7.5x13.25监控杆设计.docx

型电子警察立杆设计计算一、结构描述:(一)计算内容：本计算书主要内容为：监控杆的强度和整体稳定；横杆与立杆连 接处的螺栓强度；监控杆底座螺栓强度二)基本设计资料材料性能钢材：Q345Bo主要规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-01-2015)《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)主要荷载根据桥梁设计荷载相应规范的规定计算二、计算的基本假设：各种荷载对结构的作用符合线形叠加原理的条件三、计算程序：Midas civil 2015四、计算过程：根据《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T D60-01-2004相关规定， 计算风荷载标准值：九十年一遇设计风速VslO28. 6基准高度Z6地表粗糙度系数a0. 16基准高度处风速Vz=Vsl0(Z/10)726.35544风荷载静阵风风速Vg41.1145Gv1.56Vz26.35544立柱等效顶部静阵风荷载Fh0.60221P1.25Vg41.11448Ch1. 9An0.3五十年一遇设计风速VslO28. 6基准高度Z7. 5地表粗糙度系数a0. 16基准高度处风速Vz=VslO (Z/10)%27. 3134风荷载静阵风风速Vg42. 6089Gv1. 56Vz27. 3134横杆114等效顶部静阵风荷载Fh0.24578P1. 25Vg42.60891Ch1. 9An0. 114五十年一遇设计风速VslO28. 6基准高度Z7. 5地表粗糙度系数a0. 16基准高度处风速Vz=Vsl0(Z/10)727. 3134静阵风风速Vg42.6089Gv1. 56Vz27. 3134风荷载横杆114等效顶部静阵风荷载Fh0.43765P1. 25Vg42.60891Ch1. 9An0. 203立柱风荷载标准值为：^=0. 60kN/m,横杆203风荷载标准值为=0. 44kN/m,横杆114风荷载标准值为6〃 =0. 25kN/m摄像头重量按120N/m,建立计算模型如下：OONI,OOZI. OONI. 0.0^. OONI. OONI. OONT OONI. Q&.OOZI,obzlOONI0.0CI OONI OONI监控杆计算模型立柱截面为P299x8,横杆截面为P203x6, P114x4.5o横杆与立 柱连接螺栓为8个8.8级M20,底盘螺栓为8个8.8级M30。

经计算，承载能力极限状态下，监控杆应力图如下列图所示：BEAM STRESSI1.51415e+001O.OOOOOe+OOO里会（最大值）K）I经计算，监控杆立柱最大组合应力为194Mpa, Q345B钢材最大允许应力为275Mpa,该强度设计基本满足规范要求整体稳定计算结果如下:模态特征值容许误差123.8083942.6699e-013244.9086451.9537e-014364.7214472.3765e-015482.5893534.8720e-0125108.7415133.1824e-0116137.9063281.3518e-0107170.3352028.0458e-0118190.1146021.8167e-0109218.2970331.8601e-01010257.1033816.0170e-010经计算，监控杆整体稳定计算满足要求监控杆底部反力计算结果如下:监控杆底水平向反力计算结果kN监控杆底竖向反力计算结果kN十64.0监控杆底弯矩计算结果kN*m经计算，水平向反力最大值为llkN,竖向反力最大值为9.1kN, 弯矩最大值为64kN*m对监控杆底螺栓进行计算：单个螺栓的承载力设计值为：777/ 2M = % * 尸=3- 14x30x30xl40/4/1000=99kNN： ==30x20x305/1000= 183kNN； = Aef； =3. 14x30x30/4xl70/1000=120kN作用于一个螺栓的最大拉力为：Nt =4v =64x0 . 25/(4x0 . 252+4x0. 1032)=54 . 7kN作用于一个螺栓的最大剪力为：2Vv =- = 11/8=1. 375kN n根据公式：®W=o-46<1-0 螺栓满足要求。

对横杆与立杆连接处螺栓进行计算:6_.7一2A9o---9 一9JI三i三三B三三i三三三〒(VUU2/JV1IPOSTPROCESSORBEAM DIAGRAM穹距，■ 2.72167e-H)01 2.22680e-K)01 1.73193e+001 1.23706e+001 7.42185e+000 0.00000e+000-2.475 58e+000 -7.42430e-K)00 -1.23730e+001 -1.73217e+001 -2.22704e-K)01 -2.72192e+001J ■BEAM DIAGRAM穹距-z立杆与横杆连接处单元内力计舁结果My=27.2kN*m■ 3.44455e-K)01 2.54950e-H)01 1.65444e+0017.5938 3e+000 0.00000e+000-1.03073e+001 -1.92579e+001-2.8208 5e+001 -3.71590e-K)01 -4.61096e+001-5.50602e+001 -6.401086+001立杆与横杆连接处单元内力计算结果Mz=34.4kN*mBEAM DIAGRAM受力”■ 1.29396©-010 0.00000e+000-8.23310e-0011.23496©-K)00■ -1.6466 2e+0002.05827e+0002.46993e-K)002.88158e-K)003.29324e+0003.70489e+000□ -4.11655e-K)00-4.52820e+000立杆与横杆连接处单元内力计算结果剪力FZ=4.5kNPOSTPROCESSORBEAM DIAGRAM斯力•¥5.76143e+0004.24117e+0002.7209 le+0001.2006 5e+0000.00000e+0001^3987e-K)004.880396+000-6.40065e+0007.9209 le+000-9.441176+000-1.09614e+001立杆与横杆连接处单元内力计算结果剪力FY=5.8kN单个螺栓的承载力设计值为:N： ==3. 14x20x20x280/4/1000=87. 92kNN? ==20x20x305/1000= 122kNN： = Aef,b =3. 14x20x20/4x350/1000=109. 9kN作用于最外排单个螺栓的最大拉力为：Nt ==34. 4x0. 189/0. 167=38. 9kNNt =苔4 =27. 2x0. 078/0. 167=12. 7kN乙力最不利条件下作用在螺栓上的最大拉力为38. 9+12. 7=51. 6kN作用于一个螺栓的最大剪力为：Nv =-=7. 34/8=0. 92kN n根据公式:阑画VW。

螺栓满足要求建议监控杆施工过程中，横杆考虑一定预拱度，保证横杆安装后保持水平。