双立柱标志牌结构计算书 《道路标志和标线》应用指南 6.4.2算例计算书(含原书算例)

40 18.4 3.25
45 20.5 3.35
50 22.4 3.45
基础砼标号 基础轴心抗压强度设计值为： 基础砼弹性模量为： 构件容重参数 标志牌单位面积容重： γ标志牌 8.037 9.8 0.0788 1000 kN m
2
fcd 13.8 Ec 3 10
4
MPa MPa
标志牌各单牌迎风面积及总迎风面积： A标志牌1 W标志牌1 H标志牌1 2.99 A标志牌2 W标志牌2 H标志牌2 2.99 A标志牌3 W标志牌3 H标志牌3 2.99 m m m
2 2 2
A标志牌总 A标志牌1 A标志牌2 A标志牌3 μwind 8.97 立柱净高度（立柱自基础顶面起到柱顶高度）： H立柱 9.034 m 底层标志牌距基础顶面的高度 H底 4.934 m 标志牌竖向间距 a牌面竖间距1 0.1 a牌面竖间距2 0.1 m m
《结构用无缝钢管》（GB／T 8162－2008） 《道路交通标志板及支撑件》（GB／T 23827－2009） 《道路交通标志和标线》（GB 5768 2009） 《公路交通安全设施施工技术规范》（JT／G F71－2006） 《 道路交通标志和标线 应用指南》 （1）标志牌结构几何尺寸 对于可能存在多个幅面标志牌上下顺序安装在单立柱的情况，计算规定：1、标志牌自 下而上依次编号，标志牌选择与标志牌结构设计相结合、一般不超过3块独立幅面同存； 2、 标志牌上下之间立柱间隙自下而上依次编号。 根据前述计算假设，本次将双柱式标志牌简化选择立柱较高的单柱式标志牌作为计算 依据，如下图所示：
H立柱间距风2 7.684 （2）构件规格
m
立柱采用冷轧无缝钢管；外直径 ϕ立柱 273
mm
壁厚
d立柱 12
mm
立柱的钢材品种为Q235钢。查询《钢结构设计规范》：壁厚小于16mm的Q235钢材， 强度设计值为 抗拉、抗压和抗弯强度设计值： 抗剪强度设计值： 钢材弹性模量： 钢材剪变模量为 基础混凝土为： 基础砼标号 30 C30 fd 190 fv 125 MPa MPa
2 3 4
1
10 3
2
AZ 9.8395 10
3
m
2
4 2 d立柱 5 4 1 1 8.3961 10 m ϕ立柱
4 2 d立柱 4 1 1 6.151 10 ϕ立柱
立柱各受风面（包括标志牌之间距）风荷载标准值为： 1 2 ρ空气 C立柱 V10 D立柱 H底 0.809 kN 2000 1 2 Fwk立柱间距1 ρ空气 C立柱 V10 D立柱 a牌面竖间距1 0.016 kN 2000 1 2 Fwk立柱间距2 ρ空气 C立柱 V10 D立柱 a牌面竖间距2 0.016 kN 2000 Fwk立柱底 立柱所受风荷载标准值合计为： Fwk立柱总 Fwk立柱底 Fwk立柱间距1 Fwk立柱间距2 0.842 三、构件承载能力与抗变形能力验算 3 1、荷载、截面轴的约定 无论单柱式标志牌，还是单柱单悬臂或单柱双悬臂式标志牌，其出现的横梁、立柱以及 基础底面均可能同时收到竖直向下的轴心力、垂直于标志牌安装面的水平风力以及由这些 kN
5
Es 2.06 10 Gs 7.9 10
4
MPa MPa
fcd Ec
强度等级 轴心抗压强度fcd(MPa) 弹性模量Ec(10 4 MPa)
15 6.9 2.20
20 9.2 2.55
25 11.5 2.80
30 13.8 3.00
35 16.1 3.15
2
m s
Z标牌 6.984
标志牌风力系数C；依照《标志标线手册》相应值： C标志牌 1.2 标志牌风力中心处的风荷载标准值
Fwk标牌总
1 2 ρ空气 C标志牌 V10 A标志牌总 8.082 kN 2000
标志牌每平米平均风力荷载标准值 fwk标牌 Fwk标牌总 A标志牌总 0.901 kN m
Mwkx柱间1 Fwk立柱间距1 H立柱间距风1 0.10 Mwkx柱距2 Fwk立柱间距2 H立柱间距风2 0.13
立柱根部由风载引起的弯矩为各标志牌、立柱各受风段所受风载引起弯矩之和： Mdx立柱 γ0 γQ Mwkx牌1 Mwkx牌2 Mwkx牌3 Mwkx柱底 Mwkx柱间1 Mwkx柱距2 Mdx立柱 82.13 kNm
立柱根部由风载引起的剪力为 Qd立柱 Hdy柱 12.49 立柱截面积为 kN
AZ π d立柱 ϕ立柱 d立柱 立柱截面惯性矩为 1 ϕ立柱 IZ π 64 1000 立柱抗弯截面模量为 1 ϕ立柱 WZ π 32 1000 立柱截面回转半径为 i IZ AZ 9.2375 10 m
立柱每延米容重： （3）计算分项系数取值 结构重要性系数γ0
γ立柱 7.851 π d立柱 ϕ立柱 d立柱
9.8 10
6
0.757
kN m
γ0 1.0
（交通标志结构安全等级按二级考虑） γG1 1.0 γG2 1.2
永久荷载对结构有利分项系数γG1 永久荷载对结构不利分项系数γG2
kN kN kN
公路交通标志牌立柱常用等径钢管，依此计算出立柱受风面每延米风荷载标准值。 立柱截面为圆形；其迎风面直径为 D立柱 ϕ立柱 0.273 1000
m
立柱风力系数C；依照《标志标线手册》相应值： C立柱 0.8 立柱受风面每延米风荷载标准值为： fwk立柱 1 2 kN ρ空气 C立柱 V10 D立柱 0.164 m 2000
力在对构件（横梁、立柱或基底）产生偏心作用时的弯矩。因此，为区分并界定各种力的 矢量关系，特规定如下： ①假设各标志牌基础均顺道理方向布设、标志牌牌面（即计算中的受风面）与道路方 向呈正交垂直关系。 ②标志牌基础常设计为独立式基础，基础水平截面常为正方形或矩形。 ③标志牌立柱管轴心常设计为垂直通过基础顶面正中心。 ④通过基础水平截面中心、垂直于道路方向的轴线为X轴。 ⑤通过基础水平截面中心、垂直于X轴且顺道路前进方向的轴线为Y轴。 ⑥依右手螺旋定理，重心铅垂方向即为Z轴。 3 2、立柱验算 3 2 1、立柱应力验算 立柱根部竖直荷载 立柱根部水平荷载 Ndz柱 γ0 γG2 G上部结构 9.96 kN kN Hdy柱 γ0 γQ Fwk标牌总 Fwk立柱总 12.49
2
相应地，各牌面中心的风荷载标准值为 1 2 Fwk标牌1 ρ空气 C标志牌 V10 A标志牌1 2.694 2000 1 2 Fwk标牌2 ρ空气 C标志牌 V10 A标志牌2 2.694 2000 1 2 Fwk标牌3 ρ空气 C标志牌 V10 A标志牌3 2.694 2000 2.1.2、立柱风荷载计算
m
2
各标志牌风力中心到基础顶面的高度： H标志牌风1 H底 H标志牌风2 H标志牌1 2 5.584 m
0 if H标志牌2 1 0 H底 H标志牌1 a牌面竖间距1 H标志牌2 2 otherwise
H标志牌风2 6.984 m H标志牌风3 0 if H标志牌3 1 0 H底 H标志牌1 a牌面竖间距1 H标志牌2 a牌面竖间距2 H标志牌风3 8.384 m 立柱各段（最底层标志牌下缘以外部分、各标志牌间间距部分）风力中心到基础顶面 的高度： H立柱底风 H底 2 2.467 m H标志牌3 2 oth
H立柱间距风1
0 if a牌面竖间距1 0.05 0 a牌面竖间距1 H底 H标志牌1 2
பைடு நூலகம்
otherwise
H立柱间距风1 6.284 H立柱间距风2
m
0 if a牌面竖间距2 0.05 0 H底 H标志牌1 a牌面竖间距1 H标志牌1 a牌面竖间距2 2 otherwise
上部结构总恒载： 2、风荷载
2.1、依照《桥通规》与《桥风规》有关公式计算 2.1.1、标志牌所受风力荷载 桥梁所在地区的设计基准风速；依《桥通规》附录查得；酒泉市地区重现期为50年 10min 平均最大风速： V10 35 相应的设计基准风压为： W0 0.55 标志牌风力计算中心高度 Z标牌 A标志牌1 H标志牌风1 A标志牌2 H标志牌风2 A标志牌3 H标志牌风3 A标志牌总 m kN m
永久荷载计算柱脚螺栓分项系数γG3 可变荷载分项系数γQ （4）其他参数 空气密度 ρ空气 重力加速度 二、荷载的计算 1、永久荷载
γG3 0.9 γQ 1.4
2 4
ρ空气 1.2258 g 9.8
N s m
因为实际构造中；交通标志牌的构件联接常采用法兰盘螺栓联接；而且法兰盘的局部 采用加劲肋构造处理。因此；计算永久荷载时标志牌构件恒载考虑增幅系数 α恒重增幅 1.1 标志板恒载： 立柱恒载： G标志牌 γ标志牌 A标志牌总 α恒重增幅 0.7772 G立柱 γ立柱 H立柱 α恒重增幅 7.5231 G上部结构 G标志牌 G立柱 8.3002 kN kN kN
各标志牌处风载对立柱根部、基础顶面弯矩标准值为： Mwkx牌1 Fwk标牌1 H标志牌风1 15.04 Mwkx牌2 Fwk标牌2 H标志牌风2 18.81 Mwkx牌3 Fwk标牌3 H标志牌风3 22.59 kNm kNm kNm
立柱各受风段处风载对立柱根部、基础顶面弯矩标准值为： Mwkx柱底 Fwk立柱底 H立柱底风 2.00 kNm kNm kNm
XX地区XX公路项目 双立柱4.6x1.3x3幅面交通标志牌结构设计计算书
一、设计资料
本计算书为《 道路标志与标线 应用指南》一书第95页双立柱交通标志牌 结构设计计算书，计算结果经验证可与原书算例结果相应证。 标志牌立面图如下图所示：
以下计算过程；均基于以下基本假设： 1、风载方向：考虑最不利受风状况；即风载方向与标志牌平面垂直； 2、双柱式标志：假设两立柱分别承受一半的风载，双柱式标志牌计算简化成单柱式； 3、立柱基础。假定基础四周的摩擦阻力忽略不计。 本计算书所用设计规范及技术标准 《公路工程技术标准》 ( JTG B01 2014) 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60 2015） 《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》（JTG D80 2006） 《公路交通安全设施设计规范 》（JTG D81 2017） 《公路交通安全设施设计细则》（JTG／T D81－2006） 《钢结构设计规范》（GB 50017 2003） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63 2007） 《碳素结构钢》（GB／T 700 2006）
标志牌面尺寸（宽x高 单位m）： W标志牌1 2.3 W标志牌2 2.3 W标志牌3 2.3 标志牌厚度： t标志牌 0.003 标志牌迎风系数： μwind 1.0 m m m m H标志牌1 1.3 H标志牌2 1.3 H标志牌3 1.3 m m m