落地广告结构非对称改造设计的受力分析（论文）.pdf

第43卷第1期 2016年1月 市政工程 Municipal Engineering 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 落 地 广 告 结 构 非 对 称 改 造 设 计 的 受 力 分 析 张 文 辉 ， 王 彦 (1．丽水 市 园林 管理局 ，浙 江丽 水 323000，2．湖 南科技 大学 ，湖 南湘潭 411201) [摘 要]通过减少结构 自重，提 高结构刚度思路，把对称式落地广告结构改造成非对称形式，验算结构内力，证明其改造 思路可行性，为类4~_z-程提供参考。 [关键词 ]落地广告 ；非对称 ；受力分析 [中图分类号 ]TB42 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2016)01—0080～02 Floor advertising structure asym m etric transform ation design stress analysis Zhang Wen-hui gYan 【Abstract J By reducing the weight of the structure，improve the structural rigidity of ideas，to transform the structure into a symmetrical floor advertising asymmetric type，checking the structure of the internal forces，the transform ation of ideas prove its feasibility，provide a reference for simil~projects． [Key words]floor advertising；asymmetric；stress analysis 落地广告牌是通过架立在地面结构公开而广泛地 向公众 传递信息的宣传手段 口]，为了达到宣传效果，落地广告面尽量 设计的大，是典型的高耸结构 [2]，为了对结构受力有利多数的 广告牌按对称布置，起控制作用是水平的风荷载 [3-6]o有时落 地广告牌基础位置受到限制，而上部结构用对称设计又达不 到宣传的效果，有些广告牌结构需要进行非对称设计。非对 称结构除了水平的风荷载，自身的重量也会在靠近基础的位 置产生很大的弯矩和扭矩。本文通过对某省高速广告牌进行 非对称改造，其设计思路与受力分析为类似工程提供参考。 1 非对称广告牌结构设计 改造背景 ：某省出台相关文件规定 ：“立柱设施边缘垂直 投影距离高速公路护栏小于2m的广告牌一律进行拆除或迁 移 ”，为 了满足论文规定，同时减小已有广告牌的经济损失与 纠纷，需要对原有部分不符合规定落地广告进行改造。 改造思路 ：原有的立柱与基础不变，通过向外移动广告 牌面满足相关文件规定 (如图1)。广告牌面向外移动造成结 构成非对称性，必引起结构的受弯、受扭作用与对称性结构 存在较大差异。具体的改造思路如下 ：首先通过减小广告牌 面尺寸，把上横梁结构改成三管桁架，以达到减重与减小风 面效果 ；其次在垂直方向上辅以一定形式的三角桁架，增强 结构的刚度，最后柱脚是本结构受力验算的重点，为了改善 柱脚的受力，提高立柱钢管的抗弯、抗扭刚度，在其内填充 C40混凝土，形成钢管混凝土结构，具体的改造设计如图2所示。 4 _ 广告 _布面_ 图1 偏心双面广告牌改造示意图 2 非对称广告牌结构受力分析 2．1 广告牌结构受力模型 采用有限元建立三维空间模型，其立柱、横梁及面板骨 收稿日期 ：2015—12—16 作者简介 ：张文辉 (1982一) 量研究。 ·80· 架采用杆系结构，广告牌面板采用薄板单元模拟。钢构件采 用 Q235钢材，内部混凝土为 C40，混凝土弹性模量32．5 GPa， 钢材弹性模量206GPa。边界条件采用底部固结的形式。风荷 载采用面单元荷载施加，雪荷载采用线均布荷载施加。 图2 结构骨架三维立体图 2．2 受力的荷载组合 广告牌产生的荷载包括 ：自重、风荷载、雪荷载 以及检 修荷载 。 风荷载 ：是垂直作用于广告牌表面的荷载 (正向风及其 背向风荷载)，基本风压采取0．35kN／m2，风荷载体形系数 1_3， 风振系数取 1．46，高度变化系数 1．14，风荷载标准值取0．76 kN／m 。雪荷载 ：是指广告牌水平投影面上的雪荷载，基本雪 压取O．45kN／m~。检修活荷载 ：是指广告牌水平投影面上的活 荷载，检修活荷载取2kN。温度荷载 ：最低气温 3℃，最高气 温38℃ (根据当地气候确定)。 表1 广告牌自身结构计算荷载组合表 编号 组合类别 荷载类型 组合系数 自重 (ST) 1．2000 风荷载 (ST) 0．8400 1 基本组合+升温 检修荷载(ST) 0．8400 升温 (ST) 0．8400 雪荷载 (ST) 0．9800 自重(ST) 1．2000 风荷载 (ST) 0．8400 2 基本组合十降温 检修荷载(sT) 0．8400 升温 (ST) ．0．8400 雪荷载(ST) 0 9800 自重 (ST) 1．2000 风荷载(sT) O．84oO 3 基本组合 检修荷 载 (ST) 0．8400 雪荷载(ST) 0．9800 男，工程师，主要从事市政混凝土质 2．3 受力分析 (1)内力计算结果 ∞∞ ∞ n 0 皿 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 市政工程 Municipal Engineering 第43卷第l期 2016年1月 根据广告牌的受力特点，主要验算柱脚、桁架的轴力、 弯矩、剪力、扭矩，近一步确定内力最大位置。 图3