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指标/参数

钢材牌号

Q235

弹性模量

2.06×

105N/mm2

剪变模量

7.9×

104N/mm2

4

泊松比

0.30

表1.3主要型钢截面

编号

截面

角钢

50*50*5

方管

50*50*4*4

1.4荷载说明

风荷载计算：

Wk=βzμsμzW0

式中:

Wk—————风荷载标准值（kN/m2）；

βz—————高度z处的风振系数；

μs—————风荷载体型系数；

μz—————风压高度变化系数；

W0—————基本风压（kN/m2）；

按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定取值、计算：

βz=2.2,μs=1.3,μz=1.38,W0=0.55kN/m2

Wk=2.2*1.3*1.38*0.55=2.17kN/m2

依据施工过程模拟计算设计验算胎架，采用有限元软件MIDAS对本工程操作平台的承载力、整体稳定等受力性能进行校核。

1）单位制

长度单位为毫米（mm），力的单位为牛（N），应力单位为兆帕（MPa）。

2）荷载工况及组合：

本次分析所涉及的荷载工况包括2种类型，主要考虑恒载（DL）、活载（LL）、风荷载（WL）作为设计荷载依据。

以上荷载工况分为1.35DL+1.4WL、1.2DL+1.4WL、1.0DL+1.4WL等3种荷载组合，设计组合时考虑不同方向的荷载作用参与工况组合。

各工况组合及编号如下表1.5所示。

表1.4设计工况汇总

项目

符号

说明

DL

结构自重

结构自重（结构理论重量）

WL

风荷载

荷载标准值2.17KN/m。

1.5边界条件

角钢支座刚接。

第二章承载力分析

2.1结构形式

结构体系见下图2.1所示：

图2.1计算模型示意图

2.2结构荷载反应

最不利工况组合Cenv下，结构的应力和变形如图2.2所示。

根据计算结果可知，操作平台结构最大拉应力约为195.4N/mm2，最大压应力为-208.8N/mm2<

f=215N/mm2，最大变形矢量和24.1mm，满足规范要求。

a.结构变形矢量和（mm）

b.应力分布图（N/mm2）

图2.2结构最不利工况下荷载反应

第三章建议和其他

1、根据计算建议角钢选用L50*6或者L63*5结构将会更偏于安全。

2、根据计算建议主要型钢截面规格调整如下：

表3.1主要型钢截面

角钢（格构柱边框）

50*50*6

角钢（格构柱斜杆）

第四章基础设计

1.1示意图

基础类型：

锥型柱基计算形式：

验算截面尺寸

平面:

剖面:

二、基本参数

1．依据规范

《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002）

《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）

2．几何参数：

已知尺寸：

B1=9000（mm）,A1=3000（mm）

H1=200（mm）,H2=200（mm）

B=16000（mm）,A=5000（mm）

无偏心：

B2=9000（mm）,A2=3000（mm）

基础埋深d=2000（mm）,

钢筋合力重心到板底距离=50（mm）,

3．荷载值：

（1）作用在基础顶部的标准值荷载

竖向荷载Fgk=90.00kNFqk=1.00kN

Mgxk=1.00kN*mMqxk=1734.00kN*m

Mgyk=0.00kN*mMqyk=0.00kN*m

Vgxk=0.00kNVqxk=0.00kN

Vgyk=0.00kNVqyk=0.00kN

（2）作用在基础底部的弯矩标准值

绕X轴弯矩:

M0xk=Mxk-Vyk*d=1735.00-（0.00）*1.00=1735.00kN*m

绕y轴弯矩:

M0yk=Myk+Vxk*d=0.00+（0.00）*1.00=0.00kN*m

（3）作用在基础顶部的基本组合荷载

不变荷载分项系数rg=1.20活荷载分项系数rq=1.40

竖向荷载F=rg*Fgk+rq*Fqk=109.40kN

Mx=rg*Mgxk+rq*Mqxk=2428.80kN*mMy=rg*Mgyk+rq*Mqyk=0.00kN*m

Vx=rg*Vgxk+rq*Vqxk=0.00kNVy=rg*Vgyk+rq*Vqyk=0.00kN

（4）作用在基础底部的弯矩设计值

M0x=Mx-Vy*d=2428.80-（0.00）*1.00=2428.80kN*m

M0y=My+Vx*d=0.00+（0.00）*1.00=0.00kN*m

4．材料信息：

混凝土：

C30钢筋：

HRB335

三、计算过程

1．修正地基承载力

修正后的地基承载力特征值fa=100.00kPa

2．轴心荷载作用下地基承载力验算

计算公式：

按《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002）下列公式验算：

pk=（Fk＋Gk）/A（式5.2.4－1）

其中：

A=6.00*18.00=108.00m2

Gk=A*d*20=108.00*1.00*20=2160.00kN

pk=（Fk＋Gk）/A=（91.00＋2160.00）/108.00=20.84kPa≤fa,满足要求

3．偏心荷载作用下地基承载力验算

当e<

b/6时,pkmax=（Fk＋Gk）/A＋Mk/W（式5.2.4－2）

pkmin=（Fk＋Gk）/A－Mk/W（式5.2.2－3）

当e>

b/6时,pkmax=3（Fk＋Gk）/3la（式5.2.2－4）

Y方向（b方向）:

Mxk=M0x/Ks=2428.80/1.35=1799.11kN*m

Fk=F/Ks=109.40/1.35=81.04kN

偏心矩eyk=Mxk/（Fk＋Gk）=1799.11/（81.04+2160.00）=0.77

基础底面抵抗矩Wx=a*b*b/6

=18.00*6.00*6.00/6

=108.00m3

e=0.77<

b/6=1.00（基础无零应力区，无需进行抗倾覆验算。

）

pkmaxY=（81.04+2160.00）/108.00+1799.11/108.00

=36.91kPa

≤1.2*fa=1.2*100.00=120.00kPa,满足要求

4．基础抗冲切验算

Fl≤0.7*βhp*ft*am*h0（8.2.7－1）

Fl=pj*Al（8.2.7－2）

am=（at＋ab）/2（8.2.7－3）

（1）柱子对基础的冲切验算：

X方向（a方向）：

pj=pjmax=23.50kPa

Alx=3.88m2

Flx=pj*Ax

=23.50*3.88

=91.13kN

ab=Min{bc＋2*ho，b}

=Min{5.00＋2*0.35，6.00}

=5.70m

amx=（at＋ab）/2

=（5.00＋5.70）/2

=5.35m

Flx≤0.7*βhp*ft*amx*ho=0.7*1.00*1430.00*5.350*0.350

=1874.37kN,满足要求

Y方向（b方向）：

Aly=2.53m2

Fly=pj*Ay

=23.50*2.53

=59.40kN

ab=Min{ac＋2*ho，a}

=Min{16.00＋2*0.35，18.00}

=16.70m

amy=（at＋ab）/2

=（16.00＋16.70）/2

=16.35m

Fly≤0.7*βhp*ft*amy*ho=0.7*1.00*1430.00*16.350*0.350

=5728.22kN,满足要求

5．基础受压验算

《混凝土结构设计规范》（7.8.1-1）

Fl≤1.35*βc*βl*fc*Aln

局部荷载设计值：

Fl=109.40kN

混凝土局部受压面积：

Al=bc*hc=16.00*5.00=80.00m2

混凝土受压时计算底面积：

Ab=108.00m2

混凝土受压时强度提高系数：

β=sqr（Ab/Al）=sqr（108.00/80.00）=1.16

1.35*βc*β*fc*Al

=1.35*1.00*1.16*14300.00*80.00

=1794430.64kN>

Fl=109.40kN满足要求！

6．基础受弯计算

MⅠ=a1**2*（2*l+a'

）*（pmax+p-2*G/A+（pmax-p）*l）/12（8.2.7－4）

MⅡ=（l－a'

）**2*（2*b＋b'

）*（pmax+pmin-2*G/A）/48（8.2.7－5）

（1）柱根部受弯计算：

X方向受弯截面基底反力设计值：

pnx=pminx＋（pmaxx－pminx）*（l/2.0＋lo/2.0）/l

=28.01＋（28.01－28.01）*（18.00＋16.00）/18.00/2

=28.01kPa

Y方向受弯截面基底反力设计值：

pny=pminy＋（pmaxy－pminy）*（b/2.0＋bo/2.0）/b

=5.52＋（50.50－5.52）*（6.00＋5.00）/6.00/2

=9.27kPa

Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值：

MⅠ=（l-lo）*（l-lo）*（2*b+bo）*（pmaxy+pminy-2*G/A）/48

=（18.00-16.00）*（18.00-16.00）*（2*6.00+5.00）*（50.50+5.52-2*2916.00/108.00）/48

=2.87kN.m

Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值：

MⅡ=（b/2-bo/2）*（b/2-bo/2）*（（2*l+lo）*（pmaxy+pny-2*G/A）+（pmaxy-pny）*l）/12

=（6.00/2-5.00/2）*（6.00/2-5.00/2）*（（2*18.00+16.00）

*（28.01+28.01-2*2916.00/18.00）+（6.00-28.01）*28.01）/12

=21.72kN.m

Ⅰ-Ⅰ截面受弯计算：

相对受压区高度：

ζ=0.000273配筋率：

ρ=0.000011

ρ<

ρmin=0.0015ρ=ρmin=0.0015

计算面积：

3600.00mm2

Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算：

ζ=0.000689配筋率：

ρ=0.000029

10800.00mm2

四、计算结果

1．X方向（a方向）弯矩计算结果：

计算面积：

3600.00mm2/m

采用方案：

D12@160

实配面积：

4241.15mm2/m

2．Y方向（b方向）弯矩计算结果：

10800.00mm2/m

12723.45mm2/m

附图：

广告牌施工图

广告牌正面示意图

材料：

方管50*50*4*4表面镀锌铁皮0.5mm厚

广告牌三维示意图

格构柱外框：

∠50*50*6斜杆：

∠50*50*5

注：

格构柱角应上包混凝土150高，以免雨水腐蚀，所有钢构件涂刷2道防锈漆；