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SAP2000路牌倾覆原因分析及建模(4)
③平行式桁架结构便于面板的安装,以确保路牌的外观效果。
(3)各部分之间的连接
采用薄壁型钢制作广告的骨架,具有取材方便、制作容易、费用低廉等优势,而薄壁型钢之间一般都采用焊缝连接,节点刚度较大,在实际设计中杆件之间的节点一般都按铰接考虑来计算结构的内力,因此计算的结果与实际的情况可能存在较大误差。
独立柱路牌的关键节点是面板与独立柱之间的连接。面板和独立柱之间一般都采用焊接来连接。
2.4风荷载计算的主要影响因素
风荷载也称为风的动压力,是空气的流动对工程结构所产生的压力。风荷载与基本风压、地形地貌、地面的粗糙度、距离地面高度,及建筑体型等诸因素有关。
大量的工程经验表明,风荷载在路牌的设计计算中起到了控制作用。户外独立柱双面路牌的风荷载具有其特殊的性质,故而不能简单的套用一般房屋建筑物的有关参数。要根据专门的规范来进行计算分析。
由于各块板之间存在相互干扰,风荷载作用下的合力和扭矩都比较大,风荷载的局部作用也比较明显,设计时必须予以重视。而我国现行规范中还没有这类结构的风载体型系数的明确相关规定,也没有这类结构风致扭转现象的条文。
2.4.1 风压
中国规定的基本风压W0一般是以空旷的平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平均的最大风速为标准,按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年,高层建筑和高耸结构为50年,特别重要的结构为100年),统计得最大风速v(即年最大风速分布的96.67%分位值,并按W0=ρv2/2确定。式中ρ为空气质量密度;v为风速)。
根据统计,认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压,统计分布可按极值I型考虑。基本风压因地而异。
平均时距是按风速记录为确定最大平均风速而规定的时间间隔。规定的时距愈短,所得的最大平均风速愈大,也即基本风压愈大。
风压是建筑结构风荷载计算的基本依据之一,其取值大小对路牌的计算有直接的影响。但通常实测的是风速,需要把实测的风速转换成设计需要的风压。风压的计算方法已有成熟的研究。
为便于设计计算,本文建议对路牌的风压取值应以我国现行规范为基础,按下列方法来确定。
路牌整体高度不超过30m时,其值按《全国基本风压分布图》选取。但路牌高度超过30m时,由于风荷载的不确定性使W0难以估计,基本风压尚应乘1.1的系数。
2.4.2 风载体型系数
对一个建筑物而言,从风载体型系数得到的反映是:迎风面为压力;背风面及顺风向的侧面为吸力;顶面则随坡角大小可能为压力或吸力。
准确的体型系数的确定是风荷载计算的关键。但体型系数较难确定,要得到准确的风荷载体型系数,最好是通过风洞试验,该试验费用较高,独立柱路牌还没有风洞试验的研究。
独立柱路牌的体型系数在现行的荷载规范中没有专门的规定,但可参考一般房屋的体型系数,取Us=1.3,综合考虑双面路牌的受力特点,对该系数进行修正。
文献5指出,双面路牌的最大风合力和最大扭矩均出现在45。风向角,合压力系数为1.49,比一般矩形房屋大约15﹪,也比文献2所给单面板的系数略大,说明有夹角双面板的相互干扰影响明显;力偏心距系数为0.17,扭转作用不可忽略。
2.4.3 风振系数
风振作用是风的脉动部分对高耸结构所引起的动态作用。一般结构对风力的动态作用并不敏感,可仅考虑静态作用。但对于高耸结构(如塔架、烟囱、水塔)和高层建筑,除考虑静态作用外,还需考虑动态作用。
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