LED大屏鋼結(jié)構若何規(guī)范施工

...wd......wd......wd...LED大屏鋼構造如何標準施工隨著多媒體技術的開展，\t"://3qled/_blank"led電子\t"://3qled/_blank"顯示屏廣泛應用于商業(yè)展示，產(chǎn)生良好的廣告效應，設計優(yōu)秀的顯示屏支撐構造同時可成為城市建筑物中靚麗的風景線。結(jié)合顯示屏的視距要求以及投資地域等特點通常會根據(jù)建設地點及建筑物要求進展構造類型設計。\t"://3qled/_blank"led顯示屏通常采用獨立落地形式或附屬建筑物進展設置〔圖1，2〕。針對不同顯示屏形式的支撐構造，應準確分析其受力特性選用相應的構造形式，本文將對LED\t"://3qled/_blank"電子顯示屏支撐構造進展分類總結(jié)，提出各種支撐構造方案適用的范圍、設計難點以及相應的優(yōu)化設計方案和構造措施。圖1落地顯示屏圖圖2屋頂顯示屏圖1、顯示屏支撐構造類型1.1落地式支撐構造落地式LED電子顯示屏多設置于城市廣場或重要交通穿插處。分析落地顯示屏支撐構造受力特性可知，支撐構造宜采用空間鋼桁架構造。在根基上設置4根鋼柱組合形成空間格構柱。上部屏體局部采用多層水平空間桁架構造，既可滿足構造受力要求，又可滿足檢修通道的設置。義烏市賓王路\t"://3qled/_blank"led顯示屏屏體面積屏體有效尺寸為13.4mｘ8.6m，屬于典型落地式支撐構造，采用格構柱形成顯示屏支撐構造體系。鋼格構柱4根主肢采用300mmｘ300mmｘ10mm，水平橫材采用200mm×100mmｘ6mm、斜腹桿為100mm×100mm×6mm，結(jié)合格構柱內(nèi)部空間設置檢修上人通道；屏體背側(cè)構件采用鋼桁架構造，上弦桿、下弦桿、腹桿均采用100mmｘ100mmｘ6mm，上部鋪設6mm厚鋼板以滿足檢修通道要求。根基采用獨立混凝土根基。支撐構造如圖3所示。1.2壁掛式支撐構造城市建設密度較大，只有很少區(qū)域能夠滿足落地式顯示屏的建設條件。而LED電子顯示屏具有播放動態(tài)畫面廣告等優(yōu)點，城市商業(yè)繁華地段需建設大量的LED顯示屏，解決該矛盾的方案就是建設附屬于已有建筑物的顯示屏。根據(jù)建筑物的建設條件、改造條件以及建筑物高度通常將附屬于建筑物的LED顯示屏支撐構造分為壁掛式顯示屏支撐構造和樓頂式顯示屏支撐構造。壁掛式顯示屏支撐構造多采用單層鋼構造固定于主體構造側(cè)面，內(nèi)部設置檢修通道。中國電信溫州分公司南站大樓LED\t"://3qled/_blank"大屏幕工程顯示屏24.0mｘ13.4m，屬于典型壁掛式顯示屏支撐構造，采用方鋼管160mmｘ160mmｘ6mm形成節(jié)點體系，槽鋼14a上鋪設6mm厚壓紋鋼板形成檢修通道，各節(jié)點通過6個M16錨栓錨固于主體構造框架柱側(cè)。該工程正立面及側(cè)立面見圖4。1.3樓頂式支撐構造實際使用中壁掛式LED電子顯示屏由于占據(jù)較大的建筑物外立面，將會影響到建筑物的采光，因而壁掛式電子顯示屏僅適用于商場等大型商業(yè)建筑。建筑高度適中的辦公建筑及民用住宅建筑設置的LED電子顯示屏只能設計在建筑物頂部。此時顯示屏支撐構造體系應歸類為樓頂顯示屏支撐構造。中國通信服務廣西公司顯示屏支撐構造設置于大樓頂部，充分利用原主體構造剪力墻設置鋼格構體系，梁柱均采用格構構件，形成具有良好受力狀態(tài)的空間桁架體系。顯示屏屏體有效尺寸17.5mx8.0m，鋼格構柱4根主肢采用100mmｘ100mmｘ5mm，水平橫材采用100mmｘ100mmｘ5mm、斜腹桿為口60mmｘ60mmｘ5mm，其中水平橫材與豎材各自組成桁架體系抵抗側(cè)向風荷載和地震荷載。節(jié)點通過10個M12螺栓錨固于主體構造。該工程正立面如圖5所示。2、荷載作用LED電子顯示屏采用落地式、壁掛式或樓頂式均需計算永久荷載、活荷載、風荷載、雪荷載、裹冰荷載、地震荷載等荷載作用〔1〕。其中永久荷載需計入屏幕自重荷載，活荷載需考慮屏體檢修涉及的檢修荷載。荷載組合系數(shù)應符合標準要求。壁掛式或樓頂式顯示屏其自振周期應結(jié)合主體構造進展整體分析，通常情況下可選用主體構造自振周期進展計算〔2、3〕，并分析高振型對樓頂式支撐構造的影響〔4〕。風荷載的計算應按照圍護構造進展設計分析，對大型支撐構造應根據(jù)具體構造形式進展深入分析〔5〕。地震荷載的計算應綜合考慮雙向水平地震和豎向地震作用，對壁掛式支撐構造尤其要重視罕遇地震下豎向地震作用的影響分析。此外電子顯示屏內(nèi)部設置有電子顯示單元，長時間的\t"://3qled/_blank"照明及其他設備的運作均會帶來過多的熱量，內(nèi)部易出現(xiàn)散熱問題，支撐構造內(nèi)部布置有大量的電力線路，線路老化等問題也易導致火災發(fā)生。顯示屏支撐構造在此類意外作用發(fā)生時應有足夠的抵抗能力，不致發(fā)生連續(xù)性倒塌破壞，需加強關鍵構件支撐節(jié)點的設計，提高安全儲藏。3、構造選型3.1落地式支撐構造落地式電子顯示屏支撐構造通過與根基連接的柱體承當上部屏體構造的荷載，可按照懸臂梁構造進展分析計算。落地式支撐構造通常采用單柱或雙柱加橫梁式構造，其余類型可結(jié)合建筑造型選用適宜的支撐構造體系。柱體設計可采用混凝土構造、鋼管構造以及格構鋼柱，橫梁可選用格構梁等鋼構造類型。其根基選型應根據(jù)場地的地質(zhì)條件確定，并應進展抗壓、抗拔、抗彎和抗傾覆計算。結(jié)合懸臂構造的受力特點，落地式支撐構造的關鍵構件為豎向柱體設計，選用安全合理符合工藝要求的截面形式。結(jié)合顯示屏支撐構造的建設周期等特點，選用圓形鋼柱和格構鋼柱截面進展分析，研究一樣應力應變情況下鋼材的用量。采用有限元分析軟件建設模型，圓形鋼柱采用彩1000×15，格構鋼柱4根主肢采用300mm×300mm×10mm，水平橫材采用200mmｘ100mmｘ6mm、斜腹桿為100mｘ100mm×6mm，根據(jù)懸臂構造受力特點，將上部屏體承受荷載簡化到柱體頂部，根據(jù)簡化后的模型對兩種柱體進展有限元分析。分析結(jié)果說明，對落地式支撐構造，圓柱式截面及格構式截面均為良好的截面形式。戶外電子顯示屏由于需維修電子顯示元件，因而需設置上人通道，采用格構式柱可充分利用格構空間設置上人通道，不會像圓截面一樣由于設置上人孔洞導致柱根部截面出現(xiàn)薄弱部位。當由于景觀需設置圓形截面時應對上人部位進展局部加固處理。當兩種截面類型均能滿足實用及外觀要求時，應優(yōu)先采用格構柱。3.2壁掛式支撐構造壁掛式支撐構造通過鋼節(jié)點錨固于主體構造物側(cè)部，通?？刹捎每蚣苤潭ü?jié)點，當節(jié)點間距不能滿足要求時，可采用框架梁作為輔助支點設計位置。橫梁構件固定于支撐點上形成水平向片狀構造體系，該體系承當顯示屏傳來的風荷載并作為檢修通道承當檢修荷載，屬于壁掛式支撐構造的主要受力體系。屏體龍骨均布置在水平片狀構造體系上。通常該體系可采用水平放置的桁架，對于節(jié)點距離較小的體系可直接采用型鋼作為橫梁，計算模型可采用連續(xù)梁方案。水平片狀構造體系是壁掛式支撐構造的關鍵構件。圖6，7研究了兩種水平片狀構造體系的應力應變特點，主體構造軸線間距為7500mm，在樓層中部設置的檢修平臺中間無法設置支撐點，因而該工程最大變形點發(fā)生在樓層中部位置。根據(jù)變形特點分別采用兩種構造形式進展分析。節(jié)點構件均采用160mmｘ160mm×6mm，單獨型鋼水平支撐構造采用100mm×l00mm×5mm，組合桁架水平支撐構造弦桿采用50mmｘ50mmｘ4mm，斜腹桿采用30mmｘ30mm×3mm。根據(jù)圖6，7的分析結(jié)果可知，當支撐構造體系總質(zhì)量一樣的情況下，采用斜腹桿組合桁架構造比采用直腹桿組合桁架構造變形小。結(jié)果說明，水平片狀構造體系采用斜腹桿組合桁架構造可有效降低支撐構造變形，尤其當框架軸線間距較大，中間區(qū)域無法連續(xù)設置支點時，增加斜腹桿密度可有效降低支撐構造變形。3.3樓頂式支撐構造樓頂式支撐構造需結(jié)合樓頂原有構造布置進展設計，充分利用原有主體構造體系承當荷載對優(yōu)化樓頂式支撐構造體系非常重要。通常可結(jié)合建筑物造型采用平面桁架、空間桁架或網(wǎng)架構造等多種構造形式，構造方案靈活多變，可采用有限元分析軟件進展建模分析計算。針對樓頂輕鋼的特點應注意自振周期的特殊性以及鞭梢效應，宜對樓頂式支撐構造與大樓建設整體模型進展有限元分析，研究支撐構造的應力應變特性。樓頂式支撐構造屬于空間構造體系，其與主體構造的連接方式有多種類型，需根據(jù)實際主體構造頂部的情況確定。不同的構造類型受力性能差異很大，只有采用有限元方法分析整體空間構造的受力狀態(tài)才能得到符合實際的設計方案。圖8為結(jié)合實際工程主體構造突出丁頁面的剪力墻與下部柱頂布置支撐點形成的網(wǎng)架構造，鋼柱和支撐于剪力墻的橫鋼梁采用90mmｘ90mmｘ5mm，橫向次鋼梁選用組合雙角鋼2ｘL40ｘ4，斜腹桿均采用組合雙角鋼2ｘL30ｘ3。采用鋼材總質(zhì)量為13900kg，柱構件根部應力最600習大，其值為133N/mm2，其余構件應力均不大于N/mm2，平面內(nèi)最大變形為3.08mm，滿足變形要求〔6〕。圖9采用空間桁架構造體系，構件均選用方鋼管，其中柱和橫鋼梁支撐構件100mm×100mmｘ5mm，次鋼梁80mmｘ80mmｘ5m，斜腹桿60mmｘ60mmｘ4mm，最大應力值135N/mm2，最大變形值3.08mm，鋼材總質(zhì)量14100kg。比照兩種構造類型可知，采用一樣重量的網(wǎng)架構造體系與空間桁架構造體系的應力和應變相差不多，兩種構造體系效果相近。綜合考慮施工難度及維護方便等因素，樓頂式支撐構造宜選用空間桁架形式。4、節(jié)點分析采用鋼構件為主要構件的顯示屏支撐構造存在大量的連接節(jié)點，節(jié)點的準確設計對整體構造的安全性能至關重要。支撐構造與混凝土根基連接采用專用預埋件，與主體混凝土構造的連接采用40c-學錨栓和植筋，在與梁體連接處優(yōu)先采用對穿螺栓。所有節(jié)點均不得采用膨脹螺栓。根基節(jié)點設置的錨栓數(shù)量應滿足承載力要求，并按照對稱原那么進展等間距布置。落地式支撐構造屬于懸臂型構造體系，其柱根部應力較大；壁掛式支撐構造同樣屬于懸臂型構造體系，其節(jié)點根部應力較大。針對與根基及主體構造連接節(jié)點的應力分布特點，采用在根部對節(jié)點進展處理的方案進展優(yōu)化設計，可有效改善節(jié)點應力并降低鋼材用量。圖10為優(yōu)化后的兩種根部節(jié)點類型。5、完畢語〔1〕落地式顯示屏支撐構造屬于懸臂構造，其柱體為關鍵構件，根據(jù)應力應變分析結(jié)果結(jié)合電子顯示屏檢修特點，優(yōu)先選用格構式截面?！?〕壁掛式顯示屏支撐構造水平片狀構造體系采用斜腹桿組合桁架構造優(yōu)于直腹桿組合桁架構造，當主體構造軸線較大，中間區(qū)域無法設置節(jié)點時應增加斜腹桿密度?！?〕樓頂式顯示屏支撐構造可采用網(wǎng)架構造和空間桁架構造體系，兩種構造體系應力應變均衡，從施工難度等方面考慮優(yōu)先選擇空間桁架體系?！?〕顯示屏支撐構造節(jié)點的準確設計對整體構造安全陛能至關重要，針對節(jié)點根部受力較大特性設置抗剪鍵或十字加勁肋等構造措施，可有效提高節(jié)點的承載能力。參考文獻［1］ＧＢ50009－－20xx，建筑構造荷載標準［