Φ89单柱式标志结构计算书.docx

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1、89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(GB5007-2011)高耸结构设计规范(GB50135-2006)2 .设计资料：2.1 板面数据版面1:三角形,00X3风速V=35m/s2.2 2立柱数据根数：1钢材型号:Q235外径D=89mm壁厚tl=4.5mm单位重P1=9.377Kg/m2.3 法兰盘数据钢材型号:Q235长Lf=230mm.宽Wf=

2、230mm边距W1=50mm厚度If=20mm肋板数Nl=42.4 加劲肋数据钢材型号:Q235长Ll=60mm,高Hl=100nun厚度TI=I5mm焊脚尺寸Hf=52. 5地脚螺栓数据钢材型号:Q235宜径Dd=27mm受拉数螺栓数Nl=23. 6基础数据基础碎标号:C20长Lj=O.8m,宽Wj=O.6m,厚Hj=O.8m容重rj=24kNm3基底容许应力=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=261.899N上部结构总重G=(Gl+G2)*=335.533N4. 2风荷载标志板Fwbl=0q(0.5

3、PCV*2)A=0.595kN立柱Fwpl=0q(0.5PCV2)A=0.135kN5. 强度验算：5.1 计算截面特性及底部受力立柱截面积A=L195e-003m*2立柱截面惯性矩I=X(D4-d4)64=l.069e-006m4立柱截面抗弯模量W=JiD3(l-4)/32=2.403e-005m3立柱底部受到的弯矩M=Fwihi=1.606kN.m立柱底部受到的剪力F=Fwi=O.729kN5.2 最大正应力验算m=MW=66.826MPad=215MPa,满足要求5.3 最大剪应力验算m=2FA=1.221MPad=125MPa,满足要求5.4 危险点应力验算5.4.1 危险点位置及受力

4、危险点所在位置x=y=2.988e-002m正应力O=MXY/1=44.864MPa翦应力=FSx(2Itl)=729.325*1.136e-005(2*l.069e-006*4.500e-003)*le-6=0.861MPa4.4.2据即第四强度理论进行校核Ol=2+(2)2+2)122=03=2-(2)2+-2)124=(2+32)-1/2=44.889MPad=215MPa,满足要求6. 变形验算：6.1 标志版所受风荷载引起的扰度计算公式f=PXh2(6XEXI)X(3XL-h),式中P=FWb/(YOXyq),L=2.85mPl=O.472kN,h=2.474m得f1=1.328e-

5、002m6.2 底部均布荷载产生的扰度计算公式f=qh4(8EI)式中q=Fwp(YOXyq)=5.346e-002kN,h=1.997m得f=4.828e-004m6.3 3底部均布荷载产生的转角计算公式0,=qh3(6EI)式中q=Fwp(YoXYq)=5.346e-002kN,h=1.997m得0,=3.223e-004rad6.4 柱顶总变形扰度总扰度f=f+(L-h)tan()=1.404e-002m式中L=2.85m,h=l.997mfL=4.9259e-0031/75,满足要求7. 柱脚强度验算：7.1 受力情况竖向力N=OYBmGXBmG=O.272kN水平力F=O.729kN

6、由风载引起的弯矩M=L606kN.m7.2 2法兰盘受压区长度Xn偏心距e=MN=5.908m钢与险的弹模比n=EsEc=7.357受拉地脚螺栓的总面积Ae=9.188e-004m2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=7.8324e-002m7.3 底板下的混凝土最大受压应力c=2N(e+L2-Lt)(BXn(L-Lt-Xn3)=1.171MPacfc=33.29MPa,满足要求7.4 受拉侧地脚螺栓的总拉力Ta=NX(e-L2+Xn3)/(L-Lt-Xn3)=10.277kNF=O.729kN,满足要求6.6

7、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=0.163m,固定边长b2=8.132e-002m由b2a2=0.5,查表得=6.020e-002M=0*0c*(a2)2=1.865kN.m法兰盘厚度t=(6Mxf)l2=7.388mm20Inm,满足要求6.6.2受拉侧计算:法兰盘厚度t=(6NaXLai/(D+2*Lai)*f)1/2=9.102mm20mm,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*=AriXLric=9.135kN螺拴拉力所产生的剪力：Na=5.138kN得Vi=max(Vi,Na)=9.135kN加劲肋高度Hri=O.1

8、m,厚度Tri=L50Oe-OO2m剪应力R=ViZ(HriXTri)=6.09MPafv=125MPa,满足要求角焊缝抗剪强度f=Vi(20.7*Hf(Hri-O.001)=14.5MPaff=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+rjXV=I1.472kN弯矩M=FwbX(h2+H)+Fwp(hl+H)=2.142kN.m基底应力最大值Omax=NA+MW=30.404kPa=290kPa,满足要求基底应力最小值Omin=N/A-MZW=-L725kPa0,基底出现负应力负应力分布宽度Lx=IOmin(Ominl+。max)XL=5.368e-002mAa=O.25*L=0.25in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0max=NA+MW=30.514kPa1.3,满足要求7. 3滑动稳定性验算Kc=UNF=4.7191.2,满足要求