Φ68单柱式标志结构计算书.docx

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1、68单柱式标志结构计算书1 .设计依据：道路交通标志和标线(GB5768.1-2009)公路交通安全设施设计细则(JTGTD81-2017)公路交通标志标线设置指南钢结构设计手册钢结构设计规范(GB50017-2017)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)地基基础设计规范(GB5007-20U)高耸结构设计规范(GB50135-2006)2 .设计资料：1 .1板面数据版面1:三角形，1100X3风速V=35ra/s2 .2立柱数据根数：1钢材型号:Q235外径D=68mm壁厚ll=5mm单位重P1=7.768Kg/m3 .3法兰盘数据钢材型号:Q235长Lf=210mm,宽Wf=2

2、10mm边距Wl=50mm厚度lf=20mm肋板数Nl=44 .4加劲肋数据钢材型号:Q235长L1=60mm,高H1=90mm厚度Tl=I5mm焊脚尺寸Hf=5mm5 .5地脚螺栓数据钢材型号:Q235直径Dd=27mm受拉数螺栓数Nl=26 .6基础数据基础碎标号:C20长Lj=O.6m,宽Wj=O.6m,厚Hj=O.7m容重rj=24kNm3基底容许应力6=290kPa基底摩擦系数f=0.33 .荷载计算：3.1 恒载标志板重力Gl=AXPbg=43.131N立柱重力G2=LPlg=216.957N上部结构总重G=(G1+G2)*=286.097N3.2 风荷载标志板Fwbl=0q(0.

3、5PCV2)A=0.595kN立柱FwPI=YOXYqX(0.5XpCV2)A=0.103kN4 .强度验算：4.1 计算截面特性及底部受力立柱截面积A=9.896e-004m2立柱截面惯性矩I=X(D4-d4)64=4.941e-007m4立柱截面抗弯模量W=Da3(1-04)32=1.453e-005m3立柱底部受到的弯矩M=ZFwiXhi=L574kN.m立柱底部受到的剪力F=Fwi=O.698kN4.2 最大正应力验算m=MW=108.318MPad=215MPa,满足要求4.3 3最大剪应力验算m=2FA=1.41MPad=125MPa,满足要求4.4 危险点应力验算4.4.1危险点

4、位置及受力危险点所在位置x=y=2.227e-002m正应力O=MXY/1=70.96MPa剪应力X=FSx(2Itl)=697.581*7.016e-006(2*4.941e-007*5.000e-003)*le-6=0.991MPa4.4.2据即第四强度理论进行校核0l=2+(2)2+2)1/2O2=0o3=2-(2)2+-2)1/2o4=(2+3-2)1/2=70.981MPacd=215MPa,满足要求5 .变形验算：5.1 标志版所受风荷载引起的扰度计算公式f=PXh2(6XEXI)X(3XL40,式中P=Fwb(Oq),L=2.85mPl=O.472kN,h=2.474m得f1=2

5、.874e-002m5.2 底部均布荷载产生的扰度计算公式f=qh4(8EXI)式中q=Fwp(Oq)=4.084e-002kN,h=1.997m得f,=7.984e-004m5.3 3底部均布荷载产生的转角计算公式0,=qh3(6EI)式中q=Fup(OXq)=4.084e-002kN,h=1.997m得0,=5.330e-004rad5.4 柱顶总变形扰度总扰度f=f+(L-h)tan()=3.000e-002m式中L=2.85m,h=1.997mfL=l.0525e-0021/75,满足要求6 .柱脚强度验算：6.1 受力情况竖向力N=OXYBmGXBmG=O.232kN水平力F=O.6

6、98kN由风载引起的弯矩M=I.574kN.m6.2 法兰盘受压区长度Xn偏心距e=MN=6.792m钢与险的弹模比n=EsEc=7.357受拉地脚螺栓的总面枳Ae=9.188e-004n2受压区的长度Xn据下式求解：Xn3+3(e-L2)Xn2-6nAeB(e+L2-Lt)(L-Lt-Xn)=O求解得Xn=7.4802e-002m6.3 底板下的混凝土最大受压应力c=2N(e+L2-Lt)(BXn(L-Lt-Xn3)=1.496MPacfc=34MPa,满足要求6.4 受拉侧地脚螺栓的总拉力Ta=NX(e-L2+Xn3)/(L-Lt-Xn/3)=11.516kNF=O.698kN,满足要求6

7、.6法兰盘厚度验算6. 6.1受压侧计算：对两相邻边支承板：自由边长a2=0.148m,固定边长b2=7.425e-002m由b2a2=0.5,查表得=6.020e-002M=*c*(a2)2=1.985kN.m法兰盘厚度t=(6Mmaxf)1/2=7.623mm20mm,满足要求7. 6.2受拉侧计算：法兰盘厚度t=(6NaXLai/(D+2*Lai)f)1/2=9.286mm20mm,满足要求6. 7加劲肋验算由底板下混凝土的分布反力得到的剪力为：Vi,=AriLric=9.872kN螺拴拉力所产生的剪力：Na=5.758kN得Vi=max(Vi,Na)=9.872kN加劲肋高度Hri=9

8、.000e-002m,厚度Tri=l.500e-002m剪应力R=Vi/(HriTri)=7.312MPafv=125MPa,满足要求角焊缝抗剪强度f=Vi(20.7*Hf(Hri-0.001)=17.628MPaff=160MPa,满足要求7.基础验算：7.1基底应力验算竖向总荷载N=BmG+rjV=7.87kN弯矩M=FwbX(h2+H)+Fwp(hl+H)=2.051kN.m基底应力最大值OmaX=NA+MW=36.328kPa=290kPa,满足要求基底应力最小值Omin=NA-MW=-IL734kPa0,基底出现负应力负应力分布宽度Lx=Iomin(min+max)L=O.195mAa=O.25*L=0.2m即基底负应力面积小于总面积的1/4,满足要求基底应力最大值OmaX=NA+MW=47.033kPaL3,满足要求7. 3滑动稳定性验算Kc=NF=3.3851.2,满足要求