戶外LED顯示屏單立柱抗風(fēng)能力設(shè)計精編版

1、戶外LED顯示屏單立柱抗風(fēng)能力設(shè)計公司標(biāo)準(zhǔn)化編碼QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N戶外LED顯示屏單立柱抗風(fēng)能力設(shè)計通過研究戶外獨立柱LED顯示屏的結(jié)構(gòu)特點和荷載，對其結(jié)構(gòu)及其抗風(fēng)性能進(jìn)行分析，得到LED顯示屏的荷載以及穩(wěn)定性。在允許的條件下，對LED顯示屏的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計，得到符合安全、經(jīng)濟(jì)雙重標(biāo)準(zhǔn)的新型獨立柱LED顯示屏。關(guān)鍵詞：獨立柱LED顯示屏、抗風(fēng)能力、荷載分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化一、引言平面獨立柱LED顯示屏由于其簡捷的造型和良好的視覺效果在街道及道路兩側(cè)的應(yīng)用十分普遍。風(fēng)荷載是各種工程，特別是獨立柱LED顯示屏結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要荷載，由于平面LED顯示屏是非封閉結(jié)

2、構(gòu)，在廣告版的正反兩面均有風(fēng)壓作用，而且很薄。每次臺風(fēng)來襲，LED顯示屏遭受破壞甚至整體倒塌的情況時有發(fā)生，有時破損率甚至達(dá)到90%。全世界風(fēng)災(zāi)引起的損失每年大約100億美元左右，而且有日漸增加的趨勢，我國又是風(fēng)災(zāi)嚴(yán)重國家，且工程損傷又是風(fēng)災(zāi)損失的重要成分。因此，能否科學(xué)合理地確定風(fēng)荷載將直接影響到設(shè)計的安全性和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)LED顯示屏破壞情況，分析LED顯示屏被吹毀破壞的原因主要有：其一，LED顯示屏后蓋板為1mm厚或以下的薄鋼板，在風(fēng)吸力作用下，由周邊支承變?yōu)辄c支承，抗風(fēng)能力大為降低，且鉚釘間距偏大，導(dǎo)致面板沖破鉚釘或連帶鉚釘一起被風(fēng)吹走。其二，風(fēng)荷載計算有誤，導(dǎo)致風(fēng)荷載偏小。獨立柱平面L

3、ED顯示屏屬于細(xì)長薄結(jié)構(gòu)，若不分析結(jié)構(gòu)的動力特性，風(fēng)振系數(shù)就會按取值，導(dǎo)致風(fēng)荷載設(shè)計值偏小，這樣鋼構(gòu)件、構(gòu)件之間的連接與基礎(chǔ)抗拔能力必然都不夠。這是導(dǎo)致獨立柱平面LED顯示屏被吹毀的重要原因。在設(shè)計LED顯示屏?xí)r，我們既要保證在工作中的可靠性，又要盡量減輕LED顯示屏的自重，這都要求我們要對獨立柱LED顯示屏的強度、剛度、穩(wěn)定性有一個深入的、系統(tǒng)的、科學(xué)的、完整的分析研究，不斷地進(jìn)行比較，找出最合理的模型。二、LED顯示屏的力學(xué)分析獨立柱平面LED顯示屏是由與底面相連的一根立柱與立柱一側(cè)的一些桿件構(gòu)成。因為LED顯示屏一般結(jié)構(gòu)比較高，在重力荷載以及風(fēng)荷載的作用之下，容易產(chǎn)生較大的變形和振動。本

4、文將計算模型簡化為一端固定的懸臂梁，并以此為理論基礎(chǔ)，對戶外獨立柱LED顯示屏進(jìn)行分析研究。顯示屏的荷載分析T5L加劇*彌-HUSK*祚的川乳（止風(fēng)荷載和卅卜HLkMhA!SOI.IIHW£TEPISUHIIlMhIKtNOAYt)DMXJ5杭引丨SWN-1AMSMJi4T.J(HtLl-MLNTSOLbTIO'SS'lEPLSUBJ1iMtI施tXJAVG)frMK-幻站-15i.ijtyi3z.6in廊加州“亠SWIMgTW<M3J'Jiilth）應(yīng)瓜佶料作陽卜獨立柱平面LED顯示屏所受的荷載有：風(fēng)荷載、重力荷載、裹冰荷載、雪荷載、地震作用、溫度變化

5、、基礎(chǔ)不均勻沉降、自重和各種偶然性的事故荷載等等。LED顯示屏的主要荷載是風(fēng)荷載，其他荷載只是在某些特定的條件下才予以考慮，本文也僅研究LED顯示屏在風(fēng)載荷作用下的特性。對于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計計算來說，風(fēng)力作用的大小最好直接以風(fēng)壓來表示，風(fēng)速越大，風(fēng)壓越大。低速運動的空氣可作為不可壓縮的流體看待，可用對于不可壓縮理想流體質(zhì)元作穩(wěn)定運動的伯努利方程來分析。當(dāng)它在同一水平線上運動時，伯努利方程為1：（1）式（1）中：3為單位面積上的靜壓力；V為空氣質(zhì)元的體積；v為風(fēng)速；m為運動流體a質(zhì)元的質(zhì)量；3V為靜壓能；a將（1）式兩邊除以V,伯努利方程為：（2）在氣壓為，常溫25°c和絕對干燥的情況下，

6、海面上的重力加速度g=s2帶入式（2）中得到單位面積上的風(fēng)壓力為：（3）由于風(fēng)壓與大氣壓邊界層內(nèi)地表粗糙度與高度有關(guān)，又考慮到：一般建筑物都是鈍體，即都是非流線體，當(dāng)氣流繞過建筑物時會產(chǎn)生分離、匯合等現(xiàn)象，引起建筑物表面壓力分布不均勻。為了反映建筑結(jié)構(gòu)上平均風(fēng)壓受到各種因素和情況影響，同時又能便于LED顯示屏抗風(fēng)設(shè)計之應(yīng)用，我國高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和戶外LED顯示屏設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程把結(jié)構(gòu)單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定為：4）式4中，B為風(fēng)振系數(shù)，一般取，u為風(fēng)載體型系數(shù)，一般在計算時出于安全考慮考慮，取u=；3為建筑物所在地區(qū)的基本風(fēng)壓（KN/m2）。根據(jù)某市要求，LED顯示屏、建筑結(jié)構(gòu)等具有抗8

7、級風(fēng)的能力（最大風(fēng)速為s），代入式（3）中，計算出3二263Pa。根據(jù)式（4），計算出風(fēng)壓P=XXX263=410Pa。顯示屏的穩(wěn)定性分析獨立柱LED顯示屏的結(jié)構(gòu)組成包括兩部分：LED顯示屏面板和支撐面板的柱，由于這種LED顯示屏的建筑方案固定單一，因此立柱的剛度問題對LED顯示屏的穩(wěn)定性來說就特別重要。傳統(tǒng)的施工方案是采用鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)，鋼管外徑，內(nèi)徑，其抗彎剛度具體計算公式如下：（5）E和E分別為鋼材和混凝土的彈性模量，E=290000MPa,E=28882MPa,I和I分別sesese為鋼材和混凝土的截面慣性矩。a為小于1的系數(shù)，反應(yīng)了鋼管混凝土受彎構(gòu)件的特點對鋼管混凝土抗彎剛度的影響

8、，對于圓鋼管混凝土來說，a=0.6。鋼管部分混凝土部分所以鋼管混凝土抗彎剛度為：三、LED顯示屏的結(jié)構(gòu)優(yōu)化立柱的結(jié)構(gòu)改進(jìn)由于鋼管混凝土在彎矩作用下，混凝土?xí)蚴芾顺龉ぷ?，?dǎo)致抗彎剛度大幅下降?，F(xiàn)考慮在鋼管混凝土里面添加鋼筋，受彎時混凝土和鋼管產(chǎn)生相互作用的緊箍力，從而顯著提高立柱的抗彎剛度。在為鋼管混凝土配鋼筋時，考慮到立柱受彎時中和軸附近受力較小，可考慮不配以盡量減少立柱的自重。其抗彎剛度具體計算公式如下：（6）鋼筋直徑為30mm，截面積鋼筋對于其形心軸x軸的截面慣性矩采用近似計算公式：（xi為鋼筋至形心軸的距離）因此配鋼筋鋼管混凝土抗彎剛度為：從計算結(jié)果可知，立柱抗彎剛度剛度提高近20

9、%，在實際工程施工中也可以看出其效果。圖1鋼管混凝土柱截面顯示屏結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化LED顯示屏結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它承擔(dān)將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部荷載安全傳遞給地基，并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用。為保證LED顯示屏結(jié)構(gòu)的安全性和整體穩(wěn)定性，要求基礎(chǔ)能夠抵抗LED顯示屏自身壓力以及彎矩引起的拔力。LED顯示屏結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中一般采用柱下獨立擴(kuò)展基礎(chǔ)，這種結(jié)構(gòu)方式需要混凝土和鋼筋用量比較大，經(jīng)濟(jì)性能不佳，有必要對基礎(chǔ)形式加以改進(jìn)。圖2為改進(jìn)的LED顯示屏基礎(chǔ)立面圖和平面圖?；A(chǔ)底面為10X4m，底板厚130cm，肋梁分別1400X400cm、1600X400m、1800X400m三種。這種基礎(chǔ)最大特點是用梁板結(jié)構(gòu)代替常規(guī)獨立基礎(chǔ)的椎體混凝土，使混凝土用量有所減少。圖2-a廣告基礎(chǔ)立面圖圖2-b廣告基礎(chǔ)平面圖驗算地基承載力是否滿足要求：式中：G為基礎(chǔ)自重標(biāo)準(zhǔn)值；W為基礎(chǔ)底面的抵抗矩；P、P分別為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組maxmin合基礎(chǔ)邊緣最大壓力值和最小壓力值；荷載N=、M=12857KN、G=8960KN、A=140m2、。根據(jù)提供數(shù)據(jù)計算P二、P=。maxmin由于地基承載力特征值fa二，P二V二，因此LED顯示屏基礎(chǔ)滿足地基承載力的要求。max四、結(jié)