门架式交通标志结构设计计算书

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湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程施工图设计21.01m跨门架式交通标志结构设计计算书中交设计二〇一九年一月  目录1 设计资料 ......................................................................................................1 1.1 构件概况 ...............................................................................................1 1.2 主要选用规范、标准和参考书籍 .......................................................2 1.3 设计原则与设计假设 ...........................................................................2 1.3.1 设计原则 ........................................................................................2 1.3.2 设计假设 ........................................................................................3 1.4 设计参数 ...............................................................................................3 1.4.1 结构重要性系数Υ0 .......................................................................3 1.4.2 设计采用的作用 ............................................................................3 1.4.2 作用的组合与荷载(作用)分项系数 ........................................4 1.4.3 风荷载 ............................................................................................5 1.4.4 标志牌重力 ....................................................................................6 1.4.5 温度作用 ........................................................................................7 1.4.6 其他参数设置 ................................................................................7 2. 结构模型 .....................................................................................................8 2.1 模型建立 ...............................................................................................8 2.2 作用组合在模型内荷载工况中的设定 ...............................................9 2.2.1 作用基本组合下荷载工况的设定 ................................................9 2.2.2 作用准永久组合下荷载工况的设定 ......................................... 10 2.2.3 作用标准组合(校验用)下荷载工况的设定 ......................... 10 2.3 作用组合的包络 ................................................................................ 12 3 门架上部结构计算结果 ........................................................................... 12 3.1 承载能力极限状态下基本组合计算结果 ........................................ 12   3.1.1 柱底反力 ..................................................................................... 12 3.1.2 门架上部结构杆件应力 ............................................................. 13 3.2 正常使用极限状态下准永久组合计算结果 .................................... 15 3.2.1 柱顶位移 ..................................................................................... 15 3.2.1 横梁挠度 ..................................................................................... 16                1  广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程21.01m跨门架式交通标志结构设计计算书 1 设计资料 1.1 构件概况 本计算书为广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程21.01m跨门架式交通标志牌结构设计计算书。 本门架式交通标志牌结构如下图所示:  图1.1‐1 门架式标志牌立面布置图 标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸如下图所示:      单幅标志牌板面                     基础平面尺寸 图1.1‐2 标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸图 2  门架立柱、横梁和横梁竖杆材质为GB/T700-2006碳素结构钢规定Q235钢、GB/T8162-2008结构用无缝钢管,各构件规格为:立柱:GB/T8162-2008Φ377×14钢管横梁:GB/T8162-2008Φ219×12钢管横梁竖杆:GB/T8162-2008Φ152×8钢管柱下基础材质为C25混凝土。1.2 主要选用规范、标准和参考书籍 《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2017)《公路交通安全设施设计细则》(JTG/TD81-2017)《钢结构设计规范》(GB50017-2017)《碳素结构钢》(GB/T700-2006)《结构用无缝钢管》(GB/T8162-2008)《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)《道路交通标志板及支撑件》(GB/T23827-2009)《公路交通安全设施施工技术规范》(JT/GF71-2006)《GB5768-1999道路交通标志和标线应用指南》1.3 设计原则与设计假设 1.3.1 设计原则 (1)交通安全设施钢结构设计根据使用过程中可能同时出现的作用,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,按承载能力极限状态和正3  常使用极限状态分别进行作用组合,并取各自的最不利组合进行设计。(2)设计交通安全设施结构或构件承载能力极限状态的强度、稳定性及连接强度时,采用荷载设计值(荷载标准值×荷载分项系数);设计正常使用极限状态的变形时,采用荷载标准值。(3)计算变形时,不考虑螺栓孔引起的截面削弱。(4)传至基础底面的作用(荷载)采用基本组合、土体自重分项系数取1.0、按实际的土体重力密度计算。 1.3.2 设计假设 ①风载方向:交通标志所受外荷载主要为风荷载,假设仅考虑最不利受风状况——即风压方向与标志牌板面垂直;②立柱基础:交通标志牌的混凝土基础埋置深度较浅,假设基础四周土的摩阻力和弹性抗力忽略不计;③标志板及相应部件(铝槽、抱箍、扣件等)的恒载与标志牌板面上所受风荷载由承载部件横梁均匀分担、以线荷载形式分布于横梁上;同时横梁上受标志牌轮廓阻挡区域不再考虑风荷载。④门架交通标志承载构造简化成超静定结构,根据资料,假定结构成型、受到约束时的结构初始温度为23℃。1.4 设计参数1.4.1 结构重要性系数Υ0 依《公路交通安全设施设计规范》3.5.2条,门架式交通标志的结构设计安全等级为二级;依《钢结构设计规范》3.1.9条,结构重要性系数Υ0=1.0。1.4.2 设计采用的作用 依《公路交通安全设施设计规范》3.5.1条,门架式交通标志结构设4  计采用的作用如下: 表1.4.2-1结构设计采用的作用分类表作用名称作用分类结构重力(包括结构附加重力)永久作用土重力(置于土基处)土侧压力(置于土基处)风荷载可变作用温度(均匀温度和梯度温度)作用1.4.2 作用的组合与荷载(作用)分项系数依上节作用分类,本结构设计对于承载能力极限状态:按作用基本组合进行设计;对于正常使用极限状态:按作用准永久组合进行设计。 依《公路桥涵设计通用规范》,本项目门架式交通标志结构设计采用的作用(荷载)分项系数、组合系数为: (1)作用基本组合下永久作用、结构重力(包括结构附加重力)的分项系数ΥG1=1.2(注:对结构的承载能力不利,且由可变作用控制组合)可变作用、风荷载的分项系数ΥQ1=1.4(风荷载为主导可变作用)可变作用、温度作用的分项系数ΥQ2=1.4可变作用、温度作用的结构设计使用年限荷载调整系数ΥL2=1.0可变作用、温度作用的组合值系数ΨC=0.75(2)作用准永久组合下可变作用、风荷载的准永久值系数Ψq1=0.75可变作用、温度作用(均匀温度)的准永久值系数Ψq2=1.0另外,规范规定的门架交通标志结构设计采用的作用中并未列及汽5  车荷载,因此按规范不适用正常使用极限状态下的频遇组合。考虑到准永久组合中、准永久系数对荷载效应的削弱,特按《建筑荷载规范》的规定进行标准组合作为比对校验。(3)作用标准组合(建筑荷载规范)下风荷载作为起控制作用的可变荷载温度作用的组合值系数ΨC=0.751.4.3 风荷载 (1)风压标准值计算 依《公路交通安全设施设计规范》:风荷载标准值根据现行《公路桥梁抗风设计规范》的规定计算,基本风压重现期采用50年。依《公路桥梁抗风设计规范》,风的静力作用的风荷载可按该规范规定的静阵风荷载计算。鉴于交通标志结构起竖高度较低(通常交通标志结构立柱距安装基准地面高度<10m,本项目门架结构立柱最高为8.48m)、结构高度范围内风速差异变化对结构设计影响很小,同时结构尺寸均较小,故采用《GB5768-1999道路交通标志和标线应用指南》(以下简称“《应用指南》”)提供的简化算法:交通标志结构迎风截面上的风压标准值P风压标准值为:2i1=V2PC风风压标准值空气 式中:空气——空气密度(kg/m3),取1.25(注:《公路桥梁抗风设计规范》取1.25,《应用指南》取1.

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