门架式交通标志结构设计计算书
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。
计算钢门架
一、交通标志牌的设计参数标志牌尺寸为2.3m*4m，立柱与基础之间采用M24螺栓连接。
二、风荷载计算2.1风荷载标准值w k=βzμsμz w0w-风荷载标准值(kN/m2风荷载标准值(kN/m)；kβz-高度z处的风振系数；μs-风荷载体型系数；μz-风压高度变化系数；w0-基本风压(kN/m2)；2.2参数的选取(1)μs的选取风荷载体型系数是按不同形状建筑物的迎风面的体型来确定的，风荷载体型系数是按不同形状建筑物的迎风面的体型来确定的选取风荷载体型系数表中独立墙壁及围墙的体型系数，μs=1.3。
(2)μz的选取对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别确定，由于交通标志牌立在路边，选B类房屋比较稀少的乡镇或城市郊区。
根据交通标志牌离地面高度，查表得到，μz=1.0。
(3)βz的选取根据规范，采用阵风系数替代风振系数，查表得βz=1.70。
(4)w0的选取基本风压，取100年一遇的广州风压，w0=0.6kN/m2w k=1.7*1.3*1.0*0.6=1.326kN/m2三、计算荷载3.1自重及力矩G1=9.7kN立柱锚栓总数n=16G2= 2.4kN标志牌锚栓直径d=24M1=12.6kN*m自重力矩有效锚固深度h ef=250M2=104.0kN*m风荷载力矩粘结强度标准值T Rk=2.4 3.2群锚受拉内力计算混合破坏受拉承载力分项系数γRp=1.8N/n=0.8kN最小边距c1=4 08My1/sum(y i2)=30.1kNN sd=12.6kN N sd=(NL+M)*y'/sum(y'2)i普通化学锚栓发生混合破坏时，其受拉承载力设计值为：N Rk,p0=45.2kN N Rk,p0=3.14159*d*h ef*T Rk普通化学锚栓承受长期荷载作用，发生混合破坏时，其受拉承载力应满足：群锚：N sd,l≤0.55N Rk,p0/γRpN sd,l≤13.8kN满足要求。
4×2悬臂式门架式计算书
★单悬臂式标志结构设计计算书★标志板单位重量为 K1(kg/m2)8.310横梁单位重量为 K2(kg/m)35.020立柱单位重量为 K3(kg/m)108.020标志板长度 W b1 (m) 4.000标志板宽度 H b1 (m) 2.000标志板距地面净空高度 h 5.500横梁受风压的长度 W H1 (m)0.676横梁长度 W H (m) 4.976横梁直径 H h1 (m)0.203横梁壁厚 H h2 (m)0.006横粱根数 N (根) 2.000立柱高度 W p1 (m)7.500立柱直径 H P1 (m)0.325立柱壁厚 H P2 (m)0.012底基础上层宽 W f1 (m)0.000底基础上层高 H f1 (m)0.000底基础上层长 L f1 (m)0.000底基础下层宽 W f2 (m) 1.600底基础下层高 H f2 (m) 2.400底基础下层长 L f2 (m) 2.600(1)荷载计算1)永久荷载注：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。
标志板重量为G1=1.1 W b1H b1K1×9.8/1000 (kN)0.717横 梁重量为G2=1.1 N W H K2×9.8/1000 (kN) 3.757立 柱重量为G3=1.1 W P1K3×9.8/1000 (kN)8.733标志上部结构总重量 G = G1 + G2 + G3 (kN)13.207 2)风荷载γ0 1.0γQ 1.4C--风载对象为标志板时取 1.2C--风载对象为横梁、立柱时取0.8ρ--空气密度(N·s2·m-4) 1.2258 V--取当地风速最大值(m/s)35标志板 F wb1=γ0γQ［(1/2ρCV2)(W b1×H b1)］/1000(kN)10.091横粱根部由重力引起的剪力为： Q y1=G4+ω1H h (kN) 2.684由重力引起的弯矩为： M y1=G4(l2+l3)+ω1l12/2 (kN/m) 6.759横粱根部由风载引起的剪力为： Q x1=F wb+ω2l2 (kN) 5.161由风载引起的弯矩为： M x1=F wb(l2+l3)+ω2l22/2 (kN/m)13.540横粱截面积 A＝3.14[H h12－(H h1-2H h2)2]/4 3.713E-03横粱截面惯性矩为 I＝3.14[H h14－(H h1-2H h2)4]/64 1.803E-05横粱抗弯截面模量为 W＝2I/H h1 1.776E-04横粱根部所受的合成剪力为：Q＝(Q x12+Q y12)1/2 (kN) 5.817合成弯矩为 M＝(M x12+M y12)1/2 (kN)15.134①最大正应力验算：横粱根部的最大正应力为:σmax=M/W < [σd]=250(Mpa)(★满足此条件)85.192②最大剪应力验算: τmax=2Q/A < [τd]=125(Mpa)(★满足此条件) 3.133③危险点应力验算:2)变形验算E 2.060E+11垂直挠度:ƒy=G4(l2+l3)2(3l1-l2-l3)/6EI*γ0γG+ω1l14/8EI*γ0γG (m)9.200E-03水平挠度:ƒx=F wb(l2+l3)2(3l1-l2-l3)/6EI*γ0γG+ω2l23(3l1-l2)/6EI*γ0γG (m) 1.421E-02合成挠度:ƒ＝（ƒx2+ƒy2）1/2 (m)0.017★ 当ƒ/l1<0.01时,满足条件 ƒ/l1=0.003 (4)立柱的设计计算立柱所受荷载为：垂直荷载N=γ0γG G (kN)15.849水平荷载H=ƒwb1+F wh1+F wp1 (kN)12.371立柱根部由永久荷载引起的弯矩为：M y＝2M y113.518由风载引起的弯矩为： M x=(F wb1+F wh1)×(h+H b1/2)+F wp1×W p1/2 (kN)74.777合成弯矩 M=(M x2+M y2)1/2 (kN/m)75.989由风载引起的扭矩为: M t=2M x1 (kN/m)27.081立柱截面积 A＝3.14[H p12－(H p1-2H p2)2]/40.0118立柱截面惯性矩为 I＝3.14[H p14－(H p1-2H p2)4]/64 1.447E-04立柱抗弯截面模量为 W＝2I/H p18.906E-04立柱截面回转半径 i＝(I/A)1/20.111极惯性矩为 I p＝3.14[H p13－(H p1-2H p2)3]/32 2.894E-04悬臂梁的长度系数μ＝2，立柱作为中心受压直杆时,其柔度为:2λ=μ(h1+H b1/2)/i117查表得到稳定系数Ф的值:0.6221)强度验算:①最大正应力验算：轴向荷载引起的压应力σc=N/A (Mpa) 1.343由弯矩引起的压应力 σw=M/W (Mpa)85.328组合应力 σmax=σc+σw (Mpa)86.671★ 当σc/Ф[σd]+σw/[σd]和小与1时,满足条件0.407②最大剪应力验算:由水平荷载引起的剪应力为：τHmax=2H/A 2.097由扭矩引起的剪应力为： τtmax=M tФ/2I p (Mpa)15.205最大剪应力为: τmax=τHmax+τtmax (Mpa)17.301③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σ=σmax86.671τ=τmax15.205根据第四强度理论σ4=(σ2+3τ2)1/2 (Mpa)90.584σ4应<215Mpa2)变形验算由风载标准值引起的力柱顶部的水平位移ƒp=(F wb1+F wh1)(h+H b1/2)2(3W p1-h-H b1/2)/γ0γG*6EI+F wp1W p13/γ0γG*8EI0.030★ 当ƒp/W p1<0.01时,满足条件0.004立柱顶部由扭矩标准值产生的扭转角为：G=7.900E+10θ=MτW p1/γ0γG GI p 6.345E-03标志板外侧上角的水平位移最大,该点距离地面高度h7.800该点的总的水平位移为:ƒ=ƒx+ƒp+θW H0.076★ 当ƒ/W p1<1/60时,满足条件0.010(5)立柱与横粱的连接:(待续)(6)柱脚强度验算(7)基础验算基础底部容许应力为290KPa混凝土单位重量γ24.000混凝土底座体积V=W1H1L1+W2H2F29.984基础底部所受荷载为:竖向总荷载N=G+γV252.823由风载引起的弯矩 M x=(F wb1+F wh1)(h+H b1/2+H f1+F f2)+F wp1(W p1+H f1+H f2)112.154由永久荷载引起的弯矩为: M y13.518由风载引起的扭矩为: M t27.081★当e0/ρ=1-σmin/(N/A)<1时，满足条件。
4×2悬臂式门架式计算书
★单悬臂式标志结构设计计算书★标志板单位重量为 K1(kg/m2)8.310横梁单位重量为 K2(kg/m)35.020立柱单位重量为 K3(kg/m)108.020标志板长度 W b1 (m) 4.000标志板宽度 H b1 (m) 2.000标志板距地面净空高度 h 5.500横梁受风压的长度 W H1 (m)0.676横梁长度 W H (m) 4.976横梁直径 H h1 (m)0.203横梁壁厚 H h2 (m)0.006横粱根数 N (根) 2.000立柱高度 W p1 (m)7.500立柱直径 H P1 (m)0.325立柱壁厚 H P2 (m)0.012底基础上层宽 W f1 (m)0.000底基础上层高 H f1 (m)0.000底基础上层长 L f1 (m)0.000底基础下层宽 W f2 (m) 1.600底基础下层高 H f2 (m) 2.400底基础下层长 L f2 (m) 2.600(1)荷载计算1)永久荷载注：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。
标志板重量为G1=1.1 W b1H b1K1×9.8/1000 (kN)0.717横 梁重量为G2=1.1 N W H K2×9.8/1000 (kN) 3.757立 柱重量为G3=1.1 W P1K3×9.8/1000 (kN)8.733标志上部结构总重量 G = G1 + G2 + G3 (kN)13.207 2)风荷载γ0 1.0γQ 1.4C--风载对象为标志板时取 1.2C--风载对象为横梁、立柱时取0.8ρ--空气密度(N·s2·m-4) 1.2258 V--取当地风速最大值(m/s)35标志板 F wb1=γ0γQ［(1/2ρCV2)(W b1×H b1)］/1000(kN)10.091横粱根部由重力引起的剪力为： Q y1=G4+ω1H h (kN) 2.684由重力引起的弯矩为： M y1=G4(l2+l3)+ω1l12/2 (kN/m) 6.759横粱根部由风载引起的剪力为： Q x1=F wb+ω2l2 (kN) 5.161由风载引起的弯矩为： M x1=F wb(l2+l3)+ω2l22/2 (kN/m)13.540横粱截面积 A＝3.14[H h12－(H h1-2H h2)2]/4 3.713E-03横粱截面惯性矩为 I＝3.14[H h14－(H h1-2H h2)4]/64 1.803E-05横粱抗弯截面模量为 W＝2I/H h1 1.776E-04横粱根部所受的合成剪力为：Q＝(Q x12+Q y12)1/2 (kN) 5.817合成弯矩为 M＝(M x12+M y12)1/2 (kN)15.134①最大正应力验算：横粱根部的最大正应力为:σmax=M/W < [σd]=250(Mpa)(★满足此条件)85.192②最大剪应力验算: τmax=2Q/A < [τd]=125(Mpa)(★满足此条件) 3.133③危险点应力验算:2)变形验算E 2.060E+11垂直挠度:ƒy=G4(l2+l3)2(3l1-l2-l3)/6EI*γ0γG+ω1l14/8EI*γ0γG (m)9.200E-03水平挠度:ƒx=F wb(l2+l3)2(3l1-l2-l3)/6EI*γ0γG+ω2l23(3l1-l2)/6EI*γ0γG (m) 1.421E-02合成挠度:ƒ＝（ƒx2+ƒy2）1/2 (m)0.017★ 当ƒ/l1<0.01时,满足条件 ƒ/l1=0.003 (4)立柱的设计计算立柱所受荷载为：垂直荷载N=γ0γG G (kN)15.849水平荷载H=ƒwb1+F wh1+F wp1 (kN)12.371立柱根部由永久荷载引起的弯矩为：M y＝2M y113.518由风载引起的弯矩为： M x=(F wb1+F wh1)×(h+H b1/2)+F wp1×W p1/2 (kN)74.777合成弯矩 M=(M x2+M y2)1/2 (kN/m)75.989由风载引起的扭矩为: M t=2M x1 (kN/m)27.081立柱截面积 A＝3.14[H p12－(H p1-2H p2)2]/40.0118立柱截面惯性矩为 I＝3.14[H p14－(H p1-2H p2)4]/64 1.447E-04立柱抗弯截面模量为 W＝2I/H p18.906E-04立柱截面回转半径 i＝(I/A)1/20.111极惯性矩为 I p＝3.14[H p13－(H p1-2H p2)3]/32 2.894E-04悬臂梁的长度系数μ＝2，立柱作为中心受压直杆时,其柔度为:2λ=μ(h1+H b1/2)/i117查表得到稳定系数Ф的值:0.6221)强度验算:①最大正应力验算：轴向荷载引起的压应力σc=N/A (Mpa) 1.343由弯矩引起的压应力 σw=M/W (Mpa)85.328组合应力 σmax=σc+σw (Mpa)86.671★ 当σc/Ф[σd]+σw/[σd]和小与1时,满足条件0.407②最大剪应力验算:由水平荷载引起的剪应力为：τHmax=2H/A 2.097由扭矩引起的剪应力为： τtmax=M tФ/2I p (Mpa)15.205最大剪应力为: τmax=τHmax+τtmax (Mpa)17.301③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σ=σmax86.671τ=τmax15.205根据第四强度理论σ4=(σ2+3τ2)1/2 (Mpa)90.584σ4应<215Mpa2)变形验算由风载标准值引起的力柱顶部的水平位移ƒp=(F wb1+F wh1)(h+H b1/2)2(3W p1-h-H b1/2)/γ0γG*6EI+F wp1W p13/γ0γG*8EI0.030★ 当ƒp/W p1<0.01时,满足条件0.004立柱顶部由扭矩标准值产生的扭转角为：G=7.900E+10θ=MτW p1/γ0γG GI p 6.345E-03标志板外侧上角的水平位移最大,该点距离地面高度h7.800该点的总的水平位移为:ƒ=ƒx+ƒp+θW H0.076★ 当ƒ/W p1<1/60时,满足条件0.010(5)立柱与横粱的连接:(待续)(6)柱脚强度验算(7)基础验算基础底部容许应力为290KPa混凝土单位重量γ24.000混凝土底座体积V=W1H1L1+W2H2F29.984基础底部所受荷载为:竖向总荷载N=G+γV252.823由风载引起的弯矩 M x=(F wb1+F wh1)(h+H b1/2+H f1+F f2)+F wp1(W p1+H f1+H f2)112.154由永久荷载引起的弯矩为: M y13.518由风载引起的扭矩为: M t27.081★当e0/ρ=1-σmin/(N/A)<1时，满足条件。
交通标志结构设计计算书
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。
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：
高速公路门架钢结构设计计算书 精品
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设计计算书一、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（平均气温为22～22.5℃,相对湿度79～81%），雨量充沛（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 50009-20062．《户外广告设施钢结构技术规程》CECS148：20033．《钢结构设计规范》GB 50017-20034．《建筑抗震设计规范》GB 50011-20085．《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-20026．《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-20017．《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001。
8、《道路交通标志和标线》GB5768—19999、《公路交通标志板》JT/T279—200410、《结构用无缝钢管》GB/T1862—199911、《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》GB/T18226—2000三、结构计算采用计算机软件计算软件采用M IDAS/Gen V7.3.0.四、结构计算基本参数1．结构的设计使用限取为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G B/T 700-2006 的规定焊条采用E4303 型，并符合G B/T 5117-1995的规定；3．基本风压取为=0.9216kN/㎡（设计基本风速38.4m/s）,地面粗糙度B类;4．门架式标志上部标志牌的最大面积按49.48 ㎡计算，荷载取值为10kN，按不利布置在门架中部14～15 米范围内位置；5．大型可变情报板显示12 个（1m×1m）汉字，情报板重20kN，迎风面积18 ㎡，按不利布置在门架中部14～15 米范围内位置，高度按1.5 米计算（偏保守）。
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。
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可变作用、风荷载的准永久值系数Ψq1=0.75 可变作用、温度作用（均匀温度）的准永久值系数Ψq2=1.0 另外，规范规定的门架交通标志结构设计采用的作用中并未列及汽
4
车荷载，因此按规范不适用正常使用极限状态下的频遇组合。考虑到准 永久组合中、准永久系数对荷载效应的削弱，特按《建筑荷载规范》的 规定进行标准组合作为比对校验。 （3）作用标准组合（建筑荷载规范）下
3.1.1 柱底反力..................................................................................... 12 3.1.2 门架上部结构杆件应力 ............................................................. 13 3.2 正常使用极限状态下准永久组合计算结果 .................................... 15 3.2.1 柱顶位移..................................................................................... 15 3.2.1 横梁挠度..................................................................................... 16
风荷载作为起控制作用的可变荷载 温度作用的组合值系数ΨC=0.75 1.4.3 风荷载 （1）风压标准值计算 依《公路交通安全设施设计规范》：风荷载标准值根据现行《公路桥 梁抗风设计规范》的规定计算，基本风压重现期采用 50 年。依《公路桥 梁抗风设计规范》，风的静力作用的风荷载可按该规范规定的静阵风荷载 计算。 鉴于交通标志结构起竖高度较低（通常交通标志结构立柱距安装基 准地面高度＜10m，本项目门架结构立柱最高为 8.48m）、结构高度范围内 风速差异变化对结构设计影响很小，同时结构尺寸均较小，故采用《GB 5768-1999<道路交通标志和标线>应用指南》（以下简称“《应用指南》”） 提供的简化算法： 交通标志结构迎风截面上的风压标准值 P 为： 风压标准值
P风压标准值
=
1 2
空气Ci V风 2
式中： 空气 ——空气密度（kg/m3），取 1.25（注：《公路桥梁抗风设
单幅标志牌板面
பைடு நூலகம்
基础平面尺寸
图 1.1‐2 标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸图
1
门架立柱、横梁和横梁竖杆材质为 GB/T 700-2006 碳素结构钢规定 Q235 钢、GB/T 8162-2008 结构用无缝钢管，各构件规格为：
立柱：GB/T 8162-2008 Φ377×14 钢管 横梁：GB/T 8162-2008 Φ219×12 钢管 横梁竖杆：GB/T 8162-2008 Φ152×8 钢管 柱下基础材质为 C25 混凝土。 1.2 主要选用规范、标准和参考书籍 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015） 《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017） 《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2017） 《钢结构设计规范》（GB 50017-2017） 《碳素结构钢》（GB/T 700-2006） 《结构用无缝钢管》（GB/T 8162-2008） 《道路交通标志和标线》（GB 5768-2009） 《道路交通标志板及支撑件》（GB/T 23827-2009） 《公路交通安全设施施工技术规范》（JT/G F71-2006） 《GB 5768-1999<道路交通标志和标线>应用指南》 1.3 设计原则与设计假设 1.3.1 设计原则 （1）交通安全设施钢结构设计根据使用过程中可能同时出现的作用， 采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按承载能力极限状态和正
广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程 21.01m 跨门架式交通标志结构设计计算书
1 设计资料
1.1 构件概况 本计算书为广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程
21.01m 跨门架式交通标志牌结构设计计算书。 本门架式交通标志牌结构如下图所示：
图 1.1‐1 门架式标志牌立面布置图
标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸如下图所示：
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常使用极限状态分别进行作用组合，并取各自的最不利组合进行设计。 （2）设计交通安全设施结构或构件承载能力极限状态的强度、稳定
性及连接强度时，采用荷载设计值（荷载标准值×荷载分项系数）；设计 正常使用极限状态的变形时，采用荷载标准值。
（3）计算变形时，不考虑螺栓孔引起的截面削弱。 （4）传至基础底面的作用（荷载）采用基本组合、土体自重分项系 数取 1.0、按实际的土体重力密度计算。 1.3.2 设计假设 ① 风载方向：交通标志所受外荷载主要为风荷载，假设仅考虑最不 利受风状况——即风压方向与标志牌板面垂直； ② 立柱基础：交通标志牌的混凝土基础埋置深度较浅，假设基础四 周土的摩阻力和弹性抗力忽略不计； ③ 标志板及相应部件（铝槽、抱箍、扣件等）的恒载与标志牌板面 上所受风荷载由承载部件横梁均匀分担、以线荷载形式分布于横梁上； 同时横梁上受标志牌轮廓阻挡区域不再考虑风荷载。 ④ 门架交通标志承载构造简化成超静定结构，根据资料，假定结构 成型、受到约束时的结构初始温度为 23℃。 1.4 设计参数 1.4.1 结构重要性系数Υ0 依《公路交通安全设施设计规范》3.5.2 条，门架式交通标志的结构 设计安全等级为二级；依《钢结构设计规范》3.1.9 条，结构重要性系数 Υ0=1.0。 1.4.2 设计采用的作用 依《公路交通安全设施设计规范》3.5.1 条，门架式交通标志结构设
3
计采用的作用如下：
表 1.4.2-1 结构设计采用的作用分类表
作用名称
作用分类
结构重力（包括结构附加重力）
土重力（置于土基处）
永久作用
土侧压力（置于土基处）
风荷载 温度（均匀温度和梯度温度）作用
可变作用
1.4.2 作用的组合与荷载（作用）分项系数
依上节作用分类，本结构设计对于承载能力极限状态：按作用基本
1.4.2 设计采用的作用 ............................................................................3 1.4.2 作用的组合与荷载（作用）分项系数 ........................................4 1.4.3 风荷载............................................................................................5 1.4.4 标志牌重力....................................................................................6 1.4.5 温度作用........................................................................................7 1.4.6 其他参数设置................................................................................7 2. 结构模型.....................................................................................................8 2.1 模型建立...............................................................................................8 2.2 作用组合在模型内荷载工况中的设定 ...............................................9 2.2.1 作用基本组合下荷载工况的设定 ................................................9 2.2.2 作用准永久组合下荷载工况的设定 ......................................... 10 2.2.3 作用标准组合（校验用）下荷载工况的设定 ......................... 10 2.3 作用组合的包络 ................................................................................ 12 3 门架上部结构计算结果 ........................................................................... 12 3.1 承载能力极限状态下基本组合计算结果 ........................................ 12
组合进行设计；对于正常使用极限状态：按作用准永久组合进行设计。
依《公路桥涵设计通用规范》，本项目门架式交通标志结构设计采用
的作用（荷载）分项系数、组合系数为：
（1）作用基本组合下
永久作用、结构重力（包括结构附加重力）的分项系数ΥG1=1.2（注： 对结构的承载能力不利，且由可变作用控制组合）
可变作用、风荷载的分项系数ΥQ1=1.4（风荷载为主导可变作用） 可变作用、温度作用的分项系数ΥQ2=1.4 可变作用、温度作用的结构设计使用年限荷载调整系数ΥL2=1.0 可变作用、温度作用的组合值系数ΨC=0.75 （2）作用准永久组合下