户外广告牌设计计算书

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土木工程学院

目录

第1部分设计说明书 (2)

1.1设计思路 (2)

1.2 特色说明 (2)

第2部分设计方案图 (4)

2.1 结构总装配图 (5)

2.2构件详图 (5)

第3部分设计计算书 (7)

3.1 计算模型 (7)

3.2 结构计算假定及材料特性 (8)

3.2.1 计算假定 (8)

3.2.2构件截面尺寸 (8)

3.2.3材料力学性能 (8)

3.3结构动力分析 (8)

3.3.1计算模型建模 (8)

3.3.2计算过程 (9)

3.3.3计算结论 (10)

第1部分设计说明书

1.1、设计思路

户外广告牌种类包括：地铁广告、公交车广告、机场广告、火车站广告、射灯广告牌、单立柱广告牌、大型灯箱、候车亭广告牌等。

广告牌在公共类的交通、运输、安全、福利、储蓄、保险、纳税等方面；在商业类的产品、企业、旅游、服务等方面；在文教内的文化、教育、艺术等方面，均能广泛地发挥作用。

高速公路沿线广告牌设计主要由基础设计及上部结构设计两部分，主要考虑自身结构安全以及风荷载对其的影响，同时考虑广告牌架体的防腐耐久性能、满足地基承载力的设计条件要求等系列问题。

1.2特色说明

本模型设计的特色有以下五个方面：

（1）构件加固设计加工精细合理构件加固设计采用长和宽为1.5cm×1cm的肋片在柱子薄弱环节里面加固，表面采用砂纸打磨，光滑质轻，在较小增加模型质量的基础上起到了很好的加固作用，同时使得柱子形状精细别致。

（2）空间框架结构体系简明采用空间框架结构体系，结构布置简明，荷载传递路径清晰，各杆件受力合理，充分利用了木材的力学性能。

（3）棱台形式对称美观采用棱台形式，结构形式对称美观，使斜柱的布置方向与其受力方向接近一致，有效地减小了构件上所受的弯矩及侧向变形，更好地满足了结构的抗剪要求，另外，使结构在X、

Y轴两个方向抗剪效果一样，避免的某一侧失稳。

（4）柱子内部局部加强处理在柱子局部加固，这样整个80cm 长的柱子犹如还原回了天然竹竿的样子，既增强了柱子的承压能力，又尽可能的避免了柱子在抗剪时发生局部失稳破坏。

（5长方体梁内部加强处理在梁的中心镶入大小合适的竹片，保证的梁的承压能力和抗弯能力。在梁与柱的节点连接处，梁端填充了相似的竹片，既增加了梁自身的强度，又整体提高了模型的刚度，能有效传递和分配结构上部传来的荷载，并且能较好限制结构位移，增强结构的空间整体。

第2部分设计方案图

2.1 结构总装配图

主视图

俯视图左视图

2.2构件详图

图1 柱子详图图2 梁的详图

图3 中间层节点连接图图4顶层节点连接图

图5 支座改进

梁柱节点连接处，为了保证竖向构件的连续性和整体性，不对柱子进行剪切处理，而是将梁的端部沿折痕剪开，张开的竹片用502胶粘接在柱子上，然后用砂纸打磨，光滑连接，美观牢固。

模型制作之初，我们通过软件的计算得知基座剪力不是特别大，加上502的强胶结性能，于是我们就做出了很简单的连接基座。经过实验发现，结构在水平荷载作用下，柱端和地板容易脱落。于是我们通过在柱脚处又加了小三角片，使柱脚和底板的连接更为牢固，这样也增强了柱子底部的抗弯强度，一举两得。

第3部分设计计算书

3.1 计算模型

梁柱节点为刚性连接，柱脚固定粘结在底板上，计算时可看为固端连接。

3.2 结构计算假定及材料特性

3.2.1 计算假定

（1）模型构件均采用比赛所提供的竹皮制作的闭口薄壁截面杆件，均有一定范围区域经过搭接粘结，计算时不考虑该部分影响，将构件作为等厚度闭口薄壁截面进行计算；

（2）柱脚与底板连接处，采用加强措施进行连接，在约束平动的基础上一定程度限制了其自由转动，计算时按刚接考虑；

（3）梁柱节点处采用，502胶水进行粘接，几乎不可转动，在计算时按照刚接进行考虑；

（4）板面上的风力简化为均布荷载施加于板上；

3.2.2构件截面尺寸

（1）竖向柱子：箱型截面，截面10mm×15mm，壁厚为0.35mm；（2）梁：箱型截面，截面10mm×15mm，壁厚为0.35mm；

3.2.3材料力学性能

竹材是一种常用建筑材料，广泛应用于建筑行业的各个领域，其顺纹与逆纹性能差异较大，各向异性显著。竹材力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa，抗拉强度60MPa。

3.3结构动力分析

3.3.1计算模型建模

使用SAP2000有限元分析软件建模，按实际尺寸赋予其截面属性。材料按照大赛给定竹皮材性进行定义，弹性模量为1.0×104MPa，泊松比按照木材进行定义为0.3，由于模型自重很小，密度定义为0，不考虑其温度膨胀系数。

3.3.2计算过程：

3.3.3 计算结论

根据以上计算，本方案使用框架体系的竹制结构，j分析在不同股份作用下结构的破坏情况，得出以下结论：

（1）对模型前3阶段变形及其质量参与系数进行比较，得出结构主要以平动为主要振型，产生扭转效应的可能性不大。

（2）查看了各工况下结构的变形图和变形动画，均发生UX方向的平动振动，表明结构刚度在平面上分布合理；对各工况下每层位移及最大位移角进行了分析，结构上下层位移角最大值差异不大，表明结构竖向刚度分布合理。

（3）使用分析软件计算出第9级作用下的内力包络图，再根据材料力学公式对其控制截面进行了强度验算。

（4）结果表明该结构能够承受住峰值为六级风力考验，在风力用下结构表现良好。