立柱三面翻广告牌设计计算书项目名称：高耸立柱三面翻广告牌设计阶段：施工图一、工程概况本工程为广告牌钢结构工程。

二、设计依据（1）《建筑结构荷载规范》（GB5009－2001）（2）《高耸结构设计规范》（GBJ 135-90）（3）《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003）三、结构计算荷载计算（根据GB5009－2001）风载：ω=μz*μs*βz *ωoβz：z高度的风振系数μz：z高度处的风压高度变化系数，s：体型系数，ωo：基本风压，岳阳地区，ωo=0.55kn/m2使用同济大学MTS软件进行了计算：＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝总体信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝结构类型：广告牌结构重要性等级：二级；结构楼层总数：5；标准截面总数：11；混凝土容重：25.00kN/m3；钢材容重：78.00kN/m3；地下室层数：0；＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝风荷载信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝依据荷载规范:建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）；地面标高:0.000m基本风压 (kN/m2)：0.55；地面粗糙程度:A级；＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝地震信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝= 振型组合方法：扭转耦联；计算振型的个数：3；场地土类别：IV；地震烈度：7度地震分组：第1组；加速度：0.10g框架的抗震等级：4；剪力墙的抗震等级：2；活荷质量折减系数：0.50；周期折减系数：1.00；结构的阻尼比：0.035；＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝活荷载信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝柱、墙活荷载进行折减；传到基础的活荷载进行折减；------------柱，墙，基础活荷载折减系数-------------层号折减系数1 1.002-3 0.854-5 0.706-8 0.659-20 0.60>20 0.55＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝荷载组合信息＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝表1. 荷载基本组合( 35个)LC1 ：1.20D+1.40LLC2 ：1.00D+1.40LLC3 ：1.20D+1.40W1LC4 ：1.20D-1.40W1LC5 ：1.00D+1.40W1LC6 ：1.00D-1.40W1LC7 ：1.20D+1.40W2LC8 ：1.20D-1.40W2LC9 ：1.00D+1.40W2LC10 ：1.00D-1.40W2LC11 ：1.20D+0.98L+1.40W1LC12 ：1.20D+1.40L+0.84W1LC13 ：1.00D+0.98L+1.40W1 LC14 ：1.00D+1.40L+0.84W1 LC15 ：1.20D+0.98L-1.40W1 LC16 ：1.20D+1.40L-0.84W1 LC17 ：1.00D+0.98L-1.40W1 LC18 ：1.00D+1.40L-0.84W1 LC19 ：1.20D+0.98L+1.40W2 LC20 ：1.20D+1.40L+0.84W2 LC21 ：1.00D+0.98L+1.40W2 LC22 ：1.00D+1.40L+0.84W2 LC23 ：1.20D+0.98L-1.40W2 LC24 ：1.20D+1.40L-0.84W2 LC25 ：1.00D+0.98L-1.40W2 LC26 ：1.00D+1.40L-0.84W2 LC27 ：1.20D+0.60L+1.30E1 LC28 ：1.00D+0.50L+1.30E1 LC29 ：1.20D+0.60L-1.30E1 LC30 ：1.00D+0.50L-1.30E1 LC31 ：1.20D+0.60L+1.30E2 LC32 ：1.00D+0.50L+1.30E2 LC33 ：1.20D+0.60L-1.30E2 LC34 ：1.00D+0.50L-1.30E2 LC35 ：1.35D+0.98L表2. 荷载标准组合( 1个)LC36 ：1.00D+1.00L表3. 荷载准永久组合( 1个)LC37 ：1.00D+0.50L===============================================动力特性信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006--8--24--0--17===============================================结构动力特性总体信息----------------------------------------------------------------------------编号周期(S) 频率(Hz) 扭转因子 Ti/T1 平动因子X+Y 振型方向（度）有效质量X 有效质量Y1 1.008 0.993 0.01 1.000.03+0.96 88.42 0.03 0.942 0.991 1.009 0.00 0.980.97+0.03 1.58 0.97 0.963 0.464 2.155 0.99 0.460.00+0.01 -900.00 0.97 0.97===============================================层间位移与楼层位移信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006--8--24--0--17===============================================各列表符号和参数说明：最大位移不宜超过平均位移的1.200倍，不应超过平均位移的1.500倍楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/100h: 楼层层高JmaxD: 最大层间位移对应的节点号Max-DX(Y): X(Y)向最大层间位移值Max-DX(Y)/h: X(Y)向的最大层间弹性位移角Ave-DX(Y): X(Y)向层间位移的平均值Ratio-DX(Y): X(Y)向层间最大位移与平均位移的比值Jmax: 最大楼层位移对应的节点号Max-X(Y): X(Y)向最大楼层位移值Ave-X(Y): X(Y)向楼层位移的平均值Ratio-X(Y): X(Y)向楼层最大位移与平均位移的比值一. 基本工况为：BLC3 风载1作用下：(主方向X向)1 3层间位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DX Max-DX/h Ave-D X Ratio-DX第1层 22.000 25 25.373 1/867 25.3 73 1.000第2层 2.000 868 3.821 1/523 3.7 64 1.015第3层 2.000 869 3.857 1/518 3.8 04 1.014第4层 2.000 870 3.857 1/518 3.8 03 1.014第5层 2.000 871 3.839 1/520 3.7 94 1.012最大层间弹性位移角出现于第3层，为1/518不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-X Ave-X Ratio-X第1层 25 25.373 25.3731.000第2层 868 30.190 29.1061.037第3层 869 34.046 32.9101.035第4层 870 37.904 36.7141.032第5层 871 41.743 40.5071.030最大楼层平均位移出现于第5层，为40.507二. 基本工况为：BLC4 风载2作用下：(主方向Y向)1 3层间位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DY Max-DY/h Ave-D Y Ratio-DY第1层 22.000 25 101.355 1/217 101.3 55 1.000第2层 2.000 816 17.287 1/115 15.3 32 1.128第3层 2.000 817 17.074 1/117 15.4 23 1.107第4层 2.000 818 16.665 1/120 15.3 92 1.083第5层 2.000 819 16.154 1/123 15.2 85 1.057最大层间弹性位移角出现于第2层，为1/115不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-Y Ave-Y Ratio-Y第1层 25 101.355 101.3551.000第2层 816 160.018 124.534 1 .285第3层 817 177.092 139.957 1 .265第4层 818 193.757 155.349 1 .247第5层 819 209.910 170.634 1 .230最大楼层平均位移出现于第1层，为-101.355三. 基本工况为：BLC5 水平地震1作用下：(主方向X向)1 3层间位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DX Max-DX/h Ave-D X Ratio-DX第1层 22.000 25 12.035 1/1828 12.03 5 1.000第2层 2.000 768 1.757 1/1138 1.75 2 1.003第3层 2.000 769 1.773 1/1128 1.76 9 1.002第4层 2.000 770 1.772 1/1128 1.77 2 1.000第5层 2.000 871 1.773 1/1127 1.77 0 1.002最大层间弹性位移角出现于第5层，为1/1127不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-X Ave-X Ratio-X第1层 25 12.035 12.0351.000第2层 768 13.858 13.7921.005第3层 769 15.630 15.5611.004第4层 770 17.402 17.3331.004最大楼层平均位移出现于第5层，为19.102四. 基本工况为：BLC6 水平地震2作用下：(主方向Y向)1 3层间位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor h(m) JmaxD Max-DY Max-DY/h Ave-D Y Ratio-DY第1层 22.000 25 11.756 1/1871 11.75 6 1.000第2层 2.000 816 1.894 1/1055 1.74 5 1.085第3层 2.000 817 1.889 1/1058 1.75 9 1.074第4层 2.000 818 1.862 1/1073 1.76 0 1.058第5层 2.000 819 1.824 1/1096 1.75 3 1.041最大层间弹性位移角出现于第2层，为1/1055不大于要求的1/100，满足要求2 3楼层位移表(单位层高：米; 位移：毫米;)Floor Jmax Max-Y Ave-Y Ratio-Y第2层 816 16.998 14.130 1.203第3层 817 18.885 15.889 1.189第4层 818 20.746 17.649 1.175第5层 819 22.568 19.401 1.163最大楼层平均位移出现于第5层，为19.401===============================================整体稳定信息工程名称：3计算软件：MTSteel计算时间：2006--8--24--0--17===============================================各列表符号和参数说明：h: 楼层层高∑G: 本层及以上楼层的重力荷载设计值∑G/h: 楼层重力荷载线平均设计值D: 楼层弹性等效侧向刚度D/(∑G/h):结构整体稳定性特征参数值高规5.4.4要求D/(∑G/h)≥10的纯框架结构的整体稳定性满足工程要求；高规5.4.1要求D/(∑G/h)≥20的纯框架结构可以不考虑重力二阶效应的不利影响；结构X向整体稳定性验算Floor h(m) ∑G(kN) ∑G/h(kN/m) D(kN/m) D/(∑G/h)第 1层 22.000 1660.626 75.4833260.369 43.193第 2层 2.000 775.261 387.631 1 6050.436 41.407第 3层 2.000 387.631 193.815 1 2152.853 62.703第 4层 2.000 193.886 96.943 7920.172 81.699第 5层 2.000 74.319 37.159 3223.715 86.754结构Y向整体稳定性验算Floor h(m) ∑G(kN) ∑G/h(kN/m) D(kN/m) D/(∑G/h)第 1层 22.000 1660.626 75.4833259.466 43.181第 2层 2.000 775.261 387.631 1 5781.713 40.713第 3层 2.000 387.631 193.815 1 1955.372 61.684第 4层 2.000 193.886 96.943 7786.362 80.319第 5层 2.000 74.319 37.159 3168.193 85.259柱下独立承台： CT-1一、基本资料：承台类型：六桩（长形）承台，方桩边长 d ＝ 400mm桩列间距 Sa ＝ 2000mm，桩行间距 Sb ＝ 4000mm，承台边缘至桩中心距离Sc ＝ 600mm承台根部高度 H ＝ 1200mm，承台端部高度 h ＝ 1200mm柱截面高度 hc ＝ 2800mm （X 方向），柱截面宽度 bc ＝ 2800mm （Y 方向）单桩竖向承载力特征值 Ra ＝ 1100kN桩中心最小间距为 2m，5d （d -- 圆桩直径或方桩边长）混凝土强度等级为 C30， fc ＝ 14.331N/mm， ft ＝ 1.433N/mm钢筋强度设计值 fy ＝ 300N/mm，纵筋合力点至截面近边的距离 as ＝110mm纵筋的最小配筋率ρmin ＝ 0.15%荷载效应的综合分项系数γz ＝ 1.35；永久荷载的分项系数γG ＝ 1.35基础混凝土的容重γc ＝ 25kN/m；基础顶面以上土的重度γs ＝18kN/m，顶面上覆土厚度 ds ＝ 0m承台上的竖向附加荷载标准值 Fk' ＝ 0.0kN设计时执行的规范：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）以下简称基础规范《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）以下简称混凝土规范《钢筋混凝土承台设计规程》（CECS 88：97）以下简称承台规程二、控制内力：Nk --------- 相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）；Fk --------- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的竖向力值（kN）；Fk ＝ Nk + Fk'Vxk 、Vyk -- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的剪力值（kN）；Mxk'、Myk'-- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础顶面的弯矩值（kN·m）；Mxk、Myk --- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kN·m）；Mxk ＝ Mxk' - Vyk * H、 Myk ＝ Myk' + Vxk * HF、Mx、My -- 相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN·m）；F ＝γz * Fk、 Mx ＝γz * Mxk、 My ＝γz * MykNk ＝ 900； Mxk'＝ 11000； Myk'＝ 500； Vxk ＝ 400； Vyk ＝ 70Fk ＝ 900； Mxk ＝ 10916； Myk ＝ 980F ＝ 1215； Mx ＝ 14736.6； My ＝ 1323三、承台自重和承台上土自重标准值 Gk：a ＝ 2(Sc + Sa) ＝ 2*(600+2000) ＝ 5200mmb ＝ 2Sc + Sb ＝ 2*600+4000 ＝ 5200mm承台底部底面积 Ab ＝ a * b ＝ 5.2*5.2 ＝ 27.04m承台体积 Vc ＝ Ab * H ＝ 27.04*1.2 ＝ 32.448m承台自重标准值 Gk" ＝γc * Vc ＝ 25*32.448 ＝ 811.2kN承台上的土重标准值 Gk' ＝γs * (Ab - bc * hc) * ds ＝18*(27.04-2.8*2.8)*0 ＝ 0.0kN承台自重及其上土自重标准值 Gk ＝ Gk" + Gk' ＝ 811.2+0 ＝ 811.2kN四、承台验算：1、承台受弯计算：(1)、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Qk ＝ (Fk + Gk) / n （基础规范 8.5.3-1）Qk ＝ (900+811.2)/6 ＝ 285.2kN ≤ Ra ＝ 1100kN在偏心竖向力作用下Qik ＝ (Fk + Gk) / n ± Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 ± Myk * Xi / ∑Xi ^ 2（基础规范 8.5.3-2） Q1k ＝ (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 - Myk * Xi / ∑Xi ^ 2 ＝ 285.2+(10916*4/2)/(6*4^2/4)-(980*2)/(4*2^2)＝ 1072.4kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kNQ2k ＝ (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2＝ 285.2+(10916*4/2)/(6*4^2/4)＝ 1194.9kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kNQ3k ＝ (Fk + Gk) / n + Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 + Myk * Xi / ∑Xi ^ 2＝ 285.2+(10916*4/2)/(6*4^2/4)+(980*2)/(4*2^2)＝ 1317.4kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kNQ4k ＝ (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 - Myk * Xi / ∑Xi ^ 2＝ 285.2-(10916*4/2)/(6*4^2/4)-(980*2)/(4*2^2)＝ -747.0kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kNQ5k ＝ (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2＝ 285.2-(10916*4/2)/(6*4^2/4)＝ -624.5kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kNQ6k ＝ (Fk + Gk) / n - Mxk * Yi / ∑Yi ^ 2 + Myk * Xi / ∑Xi ^ 2＝ 285.2-(10916*4/2)/(6*4^2/4)+(980*2)/(4*2^2)＝ -502.0kN ≤ 1.2Ra ＝ 1320kN每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值 Qgk：Qgk ＝ Gk / n ＝ 811.2/6 ＝ 135.2kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：Ni ＝γz * (Qik - Qgk)N1 ＝ 1.35*(1072.4-135.2) ＝ 1265.2kNN2 ＝ 1.35*(1194.9-135.2) ＝ 1430.6kNN3 ＝ 1.35*(1317.4-135.2) ＝ 1595.9kNN4 ＝ 1.35*(-747-135.2) ＝ -1190.9kNN5 ＝ 1.35*(-624.5-135.2) ＝ -1025.6kNN6 ＝ 1.35*(-502-135.2) ＝ -860.2kN(2)、X 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 X 轴）柱上边缘 MxctU ＝ (N4 + N5 + N6) * (Sb - bc) / 2＝(-1190.9+-1025.6+-860.2)*(4-2.8)/2 ＝ -1846.0kN·m柱下边缘 MxctD ＝ (N1 + N2 + N3) * (Sb - bc) / 2＝ (1265.2+1430.6+1595.9)*(4-2.8)/2 ＝ 2575.0kN·mMxct ＝ Max{MxctU, MxctD} ＝ 2575.0kN·m②号筋 Asy ＝ 8147mmζ ＝ 0.031 ρ ＝ 0.15%ρmin ＝ 0.15% As,min ＝ 9360mm 47Φ16@110（As ＝ 9450）(3)、Y 轴方向柱边的弯矩设计值：（绕 Y 轴）柱左边缘 MyctL ＝ (N1 + N4) * (Sa - 0.5hc)＝ (1265.2+-1190.9)*(2-2.8/2) ＝44.6kN·m柱右边缘 MyctR ＝ (N3 + N6) * (Sa - 0.5hc)＝ (1595.9+-860.2)*(2-2.8/2) ＝441.5kN·mMyct ＝ Max{MyctL, MyctR} ＝ 441.5kN·m①号筋 Asx ＝ 1353mmζ ＝ 0.005 ρ ＝ 0.02%ρmin ＝ 0.15% As,min ＝ 9360mm 47Φ16@110（As ＝ 9450）(1)、柱对承台的冲切计算：扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值：Fl ＝ 1215000N柱对承台的冲切，可按下列公式计算：Fl ≤ 2 * [βox* (bc + aoy) + βoy * (hc + aox)] * βhp * ft * ho（基础规范 8.5.17-1）X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aox ＝ 2000 - 0.5hc - 0.5d ＝ 2000-2800/2-400/2 ＝ 400mmλox ＝ aox / ho ＝ 400/(1200-110) ＝ 0.367X 方向上冲切系数βox ＝ 0.84 / (λox + 0.2)（基础规范 8.5.17-3）βox ＝ 0.84/(0.367+0.2) ＝ 1.482Y 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aoy ＝ 2000 - 0.5bc - 0.5d ＝ 2000-2800/2-400/2 ＝ 400mmλoy ＝ aoy / ho ＝ 400/(1200-110) ＝ 0.367Y 方向上冲切系数βoy ＝ 0.84 / (λoy + 0.2) （基础规范 8.5.17-4）βoy ＝ 0.84/(0.367+0.2) ＝ 1.4822 * [βox * (bc + aoy) + βoy * (hc + aox)] * βhp * ft * ho＝ 2*[1.482*(2800+400)+1.482*(2800+400)]*0.967*1.433*1090＝ 28631467N ≥ Fl ＝ 1215000N，满足要求。