屋顶钢结构广告牌计算书.pdf

1、1一、计算模型：1.恒荷载：LED光源+大字铝板+大字龙骨荷载取0.5KN/22.风荷载：风洞试验数据：正风最大值2.17KN/负风最大值-3.14KN/3雅居乐中心，“雅”字受荷载面积最大为60%正风（考虑1.1放大系数）： 2.17KN/*60%*1.1=1.43KN/负风（考虑1.1放大系数）： -3.14KN/*60%*1.1=-2.1KN/侧风（考虑1.1放大系数）： -3.14KN/*60%*1.1=-2.1KN/正风负风4侧风3.检修荷载：检修荷载按照0.5KN/m加载到梁单元4.地震荷载：当地地震荷载为7度设防，计算按照9度设防55.荷载组合：1 gLCB1 激活 相加0工况(

2、1.350)+ 1工况(0.980)2 gLCB2 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)3 gLCB3 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)4 gLCB4 激活 相加0工况(1.200)+ 2工况(1.400)5 gLCB5 激活 相加0工况(1.200)+ 3工况(1.400)6 gLCB6 激活 相加0工况(1.200)+ 4工况(1.400)7 gLCB7 激活 相加0工况(1.200)+ 2工况(-1.400)8 gLCB8 激活 相加0工况(1.200)+ 3工况(-1.400)9 gLCB9 激活 相加0工况(1.200)+ 4工况(-1.400

3、)10 gLCB10 激活 相加0工况(1.000)+ 2工况(1.400)11 gLCB11 激活 相加0工况(1.000)+ 3工况(1.400)12 gLCB12 激活 相加0工况(1.000)+ 4工况(1.400)13 gLCB13 激活 相加0工况(1.000)+ 2工况(-1.400)14 gLCB14 激活 相加0工况(1.000)+ 3工况(-1.400)15 gLCB15 激活 相加0工况(1.000)+ 4工况(-1.400)16 gLCB16 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)+ 2工况(0.840)17 gLCB17 激活 相加0工况(1.200)

4、+ 1工况(1.400)+ 3工况(0.840)18 gLCB18 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)+ 4工况(0.840)19 gLCB19 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)+ 2工况(-0.840)20 gLCB20 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)+ 3工况(-0.840)21 gLCB21 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(1.400)+ 4工况(-0.840)622 gLCB22 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)+ 2工况(0.840)23 gLCB23 激活 相加0工况(1.000)+

5、1工况(1.400)+ 3工况(0.840)24 gLCB24 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)+ 4工况(0.840)25 gLCB25 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)+ 2工况(-0.840)26 gLCB26 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)+ 3工况(-0.840)27 gLCB27 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(1.400)+ 4工况(-0.840)28 gLCB28 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.980)+ 2工况(1.400)29 gLCB29 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况

6、(0.980)+ 3工况(1.400)30 gLCB30 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.980)+ 4工况(1.400)31 gLCB31 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.980)+ 2工况(-1.400)32 gLCB32 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.980)+ 3工况(-1.400)33 gLCB33 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.980)+ 4工况(-1.400)34 gLCB34 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.980)+ 2工况(1.400)35 gLCB35 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.

7、980)+ 3工况(1.400)36 gLCB36 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.980)+ 4工况(1.400)37 gLCB37 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.980)+ 2工况(-1.400)38 gLCB38 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.980)+ 3工况(-1.400)39 gLCB39 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.980)+ 4工况(-1.400)40 gLCB40 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.600)+ Rx(1.300)41 gLCB41 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.600)

8、+ Ry(1.300)42 gLCB42 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.600)+ Rx(-1.300)43 gLCB43 激活 相加0工况(1.200)+ 1工况(0.600)+ Ry(-1.300)744 gLCB44 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.500)+ Rx(1.300)45 gLCB45 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.500)+ Ry(1.300)46 gLCB46 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.500)+ Rx(-1.300)47 gLCB47 激活 相加0工况(1.000)+ 1工况(0.500)+ Ry(-1.

9、300)8四、结构分析：1.内力轴力包络图剪力1包络图9剪力2包络图弯矩包络图102.强度分析：应力比最大为0.89，满足规范要求3.位移分析：经计算，最大位移为20mm。允许挠度：5850mm（梁跨度）/250=23.4mm最大位移20小于11六、节点计算：1.200x8不锈钢管与原结构焊接最大反力图最大反力为：剪力1=14KN 剪力2=21KN 轴力=37.6KN角焊缝焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数f=1.22角焊缝强度验算焊接材料强度160MPa*0.6=96MPa （保守考虑不锈钢角焊缝为镀锌钢角焊缝的60%）有效面

10、积：A=34.306cm2形心到左下角距离：Cx=104.2mm；Cy=104.2mm对形心惯性矩： Ix=2385.113cm4；Iy=2385.113cm4Vy 作用下：vy=vy=Vy/A=21.2/34.30610=6.18MPaVx作用下：vx=vx=Vx/A=37.6/34.30610=10.96MPa平面内综合应力/=min(|vy|，|vx|)/f2+max(|y|，x|)20.5=min(|6.18|，|10.96|)/1.222+max(|6.18|，|10.96|)20.5=12.074MPa轴力下正应力：N=N/A=7.4/34.30610=2.157MPa绕Y轴弯矩下

11、：My=My*Cx/Ix=1104.2/2385.113102=4.369MPa绕x轴弯矩下：Mx=Mx*Cy/Ix=1104.2/2385.113102=4.369MP12角点平面外最大正应力：max=N+|Mx|+|My|=|2.157+|4.369|+|4.369|=10.895MPa角点平面外最小正应力：min=N-|Mx|-|My|=|2.157-|4.369|-|4.369|=-6.58MPa角点平面外正应力=max(|max|，|min|)=10.895MPa角点最大综合应力：m=(/f)2+/20.5=(10.895/1.22)2+12.07420.5=15.018MPa96，

12、满足2.200x8不锈钢管与200x8不锈钢管最大受力为：剪力x=3.5KN 剪力y=3.9KN 轴力=17KN 弯矩x=2.7，弯矩y=1.6角焊缝焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm焊接材料强度160MPa*0.6=96MPa （保守考虑不锈钢角焊缝为镀锌钢角焊缝的60%）设计值增大系数f=1.22角焊缝强度验算有效面积：A=34.306cm2形心到左下角距离：Cx=104.2mm；Cy=104.2mm对形心惯性矩： Ix=2385.113cm4；Iy=2385.113cm4Vy 作用下：vy=vy=Vy/A=3.9/34.30610=1.137MPaVx作用下：vx=vx=

13、Vx/A=3.9/34.30610=1.137MPa平面内综合应力/=min(|vy|，|vx|)/f2+max(|y|，x|)20.5=min(|1.137|，|1.137|)/1.222+max(|1.137|，|1.137|)20.5=1.47MPa轴力下正应力：N=N/A=17/34.30610=4.955MPa绕Y轴弯矩下：My=My*Cx/Ix=1.6104.2/2385.113102=6.99MPa绕x轴弯矩下：Mx=Mx*Cy/Ix=2.7104.2/2385.113102=11.796MPa角点平面外最大正应力：max=N+|Mx|+|My|=|4.955+|11.796|+

14、|6.99|=23.741MPa角点平面外最小正应力：min=N-|Mx|-|My|=|4.955-|11.796|-|6.99|=-13.83MPa角点平面外正应力=max(|max|，|min|)=23.741MPa角点最大综合应力：m=(/f)2+/20.5=(23.741/1.22)2+1.4720.5=19.515MPa96，满足3.100x6不锈钢与200x8不锈钢管最大受力为：剪力x=14KN 剪力y=1KN 轴力=3.5KN 弯矩x=1.0，弯矩y=1.0角焊缝焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm焊接材料强度160MPa*0.6=96MPa （保守考虑不锈钢角焊缝

15、为镀锌钢角焊缝的60%）焊缝群强度验算设计值增大系数f=1.22焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm有效面积：A=13.749cm2焊缝圆圈半径：R=13对形心惯性矩：I=186.903cm4剪力合力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(142+12)0.514.036kN剪力作用下：v=V/A=14.036/13.74910=10.209MPa平面内综合应力：/=v=10.209MPa轴力下正应力：N=N/A=3.5/13.74910=2.546MPa弯矩作用下：M=M*R/I=1.41454.2/186.903102=41.011MPa焊缝平面外最大正应力：max=N+M=2.5

16、46+41.011=43.556MPa焊缝平面外最小正应力：min=N-M=2.546-41.011=-5.77MPa端部铣平加工且抵紧后焊，压应力折减系数取为0.15，则：min=-5.77MPa；平面内综合应力：=max(|max|，|min|)=43.556MPa 焊缝最大综合应力：m=(/f)2+/20.5=(43.556/1.22)2+10.20920.5=37.133MPa96，满足4.100x6不锈钢管与100x6不锈钢管最大受力为：剪力x=4KN 剪力y=1KN 轴力=3.5KN 弯矩x=1.0，弯矩y=1.6角焊缝焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm焊接材料强度

17、160MPa*0.6=96MPa （保守考虑不锈钢角焊缝为镀锌钢角焊缝的60%）焊缝群强度验算设计值增大系数f=1.22焊脚高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm有效面积：A=13.749cm2焊缝圆圈半径：R=54.2mm对形心惯性矩：I=186.903cm4剪力合力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(42+12)0.54.123kN剪力作用下：v=V/A=4.123/13.74910=2.999MPa平面内综合应力：/=v=2.999MPa轴力下正应力：N=N/A=3.5/13.74910=2.546MPa弯矩作用下：M=M*R/I=1.88754.2/186.903102=54.7

18、15MPa焊缝平面外最大正应力：max=N+M=2.546+54.715=57.261MPa焊缝平面外最小正应力：min=N-M=2.546-54.715=-7.825MPa端部铣平加工且抵紧后焊，压应力折减系数取为0.15，则：min=-7.825MPa；平面内综合应力：=max(|max|，|min|)=57.261MPa 焊缝最大综合应力：m=(/f)2+/20.5=(57.261/1.22)2+2.99920.5=47.031MPa96，满足5.100x6不锈钢管与100x6不锈钢管14最大受力为：剪力x=28KN 剪力y=2KN 轴力=7KN 弯矩x=1.0，弯矩y=1.0角焊缝焊脚

19、高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm焊接材料强度160MPa*0.6=96MPa （保守考虑不锈钢角焊缝为镀锌钢角焊缝的60%）设计值增大系数f=1.22角焊缝强度验算有效面积：A=17.506cm2形心到左下角距离：Cx=54.2mm；Cy=54.2mm对形心惯性矩： Ix=317.297cm4；Iy=317.297cm4Vy 作用下：vy=vy=Vy/A=1/17.50610=0.5712MPaVx作用下：vx=vx=Vx/A=28/17.50610=15.995MPa平面内综合应力/=min(|vy|，|vx|)/f2+max(|y|，x|)20.5=min(|0.5712|，

20、|15.995|)/1.222+max(|0.5712|，|15.995|)20.5=16.002MPa轴力下正应力：N=N/A=7/17.50610=3.999MPa绕Y轴弯矩下：My=My*Cx/Ix=154.2/317.297102=17.082MPa绕x轴弯矩下：Mx=Mx*Cy/Ix=154.2/317.297102=17.082MPa角点平面外最大正应力：max=N+|Mx|+|My|=|3.999+|17.082|+|17.082|=38.162MPa角点平面外最小正应力：min=N-|Mx|-|My|=|3.999-|17.082|-|17.082|=-30.165MPa角点平面外正应力=max(|max|，|min|)=38.162MPa角点最大综合应力：m=(/f)2+/20.5=(38.162/1.22)2+16.00220.5=35.136MPa96，满足