網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在擎天柱廣告牌中的應(yīng)用

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1、堇主旦全墮翌垡笙塑三矍蘭查旦逆魚網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在擎天柱廣告牌中的應(yīng)用李海旺劉尚倫(太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，太原．030024)摘要：本文主要介紹了以{角錐網(wǎng)架為結(jié)構(gòu)形式的三面內(nèi)弧形廣告牌的結(jié)構(gòu)設(shè)計。該廣告牌面板支承系統(tǒng)為4層三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為獨(dú)立鋼管柱．上部網(wǎng)架部分用3D3s鋼結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計，并通過整體模型的州sYs有限元分析進(jìn)行校核，最后完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。文中對三畫內(nèi)弧形廣告牌的風(fēng)振系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行了討論。關(guān)鍵詞：三角錐網(wǎng)架，三面內(nèi)弧形廣告牌，風(fēng)振系數(shù)，風(fēng)載體型系數(shù)，擎天柱廣告一、引言當(dāng)前

2、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，眾多商家把戶外廣告牌宣傳作為重要手段，特別是大型的擎天柱廣告牌的應(yīng)用較多。以往多數(shù)大型廣告牌的結(jié)構(gòu)采用的是以角鋼等型鋼構(gòu)件組合的骨架形式，隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，空間整體穩(wěn)定性能較好的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在廣告牌中的應(yīng)用日漸普及。本文重點(diǎn)介紹了三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在廣告牌中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時對三面內(nèi)弧形廣告牌的風(fēng)振系數(shù)、風(fēng)荷載體型系數(shù)做以討’淪。本文旨在為三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在擎天柱式廣告牌中的應(yīng)用提供一個有益的設(shè)計參考。二、工程概況本工程實(shí)例地處大同市迎賓大橋兩側(cè)，設(shè)計高度離地面30Ⅲ，廣告面板為三面內(nèi)弧形，其三面內(nèi)弧形的

3、平面弦高尺寸相同．面板尺寸18Ⅲ×6m(寬×高)。整體結(jié)構(gòu)上部為廣告面板系統(tǒng)，下部為獨(dú)立柱支承。地面以上結(jié)構(gòu)全部采用鋼結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。效果圖如圖l所示。工業(yè)建筑2007增刊圖1三面內(nèi)弧形廣告牌105l第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(一)結(jié)構(gòu)選型結(jié)合工程所處的地理位置及結(jié)構(gòu)要求，廣告牌的面板支承系統(tǒng)選用三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，根據(jù)面板的高度要求及考慮整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，采用了五層網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)布置。由于面板為三面內(nèi)弧形要求，結(jié)合面板尺寸，取定三面內(nèi)弧形的平面弦高均為1．2Ⅲ。網(wǎng)架平面圖及立面

4、圖分別如下圖2，圖3所示?！畧D2網(wǎng)架平面圖圖3網(wǎng)架立面圖(二)上部三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計本工程的上部三角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)部分采用同濟(jì)大學(xué)編制的3D3s鋼結(jié)構(gòu)軟件獨(dú)立計算分析的，原因是考慮到計算分析和出施工圖的方便。其計算簡化模型為：在網(wǎng)架的桿件與柱連接處簡化為固接節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步簡化到如圖3所示的(3)、(5)層與柱對應(yīng)韻兩個節(jié)點(diǎn)為周接約束節(jié)點(diǎn)。簡化模型圖如圖4所示。、、歹＼×／℃、：◇’＼／V￡，×7、，，’-o1、：、一／———習(xí)R、o一7＼×峽廣一■攘均／弋吣影＼二一一Y7￡，r～1)‘“、、一Z，—71r、、二—

5、，7圖4網(wǎng)架計算約束簡化局部示意圖1．荷載取值圖5p．平面示意圖此廣告牌結(jié)構(gòu)由于其總體豎向荷載小，立面面積大。上下開口，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計中起控制用的將是水平荷載。在對三角錐網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時所取的荷載種類主要考慮有以下幾種：1．1恒、活荷載取值1052工業(yè)建筑2007增刊㈨≯㈨M㈨∞¨第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會網(wǎng)架上的恒載取值主要考慮廣告牌面板的自重0．3kN／一、設(shè)備燈具等荷載0．3kN／釅，恒載以節(jié)點(diǎn)集中荷載施加：主要考慮的活荷載有裹冰荷載、施工檢修荷載等活荷載共取值O．30kN／Ⅷ2，以節(jié)點(diǎn)集中荷

6、載施加在網(wǎng)架最上弦層節(jié)點(diǎn)上。1_2風(fēng)荷載取值：。·由于結(jié)構(gòu)主要承受水平風(fēng)荷載，故在考慮；面內(nèi)弧形廣告牌的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，風(fēng)荷載的計算非常關(guān)鍵。風(fēng)荷載按面板接觸節(jié)點(diǎn)從屬面積簡化為集中力施加在節(jié)點(diǎn)上。按照文獻(xiàn)(1)的規(guī)定，施加在結(jié)構(gòu)單位面積的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下公式計算：wk=pz№IIzwo(1)式中：w“風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；B：高度z處的風(fēng)振系數(shù)；u；為風(fēng)荷載體型系數(shù)：u：為風(fēng)壓高度變化系數(shù)：wo為當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)壓。1．2．1基本風(fēng)壓wo依據(jù)本工程的地理位置。從文獻(xiàn)(2)中查得wo=0．55kN／Ⅲ2。L2．2風(fēng)壓高度變

7、化系數(shù)uz本工程地處B類地面粗糙度地區(qū)，結(jié)構(gòu)離地面絕對高度30Ⅲ，根據(jù)文獻(xiàn)(1)的規(guī)定，p：取值為1．42。1．2．3風(fēng)荷載體型系數(shù)p．在文獻(xiàn)[1]中還沒有三面弧形建筑的風(fēng)載體型系數(shù)的明確規(guī)定要求，這就給設(shè)計帶來一定的難度。由于該類建筑是上下開口，周邊封閉的結(jié)構(gòu)，其風(fēng)載體型系數(shù)取值變化較多。本工程參照已有的設(shè)計實(shí)例取值，參照文獻(xiàn)(1)，(5)，(6)的有關(guān)論述，風(fēng)載體型系數(shù)取為：正風(fēng)壓u。=l。3，負(fù)壓“，一1，0。由此在3D3s設(shè)計計算網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時主要考慮咀圖5所示的風(fēng)載體型系數(shù)進(jìn)行計算。．1．2．4風(fēng)振系

8、數(shù)B。該系數(shù)的作用主要是考慮風(fēng)的脈動的影響。根據(jù)文獻(xiàn)[1]中的規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)的周期T小于O．25(s)時，可不考慮B。的影響。因此頸先估算出結(jié)構(gòu)的周期范圍才能確定是否B?？紤]的作用。根據(jù)文獻(xiàn)(2)給出的經(jīng)驗(yàn)參考公式及條件要求，本工程的結(jié)構(gòu)可簡化為等截面桿件支承的單自由度體系，初步估算出本工程結(jié)構(gòu)的特征周期T=0．486(s)，因此本工程需考慮B。的影響。，履：l+型堡(2)一段依據(jù)文獻(xiàn)[1]給出的B：的計算公式，如