标志结构计算书

标志结构计算书--单柱式1.项目信息项目名称远大路工程名称雁塔立交标志类型桩号设计校对审核日期1.设计资料1.1桩号1.2板面数据板1数据板面形状：圆形，直径D=1.20(m)板2数据板面形状：矩形，宽度W=1.20(m),高度H=0.80(m)板面材料为：铝合金1.3立柱数据立柱外径D=127.00(mm)立柱壁厚T=4.000(mm)2计算简图见Dwg图纸3荷载计算3.1永久荷载标志板重量计算标志板面材料为铝合金，板面单位重量为8.04(kg/m2)计算公式G]=Axpxg式中：A为各标志板的面积板面单位重量P=8.04(kg/m2)标志板1的面积A1=1.13(m2)标志板2的面积A2=0.96(m2)g=9.8G1=Axpxg=164.75(N)立柱重量计算计算公式G2=LxP]Xg式中：立柱总长度L=4.47(m)立柱单位长度重量P广12.13(kg/m)g=9.8G2=LxP1xg=531.12(N)J A.上部总重计算标志上部结构的总重量G按标志板和立柱总重量的110.00%计(考虑有关连接件及加劲肋等的重量)，则计算公式G=(G]+G2)xK式中：标志板总重量G1=164.75(N)立柱总重量G2=531.12(N)相关系数K=1.10G=(G1+G2)xK=765.46(N)3.2风荷载计算标志板1所受风荷载计算公式12

F=Y0Yq[(2pCV2)A]/1000式中：结构重要性系数Y0=1.00可变荷载分项系数Yq=1.40空气密度P=1.23(N*s2*m-4)风力系数C=1.20风速V=25.00(m/s)面积A=1.13(m2)Fwb1=YoYq[(|pCV2)A]/1000=0.7278(KN)计算标志板2所受风荷载计算公式F=Y0Yq[(2pCV2)A]/1000式中：结构重要性系数Y0=1.00可变荷载分项系数Yq=1.40空气密度P=1.23(N*s2*m-4)风力系数C=1.20风速V=25.00(m/s)面积A=0.96(m2)Fwb2=Y0Yq[(|pCV2)A]/1000=0.6178(KN)计算第1段立柱所受风荷载计算公式F=Y0Yq[(2pCV2)A]式中：结构重要性系数Y0=1.00可变荷载分项系数Yq=1.40空气密度P=1.23(N*s2*m-4)风力系数C=1.20风速V=25.00(m/s)面积A=0.03(m2)Fwp1=Y0Yq[(|pCV2)A]=0.0109(KN)计算第2段立柱所受风荷载计算公式12F=Y0Yq[(2pCV2)A]式中：结构重要性系数Y0=1.00可变荷载分项系数Yq=1.40空气密度P=1.23(N*s2*m-4)风力系数C=1.20风速V=25.00(m/s)面积A=0.29(m2)Fwp2=Y0Yq[gpCV2)A]=0.1235(KN)4强度验算4.1计算截面数据立柱截面面积A=1.55x10-3(m2)立柱截面惯性矩I=2.93x10-6(m4)立柱截面抗弯模量W=4.61x10-5(m3)4.2计算立柱底部受到的弯矩计算公式M=^Fwixhi式中：Fwi为标志板或立柱的所受的风荷载hi为标志板或立柱受风荷载集中点到立柱底的距离板面1受风荷载Fwb1=0.73(KN)板面1受风荷载高度hwb1=3.87(m)立柱第1段受风荷载Fwp1=0.01(KN)立柱第1段受风荷载高度hwp1=3.17(m)板面2受风荷载Fwb2=0.62(KN)板面2受风荷载高度hwb2=2.67(m)立柱第2段受风荷载Fwp2=0.12(KN)立柱第2段受风荷载高度hwp2=1.13(m)M=EFwixhi=4.64(KN*m)4.3计算立柱底部受到的剪力计算公式F=^Fwi式中：Fwi为标志板或立柱的所受的风荷载

板面1受风荷载Fwb1=0.73(KN)立柱第1段受风荷载Fwp1=0.01(KN)板面2受风荷载Fwb2=0.62(KN)立柱第2段受风荷载Fwp2=0.12(KN)F=Fwi=1.48(KN)4.4最大正应力验算计算公式o=M/W式中：抗弯截面模量W=4.608X10-5(m3)弯矩M=4.64(KN*m)omax=M/W=100.61(MPa)<［勺］=215.00(MPa),满足设计要求。4.5最大剪应力验算4.5最大剪应力验算计算公式FTmax^XA式中：剪力F=1.480(KN)截面积A=1.55X10-3(m2)FTmax=2xA=1.92(MPa)<^］=125.00(MPa),满足设计要求。4.6危险点应力验算4.6对于圆柱形立柱截面，通过圆心与X-X轴成45°的直线与截面中心线的交点处于复杂应力状态，正应力和剪应力均比较大，应对该点进行应力状态分析。计算危险点的位置x=y=0.0435(m)计算危险点处的正应力计算公式M-YG=~r~式中：弯矩M=4.636(KN*m)Y=0.04(m)惯性矩I=2.93X10-6(m4)M-Y。=^—=68.90(MPa)计算危险点处的剪应力计算公式

=FxSxT=Ix(2t)式中：剪力F=1.480(KN)静矩Sx=0.02X10-3惯性矩I=2.93X10-6(m4)立柱壁厚t=4.00(mm)FxSxT=IX(2t)=1.35(MPa)根据形状改变必能理论(即第四强度理论)进行校核在此应力状态下，三个主应力分别为：°1=2+、..传)2+T2+T2O

°+T2%=、.棚2+3xt2)=68.94(MPa)<［财=215.00(MPa),满足设计要求。5变形验算5.1计算说明本标志由多块标志板组成，为了简化起见，标注板及两块标志板之间所夹立柱所受荷载看作为作用在板面、所夹立柱集合中心的集中荷载，基础与标志板之间的立柱的立柱所受荷载看作均布荷载。立柱总高度：L=4.47(m)5.1计算标志板1所受风荷载引起的扰度计算公式2「Pxh2—,、f=-gEfX(3L-h)式中：集中荷载标准值P1=Fwb1/(Y0Yq)=0.5199(KN)荷载到立柱根部的距离h=3.867(m)2Pxh2f1^6Efx(3L-h)=0.02049(m)5.2计算标志板1和标志板2之间的立柱引起的扰度

计算公式Pxh2f一布x(3L-h)0.0078(KN)式中：集中荷载标准值P2—Fwp1/(Y0Yq)0.0078(KN)荷载到立柱根部的距离h—3.167(m)Pxh2f2—~6g^x(3L-h)=0.00022(m)5.3计算标志板2所受风荷载引起的扰度5.3计算标志板2所受风荷载引起的扰度计算公式Pxh2计算公式Pxh2f一布x(3L-h)式中：集中荷载标准值P3—Fwb2/(Y0Yq)荷载到立柱根部的距离h—2.667(m)Pxh2f3—~6g^x(3L-h)=0.00931(m)0.4413(KN)5.4计算底部均布荷载产生的扰度计算公式5.4计算底部均布荷载产生的扰度计算公式式中：均布荷载标准值为q式中：均布荷载标准值为q=Fwb2/(hY0Yq)荷载到立柱根部的距离h=2.267(m)qxh4 一3f4— 一0213X103(m)—8EI—.x(m)—0.0389(KN/m)5.5计算底部均布荷载产生的转角5.5计算底部均布荷载产生的转角计算公式计算公式f_qxh3I—6EI式中：均布荷载标准值为q=0.0389(KN/m)1.25318x10-4(rad)1.25318x10-4(rad)5.6计算柱顶部的总变形扰度计算公式f=f+(L-h)xtan(O)=0.0303(m)5.6计算柱顶部的总变形扰度计算公式f=f+(L-h)xtan(O)=0.0303(m)f=0.0068<0.010,满足设计要求。L6柱脚强度验算6.1计算底板法兰盘受压区的长度Xn6.1.1受力情况铅垂力G=Y0YgXG=1.00x0.90x765.46=0.69(kN)水平力F=1.48(kN)由风载引起的弯矩M=4.64(kN*M)6.1.2底板法兰盘受压区的长度XnM偏心距e=g=4636.24/688.92=6.73(m)法兰盘几何尺寸：L=0.40(m);B=0.40(m);Lt=0.05(m)基础采用C30砼，n=||=206.00x109/(30.00x109)=6.867地脚螺栓拟采用12M20规格受拉地脚螺栓的总面积：Ae=4x2.45=9.79(cm2)=9.79x10-4(m2)受压区的长度Xn根据下式试算求解：Xn3+3x(e-L/2)xXn2-6xnxAex(e+L-Lt)x(L-Lt-Xn)/B=0式中：e=6.73L=0.40B=0.40n=6.87Ae=9.79x10-4(m2)Lt=0.05求解该方程，得Xn=0.0956.1.3底板法兰盘下的混凝土最大受压应力Loc=2xGx(e+2-Lt)/[BxXnx(L-Lt-Xn/3)]=0.78(MPa)<BXfcc=39.16(MPa),满足设计要求。6.1.4地脚螺栓强度验算受拉侧地脚螺栓的总拉力T=Gx(e-L/2+Xn/3)/(L-L-Xn/3)a t,=14.20(KN)<9.79x10-4(m2)X140(MPa)=137.09(KN),满足设计要求。6.1.5对水平剪力的校核由法兰盘和混凝土的摩擦力产生的水平抗翦承载力为：V^=0.4x(G+Ta)=5.95(KN)>1.48(KN),满足设计要求。6.1.6柱脚法兰盘厚度的验算法兰盘勒板数目为4受压侧法兰盘的支撑条件按照两相邻边支撑板考虑，自由边长a2=1.414xL/2=0.283(m),固定边长：固定边长b2=a2/2=0.141(m)b2/a2/2=0.500查表得：a=0.060,因此，2Mmax=ax°Cx(a2)=3.768(kN*m/m)法兰盘的厚度：t^.,6xMmax/fb1=10.25(mm)<20.0(mm),满足设计要求。受拉侧法兰盘的厚度，由下式求得：t=气:'6xNaxLai/(D+Lai1+Lai)/fb1=9.06(mm)<20.0(mm),满足设计要求。6.1.7地脚螺栓支撑加劲肋由混凝土的分布反力得到的剪力：V=ArixLrixoc=23.55(KN)>Ta/4=3.55,满足设计要求。地脚螺栓支撑加劲肋的高度和厚度为：高度Hri=0.100(m),厚度Tri=0.015(m)剪应力为 t=*(HriXTri)=15.70(MPa)<fv=125.00(MPa),满足设计要求。设加劲肋与标志立柱的竖向连接角焊缝尺寸Hf=8.00(mm)角焊缝的抗剪强度t=Vj/(2X0.7XheXlw)=25.03(MPa)<160.00(MPa),满足设计要求。7基础验算基础宽WF=1.00m,高HF=0.80m,长LF=1.00m,设基础的砼单位重量24.00(KN/m3),基底容许应力290.00(KPa)7.1基底应力验算基底所受的外荷载为：竖向总荷载N=G+V=19.97(KN)弯矩：M=5.82(KN*M)基底应力的最大值为NM°max=A+W=54.89(kPa)<[5]=290.0