(shù)據(jù)鋼材型號(hào):Q235直徑Dd=27mm受拉數(shù)螺栓數(shù)Nl=22.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)砼標(biāo)號(hào):C20長(zhǎng)Lj=0.6m,寬Wj=0.6m,厚Hj=0.7m容重rj=24kN/m^3基底容許應(yīng)力[δ]=290kPa基底摩擦系數(shù)f=0.33.荷載計(jì)算:3.1恒載標(biāo)志板重力G1=A×ρb×g=43.131N立柱重力G2=L×ρl×g=216.957N上部結(jié)構(gòu)總重G=(G1+G2)*α=286.097N3.2風(fēng)荷載標(biāo)志板Fwb1=γ0×γq×[(0.5×ρ×C×V^2)×A]=0.595kN立柱Fwp1=γ0×γq×[(0.5×ρ×C×V^2)×A]=0.103kN4.強(qiáng)度驗(yàn)算:4.1計(jì)算截面特性及底部受力立柱截面積A=9.896e-004m^2立柱截面慣性矩I=π×(D^4-d^4)/64=4.941e-007m^4立柱截面抗彎模量W=π×D^3×(1-α^4)/32=1.453e-005m^3立柱底部受到的彎矩M=ΣFwi×hi=1.574kN.m立柱底部受到的剪力F=ΣFwi=0.698kN4.2最大正應(yīng)力驗(yàn)算σm=M/W=108.318MPa<[σd]=215MPa,滿足要求4.3最大剪應(yīng)力驗(yàn)算τm=2×F/A=1.41MPa<[τd]=125MPa,滿足要求4.4危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力驗(yàn)算4.4.1危險(xiǎn)點(diǎn)位置及受力危險(xiǎn)點(diǎn)所在位置x=y=2.227e-002m正應(yīng)力σ=M×Y/I=70.96MPa剪應(yīng)力τ=F×Sx/(2×I×tl)=697.581*7.016e-006/(2*4.941e-007*5.000e-003)*1e-6=0.991MPa4.4.2據(jù)即第四強(qiáng)度理論進(jìn)行校核σ1=σ/2+((σ/2)^2+τ^2)^1/2σ2=0σ3=σ/2-((σ/2)^2+τ^2)^1/2σ4=(σ^2+3×τ^2)^1/2=70.981MPa<[σd]=215MPa,滿足要求5.變形驗(yàn)算:5.1標(biāo)志版所受風(fēng)荷載引起的擾度計(jì)算公式f=P×h^2/(6×E×I)×(3×L-h),式中P=Fwb/(γ0×γq),L=2.85mP1=0.472kN,h=2.474m得f1=2.874e-002m5.2底部均布荷載產(chǎn)生的擾度計(jì)算公式f'=q×h^4/(8×E×I)式中q=Fwp/(γ0×γq)=4.084e-002kN,h=1.997m得f'=7.984e-004m5.3底部均布荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角計(jì)算公式θ'=q×h^3/(6×E×I)式中q=Fwp/(γ0×γq)=4.084e-002kN,h=1.997m得θ'=5.330e-004rad5.4柱頂總變形擾度總擾度f=Σf+(L-h)×tan(θ)=3.000e-002m式中L=2.85m,h=1.997mf/L=1.0525e-002<1/75,滿足要求6.柱腳強(qiáng)度驗(yàn)算:6.1受力情況豎向力N=γ0×γBmG×BmG=0.232kN水平力F=0.698kN由風(fēng)載引起的彎矩M=1.574kN.m6.2法蘭盤受壓區(qū)長(zhǎng)度Xn偏心距e=M/N=6.792m鋼與砼的彈模比n=Es/Ec=7.357受拉地腳螺栓的總面積Ae=9.188e-004m^2受壓區(qū)的長(zhǎng)度Xn據(jù)下式求解:Xn^3+3×(e-L/2)×Xn^2-6×n×Ae/B×(e+L/2-Lt)×(L-Lt-Xn)=0求解得Xn=7.4802e-002m6.3底板下的混凝土最大受壓應(yīng)力σc=2×N×(e+L/2-Lt)/(B×Xn×(L-Lt-Xn/3))=1.496MPa<βc×fc=34MPa,滿足要求6.4受拉側(cè)地腳螺栓的總拉力Ta=N×(e-L/2+Xn/3)/(L-Lt-Xn/3)=11.516kN<Ae×fs=128.632kN,滿足要求6.5水平抗翦承載力Vfb=0.4×(N+Ta)=4.699kN>F=0.698kN,滿足要求6.6法蘭盤厚度驗(yàn)算 6.6.1受壓側(cè)計(jì)算:對(duì)兩相鄰邊支承板:自由邊長(zhǎng)a2=0.148m,固定邊長(zhǎng)b2=7.425e-002m由b2/a2=0.5,查表得α=6.020e-002M=α*σc*(a2)^2=1.985kN.m法蘭盤厚度t=(6×Mmax/f)^1/2=7.623mm<20mm,滿足要求 6.6.2受拉側(cè)計(jì)算:法蘭盤厚度t=(6×Na×Lai/((D+2*Lai)*f))^1/2=9.286mm<20mm,滿足要求6.7加勁肋驗(yàn)算由底板下混凝土的分布反力得到的剪力為: Vi'=Ari×Lri×σc=9.872kN螺栓拉力所產(chǎn)生的剪力: Na=5.758kN得Vi=max(Vi',Na)=9.872kN加勁肋高度Hri=9.000e-002m,厚度Tri=1.500e-002m剪應(yīng)力τR=Vi/(Hri×Tri)=7.312MPa<fv=125MPa,滿足要求角焊縫抗剪強(qiáng)度τf=Vi/(2×0.7*Hf×(Hri-0.001))=17.628MPa<ff=160MPa,滿足要求7.基礎(chǔ)驗(yàn)算:7.1基底應(yīng)力驗(yàn)算豎向總荷載N=BmG+rj×V=7.87kN彎矩M=Fwb×(h2+H)+Fwp×(h1+H)=2.051kN.m基底應(yīng)力最大值σmax=N/A+M/W=36.328kPa<[δ]=290kPa,滿足要求基底應(yīng)力最小值σmin=N/A-M/W=-11.734kPa<0,基底出現(xiàn)負(fù)應(yīng)力負(fù)應(yīng)力分布寬度Lx=|σmin|/(|σmin|+σmax)×L=0.195m<Aa=0.2