交通标志结构设计计算书
单柱式式标志结构计算书
单柱式式标志结构计算书1 结构概况1.1 结构尺寸1) 立柱：规格：∅89x4.5x2300 (mm)2) 标志板：矩形265x340x3.01.2 计算控制1) 结构重要性系数：Ro = 1.02) 设计风速：V = 30.6 (m/s)1.3 结构总体图2 校核内容和标准2.1 计算校核主要依据[1] 《道路交通标志和标线》GB 5768[2] 《道路交通标志板及支撑件》GB/T 23827[3] 《公路交通标志和标线设置规范》JTG D82[4] 《钢结构设计规范》GB 50017[5] 《混凝土结构设计规范》GB 50010[6] 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1[7] 《一般工业用铝及铝合金挤压型材》GB/T 6892[8] 《建筑地基基础设计规范》GB 50007[9] 《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01)2.2 材料机械性能钢材的物理性能指标2.3 材料强度设计值钢材的强度设计值[Q235]（N/mm^2）2.4 螺栓设计强度连接螺栓的强度设计值（N/mm^2）2.5 地脚螺栓设计强度地脚螺栓的强度设计值（N/mm^2）2.6 刚度校核标准结构刚度设计值（mm）3 荷载计算3.1 永久荷载考虑有关连接件及加劲肋等的重量，所有上部结构的总重力按照110%计。
1) 标志板重力：G1 = 0.007(kN)2) 立柱重力：G2 = 0.211(kN)3) 上部结构总重力：G = (G1 + G2) * 1.1 = 0.240(kN)3.2 风荷载标志板（1）F wb1=γoγQ ⎝⎛⎭⎪⎫12ρCV2×A1000= 0.043(kN)式中：ρ-----------------------1.2258(g/m3)γO-----------------------1.0γQ-----------------------1.4C-----------------------1.2V-----------------------30.6(m/s)A-----------------------0.09(m2)立柱（1）F wp1=γoγQ ⎝⎛⎭⎪⎫12ρCV2×A1000= 0.029(kN)式中：ρ-----------------------1.2258(g/m3)γO-----------------------1.0γQ-----------------------1.4C-----------------------0.8V-----------------------30.6(m/s)A-----------------------0.18(m2)4 立柱根部受力计算1) 立柱根部由标志板风力引起的弯矩：M x1 = 0.093(kN*m)2) 立柱根部由立柱风力引起的弯矩：M x2 = 0.029(kN*m)5 立柱强度校核5.1 荷载计算：1) 垂直荷载：N = γ0γG*G = 0.288(kN)2) 水平荷载：H = 0.071(kN)3) 风荷载引起的弯矩：M = 0.122(kN)5.2 立柱截面信息1) 立柱规格：∅89×42) 立柱截面积：A = 1194.6(mm²)3) 立柱截面惯性矩：I = 0.107×10-5(m4)4) 立柱截面模量：W = 0.240×10-4(m3)5.3 最大正应力验算1) 轴向荷载引起的正应力：σc= NA= 0.241(MPa)2) 弯矩引起的正应力：σw= MW= 5.058(MPa)3) 组合应力：σMax = σc + σw = 5.299(MPa)<f = 215.0 (MPa) [通过] 5.4 最大剪应力验算水平荷载引起的剪应力：τHmax= 2×FA= 0.120(MPa) <fv = 125.0 (MPa) [通过]5.5 危险点处应力验算对于圆柱形立柱截面，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，正应力和剪应力均比较大，应对该点进行应力状态分析。
交通标志牌结构验算
悬臂式标志牌结构设计计算书1 设计资料1.1 板面数据板面高度：H = 2.00(m)板面宽度：W = 8.00(m)板面单位重量：W1 = 13.26(kg/m^2)1.2 横梁数据边长:0.18(m)横梁长度：L = 7.8(m)横梁壁厚：T = 0.008(m)横梁间距：D1 = 1.0(m)横梁单位重量：W1 = 45.22(kg/m)1.3 立柱数据边长: 0.35(m)立柱高度：L = 7.40(m)立柱壁厚：T = 0.014(m)立柱单位重量：W1 = 153.86(kg/m)2 荷载计算2.1 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。
2.1.1 板面重量计算标志版单位重量为13.26(kg/m2)标志版重量：G1 = 13.26×16×9.8×1.1(N) = 2.2871(KN)2.1.2 横梁重量计算G2 = 2×45.22×7.8×9.8×1.1(N) = 7.6046(KN)2.1.3 立柱重量计算G3 = 153.86×7.8×9.8×1.1(N) = 12.9372(KN)2.1.4 计算上部总重量G = G1 + G2 + G3 = 22.8289(KN)3 风荷载计算3.1 标志版风力F1 = βz×μs×μz×ω0×(W ×H)= 12.944(KN)3.2 立柱风力F2 =βz×μs×μz×ω0×(W ×H)= 2.096(KN)4 横梁设计计算说明：由于单根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。
对单根横梁所受荷载计算如下：4.1 荷载计算竖直荷载G4 = γ0×γG×G1 / 2 = 1.372(KN)均布荷载ω1 = γ0×γG×G2 / (2 ×H) = 0.585(KN/m)水平荷载F wb = F1 / 2 =6.472(KN)4.2 强度验算计算横梁跟部由重力引起的剪力Q y1 = G4+ ω1 ×H = 5.935(KN)计算由重力引起的弯矩M y1 = G4×(l2 + l3) + ω1 ×l12 / 2 = 45.393(KN*m)计算横梁跟部由风力引起的剪力Q x1 = F1 = 6.472(KN)计算由风力引起的弯矩M x1 = F1×(l2 + l3) = 30.0948(KN*m)4.3 横梁截面信息横梁截面积 A = 5.504 ×10-3 (m2)横梁截面惯性矩I = 2.72 ×10-5 (m4)横梁截面模量W = 3.02 ×10-4(m3)4.4 计算横梁跟部所受的合成剪力和弯矩合成剪力：Q = (Q x12 + Q y12) 0.5 =8.781 (KN)合成弯矩：M = (M x12 + M y12) 0.5 = 54.463 (KN*m)4.5 最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：σ= M / W = 170.939 (MPa) < [σ] = 215.000(MPa), 满足设计要求横梁根部的最大剪应力为：τ= 2 ×Q / A = 3.846 (MPa) < [τ] = 125.000(MPa), 满足设计要求4.5 变形验算计算垂直绕度f y = G4 / (γ0×γG) ×(l2 + l3)2×(3 ×l1 - l2 - l3) / (6 ×E ×I) + ω1 / (γ0×γG) ×l14 / (8 ×E ×I)= 0.0518(m)计算水平绕度f x = F wb/ (γ0×γQ) ×(l3 + l2)2×(3 ×l1 - l2 - l3) / (6 ×E ×I) + ω2 / (γ0×γQ) ×l23 / (6 ×E ×I)= 0.0707(m)计算合成绕度f = (f x2 + f y2)0.5 = 0.0877(m)f/l1 = 0.0117 > 1/100, 不满足设计要求。
交通标志 结构设计
悬臂式标志的结构设计计算1.计算简图如下图所示2.荷载计算 (1) 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重力而添加的。
标志板单位面积质量为8.037kg/m 2,其重力为： G 1=4.4⨯2.4⨯8.037⨯9.8⨯1.1=0.9149(kN)横梁拟采用0.62032⨯Φ钢管，单位面积质量为29.15kg/m 2,其总重力为: G 2=2⨯29.15⨯5.076⨯9.8⨯1.1=3.1901(kN)立柱拟采用0.9377⨯Φ钢管，单位面积质量为81.68kg/m 2,其总重为: G 3=81.68⨯7.9⨯9.8⨯1.1=6.956(kN) 标志上部结构的总重力为:G=G 1+G 2+G 3=0.9149+3.1901+6.956=11.061(kN)有关系数将视永久荷载效应对结构构件或连接的承重能力是否有利而选取。
(2)风荷载 标志板：211101()()/100021.0 1.4[(0.5 1.2258 1.240^2)(4.42.4)]/100017.397()wb Q b h F CV W W KN γγρ=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 横梁：2101()()/1000211.0 1.4( 1.22580.840^2)(0.6760.2032)/100020.301()Q WH B hni F CV W H KN γγρ=⨯⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦=∑立柱：21101[()()/100021.0 1.4[(0.5 1.22580.840^2)(7.90.377)]/10003.271()WP Q p P F CV W H KN γγρ=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3．横梁的设计计算由于两根横梁材料，规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载之半，其受力如图6.2。
图6.2 横梁受力图（尺寸单位：mm ）单根横梁所承受荷载为：()()1402100.9151.0 1.20.549223.190/ 1.0 1.2/5.0760.377/22GG h G G kN G w H kN m γγγγ==⨯⨯===⨯⨯=水平荷载：()()()()121117.39738.69922/20.301/20.6760.223/wb wb wh hn F F kN w F H kN m ====⨯=⨯=（1）强度验算：横梁根部由重力引起的剪力为：()1410.5490.377 5.076 2.463y h Q G w H kN =+=+⨯=由重力引起的弯矩为：()()()221114230.3770.5490.676 2.2 5.076 6.43622y w l M G l l kN m =++=⨯++⨯=⋅横梁根部由风引起的剪力为：()1228.6990.2230.6768.850x wb Q F w l kN =+=+⨯=由风荷载引起的弯矩为：()()()22221230.2230.6768.6990.676 2.225.06922x wb w l M F l l kN m ⨯=++=⨯++=⋅横梁规格为203 6.0φ⨯，截面积为A=323.71310m -⨯，截面惯性矩为541.80310I m -=⨯，抗弯截面模量为431.77610W m -=⨯横梁根部所受的合成剪力为：()9.186Q kN ==合成弯矩为：()25.882M kN m ==⋅a.最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：()()322max 425.88210145.7/ 1.15215247/1.77610M N mm f N mm W σγ-⨯===<⋅=⨯=⨯ b.最大剪应力验算()()322max 39.1861022 4.948/125/3.71310v Q N mm f N mm A τ-⨯=⨯=⨯=<=⨯ c.危险点应力验算 略。
单悬臂交通标志牌结构计算书
恒重增幅 1.1
标志板恒载： 横梁恒载： 立柱恒载：
G标志牌 标志牌 W标志牌 H标志牌 恒重增幅 G横梁 横梁 L横梁 n 横梁 恒重增幅 G立柱 立柱 H立柱 恒重增幅 G上部结构 G标志牌 G横梁 G立柱
G标志牌 1.431 kN G横梁 5.347 G立柱 13.822 kN kN
k 5 标牌
A类地表 海面、海岸、开阔水面 B类地表 田野、乡村、丛林及低层建筑物稀少地区 树木及低层建筑物等密集地区 C类地表 中高层建筑物稀少地区、平缓的丘陵地
地表粗糙度
k 5 标牌 1.38
标牌风力中心处的设计基准风速
Vd 标牌 k 2 标牌 k 5 标牌 Vz标牌 Vd 标牌 61.21 m s
B 0.00 1.00 1.00 1.07 1.12 1.19 1.25 1.29
C 0.00 0.86 0.86 0.86 0.92 1.00 1.06 1.12
D 0.00 0.79 0.79 0.79 0.79 0.85 0.85 0.91
Z标牌
k 2 标牌 1
地表粗糙度
标志牌的阵风风速系数k5 结合上述分析的地表粗糙度类别；按《桥风规》判断取值：
永久荷载对结构有利分项系数 G1 永久荷载对结构不利分项系数 G2 永久荷载计算柱脚螺栓分项系数G3 可变荷载分项系数 （4 ）其他参数 空气密度 空气 重力加速度 二、荷载的计算
1 、永久荷载 空气 1.2258 g 9.81 Q
N s m
2
4
因为实际构造中；交通标志牌的构件联接常采用法兰盘螺栓联接；而且法兰盘的局部 采用加劲肋构造处理。因此；计算永久荷载时标志牌构件恒载考虑增幅系数
最新交通标志结构计算书.pdf
式中： γ 0----结构重要性系数，取 1.0 γ Q----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 25.547(m/s^2) g----重力加速度，取 9.80(m/s^2)
MG=Σ Gb*Lb+ ω 1*Lh^/22
= 288.149 × 3.362 + 339.147 = 5059.212(N*M)
×/2 4.91^2
式中： Gb----每根横梁所承担的标志板重量
Lb----标志板形心到横梁根部的间距 横梁根部由风荷载引起的剪力 :
Qw= Fwbh+Fwh= 2439.413+116.549=2555.962(N)
2)横梁所迎风面所受风荷载 :
Fwh=γ 0* γ Q*/*2(1* ρ *C*V^2)*W*H+=1.0 × 1.4 × *(0.5 × 1.2258 × 0.80 × 25.547^2) × 0.152 × 1.711+=116.54 9(N)
式中： C----立柱的风力系数，圆管型取值 0.80 W---- 横梁迎风面宽度，即横梁的外径 H----横梁迎风面长度，应扣除被标志板遮挡部分
2 计算简图 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 A 重量： G1=A*ρ *g=7.26 × 8.10× 9.80=576.299(N) 附着板 A 重量： G1=A*ρ *g=1.131 × 8.10× 9.80=89.777(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) 则标志板总重量： Gb=Σ Gi=666.075(N) 2)横梁重量计算 横梁数目 2，总长度为 5.48(m) ，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：
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可变荷载分项系数 γq = 1.40 空气密度 ρ=1.23(N * s\s\up6(2) * m\s\up6( - 4)) 风力系数 C=1.20 风速 V=25.00(m/s) 面积 A=0.19(m\s\up6(2)) Fwp1=γ0γq[(\f(1,2)ρCV\s\up6(2))A] = 0.0815(KN)
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
交通标志结构计算书
交通标志结构计算书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=3.3(m)，高度h=2.2(m)，净空H=5.5(m)标志板材料：LF2-M铝。
单位面积重量：8.10(kg/m^2)2)附着板A数据板面形状：圆形，直径D=1.2(m)，净空H=6.0(m)标志板材料：LF2-M铝。
单位面积重量：8.10(kg/m^2)1.2 横梁数据横梁的总长度：5.48(m)，外径：152(mm)，壁厚：8(mm)，横梁数目：2，间距：1.45(m) 1.3 立柱数据立柱的总高度：8.2(m)，立柱外径：377(mm)，立柱壁厚：10(mm)2 计算简图见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A重量：G1=A*ρ*g=7.26×8.10×9.80=576.299(N)附着板A重量：G1=A*ρ*g=1.131×8.10×9.80=89.777(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)则标志板总重量：Gb=ΣGi=666.075(N)2)横梁重量计算横梁数目2，总长度为5.48(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：28.839(kg/m)横梁总重量：Gh=L*ρ*g*n=5.48×28.839×9.80×2=3096.698(N)式中：L----横梁的总长度ρ----横梁单位长度重量g----重力加速度，取9.80(m/s^2)3)立柱重量计算立柱总长度为8.20(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：91.874(kg/m) 立柱重量：Gp=L*ρ*g=8.20×91.874×9.80=7382.995(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)4)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+Gh+Gp)=1.10×(666.075+3096.698+7382.995)=12260.345(N)3.2 风荷载1)标志板所受风荷载标志板A：Fwb1=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A1]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.547^2)×7.26]=4878.826(N)附着板A：Fwb2=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*A2]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×25.547^2)×1.131]=760.031(N)式中：γ0----结构重要性系数，取1.0γQ----可变荷载分项系数，取1.4ρ----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1.20V----风速，此处风速为25.547(m/s^2)g----重力加速度，取9.80(m/s^2)2)横梁所迎风面所受风荷载:Fwh=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*W*H]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×0.80×25.547^2)×0.152×1.711]=116.54 9(N)式中：C----立柱的风力系数，圆管型取值0.80W----横梁迎风面宽度，即横梁的外径H----横梁迎风面长度，应扣除被标志板遮挡部分3)立柱迎风面所受风荷载:Fwp=γ0*γQ*[(1/2*ρ*C*V^2)*W*H]=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×0.80×25.547^2)×0.377×7.00]=1182.29 8(N)式中：C----立柱的风力系数，圆管型立柱取值0.80W----立柱迎风面宽度，即立柱的外径H----立柱迎风面高度4 横梁的设计计算由于两根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。
标志结构计算书
标志结构计算书--单柱式1.项目信息1.设计资料1.1 桩号1.2 板面数据1)板1数据板面形状：三角形, 边长W=0.90(m)2)板面材料为：铝合金1.3 立柱数据1)立柱外径D=76.00(mm)2)立柱壁厚T=3.500(mm)2 计算简图见Dwg图纸3 荷载计算3.1 永久荷载1)标志板重量计算标志板面材料为铝合金，板面单位重量为8.04(kg/m2)计算公式G1= A×ρ×g式中：A为各标志板的面积板面单位重量ρ=8.04(kg/m2)标志板1的面积A1=0.35(m2)g=9.8G 1= A×ρ×g = 27.64(N)2)立柱重量计算计算公式G 2=L×ρ1×g式中：立柱总长度 L=3.67(m)立柱单位长度重量ρ1= 6.26(kg/m)g=9.8G 2=L×ρ1×g = 225.02(N)3)上部总重计算标志上部结构的总重量G 按标志板和立柱总重量的110.00%计(考虑有关连接件及加劲肋等的重量)，则计算公式G=(G 1+G 2)×K式中：标志板总重量 G 1= 27.64(N)立柱总重量 G 2= 225.02(N)相关系数 K=1.10G=(G 1+G 2)×K= 277.92(N)3.2 风荷载1)计算标志板1所受风荷载计算公式F=γ0γq [(12ρC V 2)A]/1000式中：结构重要性系数 γ0= 1.00可变荷载分项系数 γq = 1.40空气密度 ρ=1.23(N*s 2*m -4)风力系数 C=1.20风速 V=25.00(m/s)面积 A=0.35(m 2)Fwb1=γ0γq [(12ρC V 2)A]/1000= 0.2257(KN)2)计算第1段立柱所受风荷载计算公式F=γ0γq [(12ρC V 2)A]式中：结构重要性系数 γ0= 1.00可变荷载分项系数 γq = 1.40空气密度 ρ=1.23(N*s 2*m -4)风力系数 C=1.20风速 V=25.00(m/s)面积 A=0.19(m 2)Fwp1=γ0γq [(12ρC V 2)A]= 0.0815(KN)4 强度验算4.1 计算截面数据1)立柱截面面积A=0.80×10-3(m 2)2)立柱截面惯性矩I=0.52×10-6(m 4)3)立柱截面抗弯模量W=1.38×10-5(m 3)4.2 计算立柱底部受到的弯矩计算公式M=∑Fwi×hi式中：Fwi 为标志板或立柱的所受的风荷载hi 为标志板或立柱受风荷载集中点到立柱底的距离板面1受风荷载 Fwb1=0.23(KN)板面1受风荷载高度 hwb1=2.89(m)立柱第1段受风荷载 Fwp1=0.08(KN)立柱第1段受风荷载高度 hwp1=1.25(m)M=∑Fwi×hi =0.75(KN*m)4.3 计算立柱底部受到的剪力计算公式F=∑Fwi式中：Fwi 为标志板或立柱的所受的风荷载板面1受风荷载 Fwb1=0.23(KN)立柱第1段受风荷载 Fwp1=0.08(KN)F=∑Fwi =0.31(KN)4.4 最大正应力验算计算公式σ=M/W式中：抗弯截面模量 W=1.382×10-5(m 3)弯矩 M=0.75(KN*m)σmax =M/W= 54.59(MPa) < [σd ]= 215.00(MPa), 满足设计要求。
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悬臂式标志的结构设计计书1.计算简图如下图所示2.荷载计算 (1) 永久荷载各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重力而添加的。
标志板单位面积质量为8.037kg/m 2,其重力为： G 1=4.4⨯2.4⨯8.037⨯9.8⨯1.1=0.9149(kN)横梁拟采用0.62032⨯Φ钢管，单位面积质量为29.15kg/m 2,其总重力为: G 2=2⨯29.15⨯5.076⨯9.8⨯1.1=3.1901(kN)立柱拟采用0.9377⨯Φ钢管，单位面积质量为81.68kg/m 2,其总重为: G 3=81.68⨯7.9⨯9.8⨯1.1=6.956(kN) 标志上部结构的总重力为:G=G 1+G 2+G 3=0.9149+3.1901+6.956=11.061(kN)有关系数将视永久荷载效应对结构构件或连接的承重能力是否有利而选取。
(2)风荷载 标志板：211101()()/100021.0 1.4[(0.5 1.2258 1.240^2)(4.42.4)]/100017.397()wb Q b h F CV W W KN γγρ=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 横梁：2101()()/1000211.0 1.4( 1.22580.840^2)(0.6760.2032)/100020.301()Q WH B hni F CV W H KN γγρ=⨯⎡⎤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⎢⎥⎣⎦=∑立柱：21101[()()/100021.0 1.4[(0.5 1.22580.840^2)(7.90.377)]/10003.271()WP Q p P F CV W H KN γγρ=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3．横梁的设计计算由于两根横梁材料，规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载之半，其受力如图6.2。
图6.2 横梁受力图（尺寸单位：mm ）单根横梁所承受荷载为：()()1402100.9151.0 1.20.549223.190/ 1.0 1.2/5.0760.377/22GG h G G kN G w H kN m γγγγ==⨯⨯===⨯⨯=水平荷载：()()()()121117.39738.69922/20.301/20.6760.223/wb wb wh hn F F kN w F H kN m ====⨯=⨯=（1）强度验算：横梁根部由重力引起的剪力为：()1410.5490.377 5.076 2.463y h Q G w H kN =+=+⨯=由重力引起的弯矩为：()()()221114230.3770.5490.676 2.2 5.076 6.43622y w l M G l l kN m =++=⨯++⨯=⋅横梁根部由风引起的剪力为：()1228.6990.2230.6768.850x wb Q F w l kN =+=+⨯=由风荷载引起的弯矩为：()()()22221230.2230.6768.6990.676 2.225.06922x wb w l M F l l kN m ⨯=++=⨯++=⋅横梁规格为203 6.0φ⨯，截面积为A=323.71310m -⨯，截面惯性矩为541.80310I m -=⨯，抗弯截面模量为431.77610W m -=⨯横梁根部所受的合成剪力为：()9.186Q kN ==合成弯矩为：()25.882M kN m ==⋅a.最大正应力验算横梁根部的最大正应力为：()()322max 425.88210145.7/ 1.15215247/1.77610M N mm f N mm W σγ-⨯===<⋅=⨯=⨯ b.最大剪应力验算()()322max 39.1861022 4.948/125/3.71310v Q N mm f N mm A τ-⨯=⨯=⨯=<=⨯ c.危险点应力验算 略。
（2）变形验算()()()()()()()()()24402310112323953495//3680.549/1.0 1.2100.676 2.23 5.0760.676 2.2620610 1.803100.377/1.0 1.210 5.0760.0091820610 1.80310G G y G l l w l f l l l EIEIm γγγγ--+=--+⨯⨯⨯+⨯⨯--=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯水平挠度为：()()()()()()()()()()()2202320221212323953395//33668.699/1.0 1.4100.676 2.23 5.0760.676 2.2620610 1.803100.223/1.0 1.4100.6763 5.0760.676620610 1.803100.0285wb Q Q x F l l w l l l l f l l l EIEIm γγγγ--+-=--+⨯⨯⨯+⨯⨯--=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=合成挠度为：()10.02990.029910.005895.07675f m f l ====<=0.01333,满足要求. 4.立柱的设计计算立柱所受荷载为：垂直荷载 ()0 1.0 1.211.06113.273kN G N G γγ==⨯⨯=水平荷载 ()11117.3970.301 3.27120.969wb wh wp H F F F kN =++=++= 立柱根部由永久荷载引起的弯矩为：()122 6.43612.872y y M M kN m ==⨯=⋅由风荷载引起的弯矩为：()()()1111/217.3970.301 6.65 3.2717.9/2130.612x wb wh wp M F F h F h kN m =++⨯=+⨯+⨯=⋅合成弯矩()131.245M kN m ==⋅ 由风荷载引起的扭矩为：()2225.06950.138t xl M M kN m ==⨯=⋅立柱规格为3779.0φ⨯，截面积为A=105002mm ，截面惯性矩为841.76210I mm =⨯，抗弯截面模量为539.35010W mm =⨯，截面回旋半径130i mm ==,极惯性矩为：843.52510p I mm =⨯ （1）强度验算 a.最大正应力验算()()3652213.27310131.2451010500 1.159.3510123.32/215/N M A W N mm f N mm γ⨯⨯+=+⋅⨯⨯=<= b.最大剪应力验算由剪力（水平荷载）引起的剪应力为：()32max 20.9691022 3.994/10500H H N mm A τ⨯=⨯=⨯=由扭矩引起的剪应力为：()()62max 82max max max 37750.138102226.811/3.525103.99426.81130.805/t t pH t M N mm I N mm φττττ⨯⨯===⨯=+=+=c.危险点应力验算最大正应力位置点处，由扭矩产生的剪应力亦为最大，即()()362max 52max 13.27310131.24510141.633/105009.351026.811/t N M N mm A W N mm σσττ⨯⨯==+=+=⨯==根据第四强度理论()()*224149.052/215/N mm f N mm σ=<=d.稳定性计算悬臂构件的长度系数μ=2，立柱作为中心受压直杆时，其柔度为：12 6.651020.130h iμλ⨯===，查表得稳定系数0.622ϕ=钢材弹性模量 ()3220610/E N mm =⨯ 欧拉临界应力为：()()()22232=EA/1.1=3.142061010500/1.1102=1863.5E N kN πλ⨯⨯⨯⨯，等效弯矩系数 1.0m β=()()36353,2213.27310 1.0131.245100.6221050013.273101.159.351010.810.81863.510124.79/215/,m E MN AN W N N mm f N mm βϕγ⨯⨯⨯+=+⨯⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯⨯-⨯-⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭=<=满足精度要求（2）变形验算由风载标准值引起的立柱顶部的水平位移为：()()()()()()()()()42101101132943394//36817.3970.301/1.0 1.410 6.6537.9 6.65620610 1.762103.271/1.0 1.4107.90.0477820610 1.76210wp Q wb wh Q p F h h F F h f h h EI EIm γγγγ--⎡⎤+⎣⎦=-++⨯⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯ 0.047710.0060430.013,7.975p f p==<=满足要求。
立柱顶部由扭矩标准值产生的扭转角为：()()()3094/50.138/1.0 1.4107.9=0.010167910 3.52510t G pM hrad GI γγθ-⨯⨯⨯==⨯⨯⨯从图6.1可以看出，该标志结构左上点处水平位移最大，由横梁水平位移、立柱水平位移及由于立柱扭转而使横梁产生的水平位移三部分组成。
前两个位移已经求出，第三个位移近似根据θ角与横梁长度相乘得到，因此该点总的水平位移为：10.02850.04770.01016 5.0760.1278()x p f f f l m θ=++=++⨯=该点距路面高度h=7.9m 。
0.127810.016170.02,7.950f h ==<=满足要求 立柱在两根横梁之间部分由于横梁永久荷载产生的弯矩标准值而发生的转角为：()()()3019412.872/1.0 1.210 6.65//0.0019720610 1.76210y G M h EI rad θγγ-⨯⨯⨯⎡⎤===⎣⎦⨯⨯⨯，单根横梁由此引起的垂直位移为：()1 5.0760.001970.00998y f l m θ==⨯=，，横梁的垂直总位移为：()=0.0091+0.00998=0.01908nl y y f f f m =+，该挠度可作为设置横梁预拱度的依据。
5.立柱与横梁的连接（图6.3）连接螺栓拟采用A 级普通螺栓8M24，查表得每个螺栓受拉承载力设计值59.9b t N kN =,受剪（单剪）承载力设计值为76.9bvN kN =。
a)b)图6.3 主柱与横梁的链接（尺寸单位：mm ）a ）螺栓孔及加劲肋位置图；b ）加劲肋螺栓群重心处所受外力为：合成剪力Q=9.186kN,合成弯矩M=25.882kN m ⋅ 每个螺栓所受的剪力为： ()9.186 1.1488v Q N kN n === 以横梁外壁与M 方向平行的切线为旋转轴，各螺栓距旋转轴的距离分别为：螺栓1：()()10.2030.155sin 14.8522.50.0812y m =+︒-︒= 螺栓2: ()()20.2030.155sin 14.8522.50.1962y m =+︒+︒=螺栓3：()()30.2030.155sin 14.8522.530.2552y m =+︒+︒⨯=螺栓4：()()40.2030.155sin 14.8522.550.2252y m =+︒+︒⨯=螺栓5：()()50.2030.155sin 14.8522.570.1222y m =+︒+︒⨯=螺栓6：()()60.2030.155sin 14.8522.590.0072y m =+︒+︒⨯=螺栓7：()()70.2030.155sin 14.8522.5110.0522y m =+︒+︒⨯=-螺栓8：()()80.2030.155sin 14.8522.5130.0222y m =+︒+︒⨯=-由各y 值可见，3y 距旋转轴的距离最远，其拉力332b iM y N y =∑，b M 为各螺栓拉力对旋转轴的力矩之和，则233i b N y M y =∑ (2-1)式中，22220.0810.1960.0070.176i y =++⋅⋅⋅+=∑如图6.3所示，以过悬臂法兰盘圆心，分别与M 方向重合和垂直的两根直线为x 轴和y 轴，设受压区最大压应力为max c σ，则受压区压力对旋转轴产生的力矩为：(()0.4020.20320.1015c c M y dy σ=-⎰ （2-2）压应力合力绝对值为：(0.4020.2032c c N dy σ=⎰(2-3)式（8.4.2-2）、式（8.4.2-3）中c σ为距x 轴y 距离处法兰盘受压区的压应力，max0.20320.400.20322cc y σσ-=- （2-4）根据法兰盘的平衡条件：b c c i M M M N N +==∑于是()()20.203max 0.101530.203max 0.1015320.3040.101520.3040.1015i c c i N y y M y N y y y σσ+-=-=∑⎰∑⎰经整理： 43max 33max 0.690 5.58410258823.4759.889100c c N N σσ--+⨯=-⨯=解得：()()32max 29.20510.263/c N kN N mm σ==（1）螺栓强度验算0.4881,=<满足要求设悬臂法兰盘厚度20mm ，则单个螺栓的承压承载力设计值为：()30.0240.020*********.148,b c bv cN kN N kN N =⨯⨯⨯==<满足要求（2）法兰盘的确定受压侧受力最大的法兰盘区格，如图8.4.2-3所示的三边支承板，此时， 自自由边长 ()20.3101802sin 0.11928a m ︒⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭固定边长 ()()210.4000.2030.09852b m =-=220.09850.828,=0.0990.119b a α==查表得 该区格内的最大弯矩为：()232max max 20.09910.263100.11914.288/c M a kN m m ασ==⨯⨯⨯=⋅法兰盘所需厚度为：()0.01970.020,t m m ==<满足要求。