交通标志牌结构验算.doc

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 Fwb = 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 Qy1 = G4 + ω1 × H = 5.935(KN) 计算由重力引起的弯矩 My1 = G4 × (l2 + l3) + ω1 × l12 / 2 = 45.393(KN*m) 计算横梁跟部由风力引起的剪力 Qx1 = F1 = 6.472(KN) 计算由风力引起的弯矩 Mx1 = 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 = (Qx12 + Qy12) 0.5 =8.781 (KN) 合成弯矩： M = (Mx12 + My12) 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 fy = G4 / (γ0 × γG) × (l2 + l3)2 × (3 × l1 - l2 - l3) / (6 × E × I) + ω1 / (γ0 × γG) × l14 / (8 × E × I) = 0.05