Расчет рекламных конструкций

 

Выполнение требуемых расчетов рекламных конструкций показано на примере расчетов щита 3х6. С некоторыми поправками эта методика применима и к расчетам других конструкций наружной рекламы.

 

Расчет типовой рекламной конструкции щита 3х6м, для установки в ветровых районах с 3-го по 5-й.

Москва 2008г.

Часть 1.

Ветровая нагрузка

 

Методика расчета

Описание конструкции

Геометрические характеристики элементов

Определение ветровой нагрузки

Ветер под углом 90 о к щиту

Ветер под углом 45 о к щиту 5 Расчет стойки

Часть 2. Расчет на устойчивость

Методика расчета

Настоящий проект  является типовым для ветровых районов с 3-го по 5-ый При разработке принято:
1. Ветровой район - III, IV, V
2. Тип местности при определении ветровой нагрузки - А
3. Уровень ответственности - 3, для которого понижающий нагрузку коэффици­ент γп принимается равным 0.8-0 95 (в настоящем проекте γп=09)
4. Срок службы конструкции - 10 лет
5 Расчетная температура наружного воздуха t ≥ -w°c, как средняя температура наиболее холодной пятидневки по СНиП 23-01-99 «Строительная климатоло­гия», что соответствует климатическому району строительства II4, II5
6. Зона влажности - "влажная" СНиП 23-01-99 (рис.2)
7. Степень агрессивного воздействия среды на металлические конструкции -среднеагрессивная, по СНиП 2.0311-85 "Защита строительных конструкций от коррозий", табл. 24, для группы газов "B" во влажной среде

Описание рекламной конструкции

На рис.1 приведена схема разборной двухсторонней рекламной с высотой стойки до низа панели от 2-х до 5м Размеры рекламной панели составляют 6180х3350х 410мм Размер рекламного поля 6010х3010мм Панель опирается на стойку изготовленную из трубы ф325 Крепление панели может быть выполнено как с центральным расположением ее относительно оси стойки, так и со смещением на 3/4 (показано на рис 1). Стойка закреплена 8-ю фундаментными анкерами на заглубленном фундаменте Все изменяемые параметры в зависимости от ветрового района установки и высоты стойки приведены в табл 1

Чертеж рекламной конструкции, основные размеры рекламного щита.

Чертеж рекламной конструкции. Рис. 1

Основные геометрические размеры и крепежные элементы рекламной конструкции в зависимости от ветрового района. Таблица 1

Высота стойки, м

Элементы конструкции

Ветровой район

III

IV

V

2

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Фундамент

2.5x1.9x0.5 м

2.8x2.1x0.5м

3.2x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М 30

М 30

Поперечные балки

Гншв.236x70

Гншв.236x70

Гншв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

2,5

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Фундамент

2.7x1.9x0.5м

3x2.1x0.5м

3.6x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М 30

М 30

Поперечные балки

Гншв.236x70

Гншв.236x70

2 гншв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

3

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Ф325х10 (С245)

Фундамент

3x1.9x0.5 м

3.6x2.1x0.5м

4x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М 30

М36

Поперечные балки

Гншв.236x70

Гншв.236x70

2 гн.шв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

3,5

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х8 (С245)

Ф325х10 (С245)

Фундамент

3,4x1.9x0.5м

3.8x2.1x0.5м

4.2x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М 30

М36

Поперечные балки

Гншв.236x70

Гн.шв.236x70

2 гншв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

4

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х10 (С245)

Ф325х10 (С345)

Фундамент

3.6x1.9x05м

4x2.1x0.5м

4.4x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М36

М36

Поперечные балки

Гншв.236x70

Гн.шв.236x70

2 гншв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

4,5

Стойка

Ф325х8 (С245)

Ф325х10 (С345)

Ф325х10 (С345)

Фундамент

3.8x1.9x0.5м

4.2x2.1x0.5м

4.6x2.1x0.5м

Анкера

М 30

М36

М36

Поперечные балки

Гншв.236x70

2 гншв.236x70

2 гншв.236x70

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

5

Стойка

Ф325х10 (С245)

Ф325х10 (С345)

-

Фундамент

4x1.9x0.5 м

4.4x21x0.5м

-

Анкера

М36

М36

-

Поперечные балки

Гншв.236x70

2 гншв.236x70

-

Оголовок

160х160х8(С245)

160х160х8(С345)

-

 наверх

Геометрические характеристики элементов

- сечение стойки, труба ф325х8
Чертеж стойки рекламного щита, поперечный разрез            
Определение геометрических параметров рекламного щита
сечение стойки, труба ф325х10
Поперечный разрез опры рекламной конструкции
Определение прочности опоры рекламной конструкции

наверх

Определение ветровой нагрузки на рекламную конструкцию


Ветер под углом 90 к щиту


- ветровой район III, высоты стойки 2м, стойка ф325х8

Ветровая нагрузка определяется как сумма средней и пульсационной составляющих: Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Wm определяется как:
Wm=W0хkхc, где
W0 - нормативное значение ветрового давления, W0 = 38 кг/м2 (для III района) [1]
k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, k = 0.75
( [1], п.6.5, табл 6) c - аэродинамический коэффициент, c = 1.4 ( [1], прил 4)
Wm =38x0.75x1.4 = 39.9 кг/м2
Определение ветровой нагрузки на рекламный щитЧертеж схема расчета ветровой нагрузки 

 

Так как первая частота собственных колебаний f 1, Гц меньше предельного значения соб-ственной частоты fl сооружения:
определение ветровой нагрузки на рекламную конструкцию
то нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки Wp определяется по
формуле:
Формула для определение ветровой нагрузки
Где С - коэффициент пульсаций давления ветра, С = 0.85 ( [1], п.6.7, табл. 7) у - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра, у = 0.9 ( [1], п.6.9, табл. 9)
Wp =39.9x0.85x0.9 = 30.52 кг/м2
Итого ветровая нагрузка:
W = (Wm+Wp)xyf xyn=(39.9+ 30.52)x1.4x0.9 = 88.7 кг/м2 , где
yf=1.4- коэффициент надежности по ветровой нагрузке, [1]
уc = 0.9 - коэффициент надежности по ответственности ([1], прил.7)
Нагрузка на щит от давления ветра:
Pw =WxF = 88.7x20.7 = 1836 кгс, где
F = 3.35x6.18 = 20.7 м2 - расчетная ветровая поверхность

- ветровой район III, высота стойки 2,5м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе

- ветровой район III, высота стойки 3м, стойка ф 325х8

формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе

- ветровой район III, высота стойки 3.5м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе

- ветровой район III, высота стойки 4м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе

- ветровой район III, высота стойки 4.5м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе в зависимости от высоты опоры рекламной конструкции

- ветровой район III, высота стойки 5м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в третьем ветровом районе

ветровой район IV, высота стойки 2м, стойка ф325х8

наверх
формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе

- ветровой район IV, высота стойки 2,5м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 2.5 метра

- ветровой район IV, высота стойки 3м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 3 метра
- ветровой район IV, высота стойки 3.5м, стойка ф325х8

формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 3.5 метра

- ветровой район IV, высота стойки 4м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 4 метра

- ветровой район IV, высота стойки 4.5м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 5 метра
- ветровой район IV, высота стойки 5м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в четвертом ветровом районе, dscnf jgjhs 5 метра

- ветровой район V, высота стойки 2м, стойка ф 325х8

наверх

формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 2 метра

- ветровой район V, высота стойки 2,5м, стойка ф325х8


формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 2.5 метра

- ветровой район V, высота стойки 3м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 3 метра

- ветровой район V, высота стойки 3.5м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 3.5 метра

- ветровой район V, высота стойки 4м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 4 метра

- ветровой район V, высота стойки 4.5м, стойка ф325х10

формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 4.5 метра
- ветровой район V, высота стойки 5м, стойка ф325х10


формула для расчетов ветровой нагрузки в пятом ветровом районе, высота опоры рекламного щита 5 метра

наверх

Ветер под углом 45 град.к щиту


Схема определения ветровой нагрузки на рекламный щит при ветре под углом в 45 градусов к конструкции

При ветре , направленном к щиту под углом 450 (рис.1), в соответствии с указаниями п.13 обяза­тельного приложения 4 СНИП 20107-85* имеем по табл.2 (рис.2):

 

формула для расчета ветровой нагрузки на рекламный щит при ветре под углом в 45 градусов к конструкции

Соответственно проекции равнодействующей ветровой нагрузки на оси X и Y составят:
формула для расчета ветровой нагрузки на рекламный щит при ветре под углом в 45 градусов к конструкции по осям x и y

где Pw - равнодействующая ветровой нагрузки при направлении ветра перпендикулярно щиту
Итого, для рассматриваемой конструкции имеем:

Расчетные параметры рекламной конструкции. Таблица 2

H, м
Ветровой район
III
IV
V

W

Pw

Px

Py

W

Pw

Px

Py

W

Pw

Px

Py

2

88.7

1836

1574

590

112.1

2320

1989

745

140.1

2900

2486

931

2,5

88.7

1836

1574

590

112.1

2320

1989

745

165

3416

2928

1097

3

104.1

2155

1847

692

132.5

2743

2351

881

166.2

3440

2949

1105

3,5

108.2

2240

1920

720

137.6

2848

2441

915

172.7

3575

3064

1148

4

112.3

2325

1993

747

142.3

2946

2525

946

179.8

3722

3190

1195

4,5

116.7

2416

2071

776

148.5

3074

2635

987

186.3

3856

3305

1238

5

120.4

2492

2136

800

152.6

3159

2708

1015

192.1

3976

3408

1277

наверх

Расчет стойки рекламного щита

В зависимости от ветрового района установки и высоты конструкции существу-ют три варианта исполнения стойки труба ф325х8(С245), ф325х10(С245) и ф325х10( С 345) (см. табл.1). Проверка стойки ведется для каждого из вариантов испол­нения, при этом рассматривается случай, при котором изгибающий момент для эле­мента заданного сечения является наибольшим.
Расчетная схема
Стойка ф325х8( С 245), высота 4.5м ветровой район III
ветровая нагрузка под углом 90гр к щиту

чертеж схема расчета опры (стойки) рекламного щита
Сечение А-А у стойки в этом случае является наиболее загруженным. В этом сечении от ветровой нагрузки возникают:
-    изгибающий момент относительно оси Х-Х
-    крутящий момент относительно оси Z
От собственного веса панели и ветровой нагрузки возникает:
-    изгибающий момент относительно оси Y-Y Проверка стойки по прочности
формулы расчета опры (стойки) рекламного щита

Вывод сечение стойки ф325х8(С245) обеспечивает необходимую прочность

Расчетная схема

Стойка ф325х10( С 245), высота 3.5м, ветровой район V,
ветровая нагрузка под углом 90гр к щиту
Чертеж - схема расчета опры рекламного щита на прочность

Проверка стойки по прочности:
формулы расчета опры рекламного щита на прочность

Вывод : сечение стойки ф325х10(С24-5) обеспечивает необходимую прочность

 

Расчетная схема
Стойка ф325х10(С345), высота 4.5м ветровой район V,
ветровая нагрузка под углом 90гр к щиту
Чертеж - схема расчета опры рекламного щита на прочность в 4 ветровом районе
Проверка стойки по прочности:
формулы расчета опры рекламного щита на прочность в четвертом ветровом районе
Вывод: сечение стойки ф325х10(С345) обеспечивает необходимую прочность

Часть 2. Рсчет на устойчивость

наверх