Φ127单柱式标志结构计算书.docx
127单柱式标志集构计算书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，1100X3版面2:圆形，1000X3版面3:长方形,600X300X3风速V=35m/s2.2 2立柱数据根数：1钢材型号:Q235外径D=127mm壁厚tl=5mm单位重P1=15.043Kg/m2.3 法兰盘数据钢材型号:Q235长Lf=270mm.宽Wf=270mm边距W1=50mm厚度tf=20mm肋板数Nl=42.4 加劲肋数据钢材型号:Q235长Ll=60mm,高Hl=120mm厚度Tl=I6nm焊脚尺寸Hf=5mm2.5 地脚螺拴数据钢材型号:Q235H径Dd=27mm受拉数螺栓数Nl=22 .6基础数据基础碎标号:C20长Lj=O.9m,宽Wj=O.9m,厚Hj=O.9m容重rj=24kNm'3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=AXPb×g=122.603N立柱重力G2=L×Pl×g=641.266N上部结构总重G=(Gl+G2)*=840.256N3. 2风荷载标志板Fwbl=O×q×(0.5×P×C×V2)×A=0.595kN立柱Fwpl=0×q×(0.5×P×C×V2)×A=9.61le-003kN标志板Fwb2=0×q×(0.5×P×C×V2)×A=0.892kN立柱Fwp2=0×q×(O.5×P×C×V2)×A=9.611e-003kN标志板Fwb3=0×q×(0.5×P×C×V2)×A=O.204kN立柱Fwp3=0×q×(0.5×P×C×V2)×A=0.192kN4. 强度验算：4.1 计算截面特性及底部受力立柱截面积A=l.916e-003m2立柱截面惯性矩I=×(D4-d-4)64=3.571e-006m4立柱截面抗弯模量W=×D3×(l-4)32=5.624e-005m'3立柱底部受到的弯矩M=EFWiXhi=5.633kN.ro立柱底部受到的剪力F=Fwi=I.902kN4.2 最大正应力验算m=MW=100.156MPa<d=215MPa,满足要求4.3 3最大剪应力验算Tm=2×FA=1.985MPa<d=125MPa,满足要求4. 4危险点应力验算4.1.1 危险点位置及受力危险点所在位置x=y=4.313e-002m正应力O=MXY/1=68.032MPa剪应力=F×Sx/(2×I×11)=1901.923*2.63Ie-Oo5/(2*3.571e-006*5.000e-003)*le-6=l.401MPa4.1.2 据即第四强度理论进行校核。l=/2+(/2)2+2)12O2=03=2-(2)2+2)12。4=(。"2+3X-2)1/2=68.076MPa<d=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=PXh_2(6XEXI)X(3XL-h),式中P=Fwb/(0×q)tL=4.35mPl=O.472kN,h=3.974m得fl=l.533e-002mP2=7.628e-003kN,h=3.447m得f2=L972e-004mP3=0.708kN,h=2.897m得f3=l.366e-002mP4=7.628e-003kN,h=2.347m得f4=l.019e-004mP5=0.162kN,h=2.147m得f5=l.847e-003m5.2 底部均布荷载产生的扰度计尊公式C=q×h4(8×E×I)式中q=Fwp(0Xq)=7.628e-002kN,h=1.997m得f=2.063e-004m5.3 底部均布荷载产生的转角计算公式0,=q×h3(6×E×I)式中q=Fwp(YOXYq)=7.628e-002kN,h=1.997m得,=1.377e-004rad5. 4柱顶总变形扰度总扰度f=f+(L-h)×tan(0)=3.166e-002m式中L=4.35m,h=l.997mfL=7.2793e-003<1/75,满足要求6. 柱脚强度验算：6.1 受力情况竖向力N=O×YBmGXBmG=O.681kN水平力F=L902kN由风载引起的弯矩M=5.633kN.m6.2 法兰盘受压区长度Xn偏心距e=MN=8.276m钢与砂的弹模比n=EsEc=7.357受拉地脚螺栓的总面积Ae=9.188e-004m'2受压区的长度Xn据下式求解：Xn3+3×(e-L2)×Xn2-6Xn×AeB×(e+L2-Lt)×(L-Lt-Xn)=O求解得Xn=8.3607e-002m6.3 底板下的混凝土最大受压应力c=2×N×(e+L2-Lt)(B×Xn×(L-Lt-Xn3)=2.624MPa<c×fc=35.7MPa,满足要求6.4 受拉侧地脚螺栓的总拉力Ta=N×(e-L2+Xn3)/(L-Lt-Xn3)=28.939kN<e×fs=128.632kN,满足要求6.5水平抗翦承载力Vfb=O.4×(N+Ta)=11.848kN>F=I.902kN,满足要求6.6 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=0.191m,固定边长b2=9.546e-002m由b2a2=0.5,查表得=6.020e-002M=*c*(a2)2=5.758kN.m法兰盘厚度t=(6×Mmaxf)l2=12.982mm<20mm,满足要求6.6.2 受拉侧计算；法兰盘厚度t=(6×Na×Lai/(D+2*Lai)*f)1/2=16.21mm<20mm,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,=Ari×Lri×c=26.767kN螺栓拉力所产生的剪力：Na=14.47kN得Vi=max(ViNa)=26.767kN加劲肋高度Hri=O.12m,厚度Tri=l.600e-002m剪应力R=ViZ(HriXTri)=IX941MPa<fv=125MPH,满足要求角焊缝抗剪强度f=Vi(2×0.7*Hf×(Hri-O.001)=34.763MPa<ff=160VPa,满足要求7.基础验算：7. 1基底应力验算竖向总荷载N=BmG+rj×V=21.24kN弯矩M=FwbX(h2+H)+Fwp×(hl+H)=7.327kN.m基底应力最大值OmaX=NA+MW=50.582kPa<=290kPa,满足要求基底应力最小值Omin=NA-MW=T5.474kPa<0,基底出现负应力负应力分布宽度LX=I0min/(IominI+。max)XL=O.258m<Aa=O.25*L=0.275m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=62.778kPa<=290kPa,满足要求8. 2倾覆稳定性验算K0=L2e=l.594>L3,满足要求9. 3滑动稳定性验算Kc=×NF=3.35>1.2,满足要求
