户外广告牌设计计算书.docx
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户外广告牌设计计算书.docx
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作品名称:
参赛队员:
专业名称:
土木工程学院
目录
第1部分设计说明书..........................................2
1.1设计思路.....................................................….2
1.2特色说明........................................................2
第2部分设计方案图.........................................…4
2.1结构总装配图.................................................5
2.2构件详图..........................................................5
第3部分设计计算书............................................7
3.1计算模型....................................................…7
3.2结构计算假定及材料特性...............................8
3.2.1计算假定.............................................…….8
3.2.2构件截面尺寸................................................8
3.2.3材料力学性能.......................................……8
3.3结构动力分析....................................................8
3.3.1计算模型建模.................................................8
3.3.2计算过程........................................................9
3.3.3计算结论........................................................10
第1部分设计说明书
1.1、设计思路
户外广告牌种类包括:
地铁广告、公交车广告、机场广告、火车站广告、射灯广告牌、单立柱广告牌、大型灯箱、候车亭广告牌等。
广告牌在公共类的交通、运输、安全、福利、储蓄、保险、纳税等方面;在商业类的产品、企业、旅游、服务等方面;在文教内的文化、教育、艺术等方面,均能广泛地发挥作用。
高速公路沿线广告牌设计主要由基础设计及上部结构设计两部分,主要考虑自身结构安全以及风荷载对其的影响,同时考虑广告牌架体的防腐耐久性能、满足地基承载力的设计条件要求等系列问题。
1.2特色说明
本模型设计的特色有以下五个方面:
(1)构件加固设计加工精细合理构件加固设计采用长和宽为1.5cm×1cm的肋片在柱子薄弱环节里面加固,表面采用砂纸打磨,光滑质轻,在较小增加模型质量的基础上起到了很好的加固作用,同时使得柱子形状精细别致。
(2)空间框架结构体系简明采用空间框架结构体系,结构布置简明,荷载传递路径清晰,各杆件受力合理,充分利用了木材的力学性能。
(3)棱台形式对称美观采用棱台形式,结构形式对称美观,使斜柱的布置方向与其受力方向接近一致,有效地减小了构件上所受的弯矩及侧向变形,更好地满足了结构的抗剪要求,另外,使结构在X、Y轴两个方向抗剪效果一样,避免的某一侧失稳。
(4)柱子内部局部加强处理在柱子局部加固,这样整个80cm长的柱子犹如还原回了天然竹竿的样子,既增强了柱子的承压能力,又尽可能的避免了柱子在抗剪时发生局部失稳破坏。
(5长方体梁内部加强处理在梁的中心镶入大小合适的竹片,保证的梁的承压能力和抗弯能力。
在梁与柱的节点连接处,梁端填充了相似的竹片,既增加了梁自身的强度,又整体提高了模型的刚度,能有效传递和分配结构上部传来的荷载,并且能较好限制结构位移,增强结构的空间整体。
第2部分设计方案图
2.1结构总装配图
主视图
俯视图左视图
2.2构件详图
图1柱子详图图2梁的详图
图3中间层节点连接图图4顶层节点连接图
图5支座改进
梁柱节点连接处,为了保证竖向构件的连续性和整体性,不对柱子进行剪切处理,而是将梁的端部沿折痕剪开,张开的竹片用502胶粘接在柱子上,然后用砂纸打磨,光滑连接,美观牢固。
模型制作之初,我们通过软件的计算得知基座剪力不是特别大,加上502的强胶结性能,于是我们就做出了很简单的连接基座。
经过实验发现,结构在水平荷载作用下,柱端和地板容易脱落。
于是我们通过在柱脚处又加了小三角片,使柱脚和底板的连接更为牢固,这样也增强了柱子底部的抗弯强度,一举两得。
第3部分设计计算书
3.1计算模型
梁柱节点为刚性连接,柱脚固定粘结在底板上,计算时可看为固端连接。
3.2结构计算假定及材料特性
3.2.1计算假定
(1)模型构件均采用比赛所提供的竹皮制作的闭口薄壁截面杆件,均有一定范围区域经过搭接粘结,计算时不考虑该部分影响,将构件作为等厚度闭口薄壁截面进行计算;
(2)柱脚与底板连接处,采用加强措施进行连接,在约束平动的基础上一定程度限制了其自由转动,计算时按刚接考虑;
(3)梁柱节点处采用,502胶水进行粘接,几乎不可转动,在计算时按照刚接进行考虑;
(4)板面上的风力简化为均布荷载施加于板上;
3.2.2构件截面尺寸
(1)竖向柱子:
箱型截面,截面10mm×15mm,壁厚为0.35mm;
(2)梁:
箱型截面,截面10mm×15mm,壁厚为0.35mm;
3.2.3材料力学性能
竹材是一种常用建筑材料,广泛应用于建筑行业的各个领域,其顺纹与逆纹性能差异较大,各向异性显著。
竹材力学性能参考值:
弹性模量1.0×104MPa,抗拉强度60MPa。
3.3结构动力分析
3.3.1计算模型建模
使用SAP2000有限元分析软件建模,按实际尺寸赋予其截面属性。
材料按照大赛给定竹皮材性进行定义,弹性模量为1.0×104MPa,泊松比按照木材进行定义为0.3,由于模型自重很小,密度定义为0,不考虑其温度膨胀系数。
3.3.2计算过程:
3.3.3计算结论
根据以上计算,本方案使用框架体系的竹制结构,j分析在不同股份作用下结构的破坏情况,得出以下结论:
(1)对模型前3阶段变形及其质量参与系数进行比较,得出结构主要以平动为主要振型,产生扭转效应的可能性不大。
(2)查看了各工况下结构的变形图和变形动画,均发生UX方向的平动振动,表明结构刚度在平面上分布合理;对各工况下每层位移及最大位移角进行了分析,结构上下层位移角最大值差异不大,表明结构竖向刚度分布合理。
(3)使用分析软件计算出第9级作用下的内力包络图,再根据材料力学公式对其控制截面进行了强度验算。
(4)结果表明该结构能够承受住峰值为六级风力考验,在风力用下结构表现良好。
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