单悬臂式标志版结构设计计算书(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上单悬臂式标志版结构设计计算书1.设计资料1.1 板面数据 板面高度:H = 2.40(m) 板面宽度:W = 4.80(m) 板面单位重量: = 5.401.2 横梁数据 横梁直径:D = 0.180(m) 横梁长度:L = 6.430(m) 横梁壁厚:T = 0.008(m) 横梁间距: = 0.800(m)1.3 立柱数据 立柱直径:D = 0.377(m) 立柱高度:L = 7.700(m) 立柱壁厚:T = 0.0100(m) 立柱单位重量: = 90.7382 荷载计算2.1 永久荷载 各计算式中系数1.1系考虑有关连接件及加劲肋等的重量而添加。 2.1.1
2、 板面重量计算 标志版单位重量为5.40 标志版重量: = 670.60(N) = 0.6706(KN) 2.1.2 横梁重量计算 = 4716.310(N) = 4.7163(KN) 2.1.3 立柱重量计算 = 7531.824(N) = 7.5318(KN) 2.1.4 计算上部总重量 = 12918.737(N) = 12.9187(KN)3 风荷载计算3.1 标志板风力 = 10.676(KN)3.2 横梁风力 = 0.363(KN)3.3 立柱风力 = 1.793(KN)4 横梁设计计算 说明:由于单根横梁材料、规格相同,根据基本假设,可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的1/2。 对
3、单根横梁所受荷载计算如下:4.1 荷载计算 竖直荷载 2 = 0.402(KN) 均布荷载 2 = 0.440(KN/m) 水平荷载 2 = 5.338(KN) 水平均布荷载 2 = 0.111(KN/m)4.2 强度验算 计算横梁跟部由重力引起的剪力 = 3.232(KN) 计算由重力引起的弯矩 = 10.719(KN*m) (式中l1:横梁总长,l2:悬臂板面外的长度,l3:标志板一半长度 计算横梁跟部由风力引起的剪力 = 5.519(KN) 计算由风力引起的弯矩 = 21.659(KN*m)4.3 横梁截面信息 横梁截面积 A = 4.323 横梁截面惯性矩 I = 1.602 横梁截面
4、模量 W = 1.780 4.4 计算横梁根部所受的合成剪力和弯矩 合成剪力:= 6.396 (KN) 合成弯矩: = 24.167 (KN*m)4.5 最大正应力验算 横梁根部的最大正应力为: = 135.764 (MPa) = 215.000(MPa), 满足设计要求 横梁根部的最大剪应力为: = 2.959 (MPa) = 125.000(MPa), 满足设计要求 根据第四强度理论,近似采用最大值即: = 135.860 (MPa) = 215.000(MPa), 满足设计要求4.6 变形验算 计算垂直绕度 = 0.0279(m) 计算水平绕度 = 0.0477(m) 计算合成绕度 =
5、0.055(m) f/L1 = 0.009 0.010, 满足设计要求。5 立柱设计计算 对立柱所受荷载计算如下:5.1 荷载计算 垂直荷载: = 15.502(KN) 水平荷载: = 12.832(KN) 水平弯矩: = 80.860(KN*m) 立柱根部由永久荷载引起的弯矩为: 2 = 21.439(KN*m) 合成弯矩: = 83.654(KN*m) 风载引起的合成扭矩:2 = 43.318(KN*m)5.2 强度验算 立柱截面信息 立柱截面积: A = 11.530 立柱截面惯性矩: I = 19.426 立柱截面模量: W = 10.305 立柱截面回转半径模量: = 0.130(m
6、) 立柱截面惯性矩模量: = 3.89 最大正应力验算 轴向荷载引起的正应力: = 1.345(MPa) 弯矩引起的正应力: = 81.174(MPa) 组合应力: = 82.519(MPa) 立柱根部的最大正应力为: = 82.519 (MPa) = 215.000(MPa), 满足设计要求 最大剪应力验算 水平荷载引起的剪应力: = 2.226(MPa) 扭矩引起的剪应力: = 21.017(MPa) 组合应力: = 23.243(MPa) 立柱根部的最大剪应力为: = 23.243 (MPa) = 125.000(MPa), 满足设计要求 危险点处应力验算 最大正应力位置点处,由扭矩产生
7、的剪应力亦为最大,即 = 82.519 (MPa) , = 21.017(MPa) 根据第四强度理论的组合应力为: =90.192 (MPa) = 215.000(MPa), 满足设计要求5.3 变形验算 由风荷载标准值引起的立柱顶部的水平位移: = 0.025(m) 立柱端部的相对水平位移为: = 0.003 1/100, 满足设计要求 立柱顶部扭转角: = 7.762 标志结构最大总水平水平位移: = 0.123(m) 标志结构最大相对水平位移为: = 0.016 0.017, 满足设计要求 横梁垂直总位移计算: 两根横梁间部分由横梁永久荷载产生的转角: = 2.902 单根横梁由此引起的
8、垂直位移: = 0.019(m) 横梁垂直总位移: = 0.047(m)6 立柱与横梁的连接计算6.1 螺栓强度验算 6.1.1 螺栓数据 连接螺栓拟采用 A级 级普通螺栓 8 M 24 , 查表得: 单个螺栓受拉承载力设计值 = 59.93 KN , 受剪(单剪)承载力设计值 = 76.91 KN : 合成剪力Q = 6.396 KN , 合成弯距 = 24.167 KN*m : 螺栓孔数目8 : 每个螺栓所受的剪力 = 0.799 KN , 基准角度 = 26.33 , 螺栓 1 : y1 = 0.100(m) 螺栓 2 : y2 = 0.207(m) 螺栓 3 : y3 = 0.245(
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