3米高广告牌钢结构设计计算书

**广告牌钢结构设计计算书设计：校对：审核：批准：二〇〇九年七月六日一.3米高广告牌钢结构设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1建筑设计规范：《地震震级的规定》GB/T17740-1999《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《高处作业吊蓝》GB19155-2003《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：2003《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《建筑隔声评价标准》GB/T50121-2005《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑工程预应力施工规程》CECS180：2005《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版、局部修订)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-20021.2钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-1984《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007《不锈钢丝》GB/T4240-93《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-2007《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007《耐候结构钢》GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997《合金结构钢》GB/T3077-1999《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000《碳钢焊条》GB/T5117-1999《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-20001.3《建筑结构静力计算手册》(第二版)1.4土建图纸：2基本参数2.1广告牌所在地区：福州地区；2.2地面粗糙度分类等级：按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。3广告牌荷载计算3.1广告牌的荷载作用说明：广告牌承受的荷载包括：自重、风荷载、雪荷载以及活荷载。(1)自重：包括广告布、杆件、连接件、附件等的自重，可以按照400N/m2估算：(2)风荷载：是垂直作用于广告牌表面的荷载，按GB50009采用；(3)雪荷载：是指广告牌水平投影面上的雪荷载，按GB50009采用；(4)活荷载：是指广告牌水平投影面上的活荷载，按GB50009，可按500N/m2采用；在实际工程的广告牌结构计算中，对上面的几种荷载，考虑最不利组合，有下面几种方式，取用其最大值：A：考虑正风压时：a.当永久荷载起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.35Gk+0.6×1.4wk+0.7×1.4Sk(或Qk)b.当永久荷载不起控制作用的时候，按下面公式进行荷载组合：Sk+=1.2Gk+1.4×wk+0.7×1.4Sk(或Qk)B：考虑负风压时：按下面公式进行荷载组合：Sk-=1.0Gk+1.4wk3.2风荷载标准值计算：按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算：wk+=βgzμzμs1+w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]wk-=βgzμzμs1-w0上式中：wk+：正风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(MPa)；wk-：负风压下作用在广告牌上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：3m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，3m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.9691μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z300m时，取Z=300m，当Z5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z350m时，取Z=350m，当Z10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z400m时，取Z=400m，当Z15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z450m时，取Z=450m，当Z30m时，取Z=30m；对于B类地形，3m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数，对于广告牌结构，按规范，计算正风压时，取μs1+=1.3；计算负风压时，取μs1-=-2.0；另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2；w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，按重现期50年，福州地区取0.0007MPa；(1)计算龙骨构件的风荷载标准值：龙骨构件的从属面积：A=3×1.5=4.5m2LogA=0.653μsA1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.13μsA1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.739wkA+=βgzμzμsA1+w0=1.9691×1×1.13×0.0007=0.001558MPawkA-=βgzμzμsA1-w0=1.9691×1×1.739×0.0007=0.002397MPa(2)计算广告布部分的风荷载标准值：广告布构件的从属面积：A=1.5×1.5=2.25m2LogA=0.352μsB1+(A)=μs1+(1)+[μs1+(10)-μs1+(1)]logA=1.208μsB1-(A)=μs1-(1)+[μs1-(10)-μs1-(1)]logA=1.859wkB+=βgzμzμsB1+w0=1.9691×1×1.208×0.0007=0.001665MPawkB-=βgzμzμsB1-w0=1.9691×1×1.859×0.0007=0.002562MPa3.3风荷载设计值计算：wA+：正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值(MPa)；wkA+：正风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值(MPa)；wA-：负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载设计值(MPa)；wkA-：负风压作用下作用在广告牌龙骨上的风荷载标准值(MPa)；wA+=1.4×wkA+=1.4×0.001558=0.002181MPawA-=1.4×wkA-=1.4×0.002397=0.003356MPawB+：正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值(MPa)；wkB+：正风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值(MPa)；wB-：负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载设计值(MPa)；wkB-：负风压作用下作用在广告牌广告布上的风荷载标准值(MPa)；wB+=1.4×wkB+=1.4×0.001665=0.002331MPawB-=1.4×wkB-=1.4×0.002562=0.003587MPa3.4雪荷载标准值计算：Sk：作用在广告牌上的雪荷载标准值(MPa)S0：基本雪压，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001取值，福州地区50年一遇最大积雪的自重：0MPa.μr：屋面积雪分布系数，按表6.2.1[GB50009-2001]，为2.0。根据建筑结构荷载规范GB50009-2001公式6.1.1屋面雪荷载标准值为：Sk=μr×S0=2.0×0=0MPa3.5雪荷载设计值计算：S：雪荷载设计值(MPa)；S=1.4×Sk=1.4×0=0MPa3.6广告牌面活荷载设计值：Q：广告牌面活荷载设计值(MPa)；Qk：广告牌面活荷载标准值取：500N/m2Q=1.4×Qk=1.4×500/1000000=0.0007MPa因为Sk≤Qk，所以计算时活荷载参与正压组合！3.7广告牌构件恒荷载设计值：G+：正压作用下广告牌构件恒荷载设计值(MPa)；G-：负压作用下广告牌构件恒荷载设计值(MPa)；Gk：广告牌结构平均自重取0.0004MPa；因为Gk与其它可变荷载比较，不起控制作用，所以：G+=1.2×Gk=1.2×0.0004=0.00048MPaG-=Gk=0.0004MPa3.8选取计算荷载组合：(1)正风压的荷载组合计算：SkA+：正风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)；SA+：正风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)；SkA+=Gk+wkA++0.7Qk=0.002308MPaSA+=G++wA++0.7Q=0.003151MPaSkB+：正风压作用下的广告布的荷载标准值组合(MPa)；SB+：正风压作用下的广告布的荷载设计值组合(MPa)；SkB+=Gk+wkB++0.7Qk=0.002415MPaSB+=G++wB++0.7Q=0.003301MPa(2)负风压的荷载组合计算：SkA-：负风压作用下的龙骨的荷载标准值组合(MPa)；SA-：负风压作用下的龙骨的荷载设计值组合(MPa)；SkA-=Gk+wkA-=0.001997MPaSA-=G-+wA-=1.0Gk+1.4wkA-=0.002956MPaSkB-：负风压作用下的广告布的荷载标准值组合(MPa)；SB-：负风压作用下的广告布的荷载设计值组合(MPa)；SkB-=Gk+wkB-=0.002162MPaSB-=G-+wB-=1.0Gk+1.4wkB-=0.003187MPa(3)最不利荷载选取：SkA：作用在龙骨上的最不利荷载标准值组合(MPa)；SA：作用在龙骨上的最不利荷载设计值组合(MPa)；按上面2项结果，选最不利因素(正风压情况下出现)：SkA=0.002308MPaSA=0.003151MPaSkB：作用在广告布上的最不利荷载标准值组合(MPa)；SB：作用在广告布上的最不利荷载设计值组合(MPa)；按上面2项结果，选