Методика расчета рекламных установок

 

 

Буквенные обозначения для исходных данных – см. Табл. 1 и рис. 1.

 

Таблица 1

 

Наименование	Обозначение
Начальный уровень отсчета высоты сооружения	z o
Аэродинамический коэффициент	с
Параметры щита рекламной конструкции
Высота рекламного щита	h
Наибольшая ширина (габарит) рекламного щита	b
Габарит щита в перпендикулярном направлении	b 1
Высота стойки до низа щита	L
Расстояние от центра щита до оси стойки	e
Масса рекламного щита	M
Сечение стойки
Диаметр (наружный)	D
Толщина стенки	s
Расчетное сопротивление стали	Ry
Параметры базы
Ширина опорной плиты	a
Скос опорной плиты	d
Расстояние между рядами болтов	a 1
Кол-во болтов в одном ряду	Nb
Площадь анкерного болта	Ab
Фундамент
Ширина (параллельно большем габариту b щита)	Bf
Длина (параллельно меньшему габариту b 1 щита)	Lf
Глубина (высота)	Hf

 

В расчете рассматриваются два наиболее неблагоприятных направления ветра: первое (основное) и второе - перпендикулярное ему. Сечение стойки и конструкция базы обладают осевой симметрией, и для них определяющим является направление №1: второе направление используется для расчета фундамента. Наветренная площадь щита вычисляется по формулам: S ₁ = b ∙ h, S ₂ = b ₁ ∙ h (соотв. для направления №1 и №2).

 

Рис. 1

 

 

Геометрические характеристики сечения стойки (труба) вычисляются по формулам:

Площадь: ,

Момент инерции при изгибе: ,

Момент сопротивления при изгибе: ,

Момент инерции при кручении:

Радиус инерции:

 

Основные частоты колебаний конструкции, Гц, определяются по формулам:

Крутильные колебания: , где G – модуль сдвига стали; - рабочая длина стойки; - момент инерции масс щита, для схемы на рис. 1 оцениваемый по формуле (b<b ₁): .

Первая форма изгибных колебаний:

,

где - погонная масса стойки ( кг/м³ – плотность стали).

Безразмерный определяется в зависимости от отношения по Табл. 2.

 

Таблица 2 – Безразмерный параметр для определения частоты колебаний

 

n		0,25	0,5	0,75		1,25	1,5	1,75		2,25	2,5	2,75
	1,87	1,57	1,42	1,32	1,25	1,19	1,15	1,11	1,08	1,05	1,02	1,00

 

n		3,25	3,5	3,75		4,25	4,5	4,75		5,25	5,5
	0,98	0,96	0,95	0,93	0,92	0,90	0,89	0,88	0,87	0,86	0,85	0,83

 

 

Ветровая нагрузка согласно п. 6.2 [1] определяется как сумма средней и пульсационной составляющих. Средняя составляющая ветровой нагрузки вычисляется по формуле (6), пульсационная – согласно п. 6.7 [1]. Предельное значение частоты собственных колебаний, при котором допускается не учитывать силы инерции, возникающие при колебаниях по соответствующей собственной форме по Табл. 8 [1] равно: f_L = 3,8 Гц.

При определении пульсационной составляющей рекламный щит рассматривается как сооружение с одной степенью свободы. Значение пульсационной составляющей при f₁ < f_L:

,

где - коэффициент надежности по нагрузке; - коэффициент пространственной корреляции пульсаций по Табл. 9 [1]; - коэффициент пульсаций давления на уровне z по Табл. 7 [1]; - коэффициент динамичности определяемый через величину ( =0,15 – логарифмический декремент колебаний) и безразмерный период колебаний по зависимости (здесь - в Па, - в Гц).

:

или по графику на черт. 2 [1], значения которого приведены в Табл. 3

 

Таблица 3

εi	δ	εi	δ
0,30	0,15	0,05	0,30	0,15	0,05
	1	1	1	0,07	1,640	2,132	3,457
0,001	1,049	1,100	1,284	0,08	1,685	2,206	3,598
0,002	1,077	1,155	1,425	0,09	1,727	2,273	3,727
0,003	1,100	1,199	1,533	0,10	1,765	2,336	3,845
0,004	1,120	1,237	1,624	0,11	1,802	2,394	3,956
0,005	1,138	1,271	1,703	0,12	1,835	2,448	4,058
0,006	1,154	1,302	1,774	0,13	1,867	2,499	4,155
0,007	1,170	1,331	1,838	0,14	1,897	2,547	4,245
0,008	1,185	1,358	1,897	0,15	1,925	2,592	4,33
0,009	1,198	1,383	1,952	0,16	1,951	2,635	4,410
0,010	1,211	1,407	2,004	0,17	1,976	2,675	4,486
0,015	1,270	1,510	2,225	0,18	2,000	2,713	4,557
0,020	1,320	1,597	2,405	0,19	2,022	2,749	4,625
0,025	1,364	1,673	2,559	0,20	2,043	2,783	4,689
0,030	1,404	1,741	2,695	0,21	2,063	2,815	4,750
0,035	1,440	1,803	2,817	0,22	2,082	2,846	4,808
0,040	1,474	1,859	2,929	0,23	2,100	2,874	4,862
0,045	1,506	1,912	3,032	0,24	2,116	2,902	4,914
0,050	1,535	1,961	3,128	0,25	2,132	2,928	4,963
0,055	1,563	2,007	3,217	0,26	2,147	2,952	5,010
0,060	1,590	2,051	3,302	0,27	2,161	2,975	5,054
0,065	1,615	2,092	3,381	0,28	2,174	2,997	5,096

 

Расчетные усилия (вертикальное, поперечное и изгибающий момент) в заделке рекламного щита определяются по следующим формулам.

 

Вертикальное: ;

При направлении ветра №1:

.

При направлении ветра №2:

.

 

Производится проверка прочности трубы по формуле (38) и местной устойчивости стенки по п. 8.5 СНиП II-23-81*.

 

Расчет базы включает в себя определение усилий в анкерах и напряжения в бетоне сжатой зоны в предположении линейного распределения давления под опорной плитой (рис. 2). Расстояние от оси базы до центра тяжести эпюры давлений вычисляется по формуле:

 

где a – габарит опорной плиты, d - катет скоса опорной плиты; a ₁ – расстояние между осями анкеров; y_o = N∙J_b/(M∙A_b) – расстояние от нейтральной оси (границы эпюры давлений) до оси симметрии базы.

Рис. 2 – Схема к расчету базы

Усилия в анкерах вычисляются из уравнения:

Рис. 3 – Схема к расчету фундамента

 

Схема к расчету фундаментов представлена на рис. 3. Для фундамента рекламного сооружения расчет производится на стадии частичного отрыва подошвы от основания.

При расчете на опрокидывание вокруг ребра вычисляется отношение:

,

где M_оп = M_x (M_y) + Q_x (Q_y) × H_f – момент опрокидывающих сил на уровне подошвы;

M_уд = (N+ B_f∙ L_f ∙H_f∙ ρ) l/2 = N_п l/ 2–момент удерживающих сил (ρ= 2 тс/м³).

Длина эпюры давлений для фундамента (габарит фундамента l в направлении ветра принимается равным L_f или B_f в зависимости от направления ветра порис. 3):

 

y_f = (3 / 2) ∙ [ l – 2 ∙e ] < (3/4) l,

 

где е – эксцентриситет M_oп/N_п равнодействующей сил на уровне подошвы фундамента.

Максимальное напряжение под подошвой вычисляется по формуле:

 

σ = 2 ∙ N_п / (3 ∙ b ∙ (0,5 ∙ a - e))

 

здесь, в зависимости от направления ветра b =(B_f) L_f – ширина фундамента.