门架设计计算书中咨Word文档格式.docx
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20kN，迎风面积18m2；
6．其他附属设施荷载：
安装检修走道及栏杆自重0.80kN/m；
安装检修走道活荷载1.00kN/m；
7．抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.10g。
五、计算简图
1．门架之横梁为桁架结构，按单跨简支桁架设计，桁架节点按铰接节点计算；
如下图所示：
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桁架竖向计算简图及荷载
桁架水平计算简图及荷载
2．门架之支架为格构式结构，按悬臂结构设计，支架节点按铰
接节点计算；
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六、荷载计算
（一）风荷载计算
风荷载标准值wk计算如下：
（a）基本风压w0=0.75kN/m2；
（b）风荷载体型系数μS=1.30；
（c）地面粗糙度类别取为A类，迎风面平均高度按30m计，风压高度变化系数μZ=1.80；
（d）风振系数βZ的计算为：
门架结构的自振周期约为T1=8s，脉动增大系数ξ=4.14;
门架结构的平均高度H与宽度B之比H/B≤0.50，脉动影响
系数ν=0.44;
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振型系数ϕZ=1.0;
风振系数βZ
=1ξνϕZ
μZ
=14.14⨯0.44⨯1.0=2.01
1.80
（e）风荷载标准值：
wk=βZμSμZw0
=2.01×
1.30×
1.80×
0.75kN/m2
=3.528kN/m2；
1．标志34m桁架（HJ1）风荷载计算
桁架跨度34m，桁架高度（前后弦杆轴线间距）1.5m，节间距离
1.7m×
20。
迎风面积按4m高、与路面等宽度计，风荷载由2榀水平
桁架承受，则每榀桁架每1节点风荷载标准值为：
W=（3.528kN/m2×
4m×
1.7m）/2=12.00kN；
2．标志21m桁架（HJ3）风荷载计算
桁架跨度21m，桁架高度（前后弦杆轴线间距）1.5m，节间距离
1.5m×
14。
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1.5m）/2=10.59kN；
3．情报板34m桁架（HJ2）风荷载计算
每组情报板迎风面积按18m2，桁架考虑安装2组情报板，其风荷载由1榀水平桁架（上侧水平桁架）承受；
同时考虑桁架自身产生的风荷载。
则桁架每1节点风荷载标准值计算如下：
（1）由情报板产生的风荷载为
W1=（3.528kN/m2×
18m2×
2）/20=6.35kN；
（2）由桁架产生的风荷载为
W2=3.528kN/m2×
0.30m×
1.7m=1.80kN；
（3）桁架每1节点风荷载为
W=W1+W2=6.35kN+1.80kN=8.15kN。
4．情报板21m桁架（HJ4）风荷载计算
桁架跨度21m，桁架高度（前后弦杆轴线间距）1.2m，节间距离
情报板迎风面积按18m2，其风荷载由1榀水平桁架（上
侧水平桁架）承受；
同时考虑桁架自身产生的风荷载。
则桁架每1节点风荷载标准值计算如下：
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18m2）/14=4.54kN；
1.5m=1.59kN；
W=W1+W2=4.54kN+1.59kN=6.13kN。
5．支架（ZJ1）风荷载计算
（1）标志桁架产生的风荷载
标志桁架产生的风荷载，分别位于桁架的上弦平面及下弦平面位
置处，共2处，每处的风荷载标准值为：
34m）/4=120.0kN；
（2）由支架产生的风荷载由支架产生的风荷载，沿支架高度分布，其线荷载计算为：
W2=3.528kN/m2×
0.351m=1.24kN/m；
（二）竖向荷载（作用）计算
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标志自重10kN，情报板自重20kN，分别由1榀竖向桁架承受；
安装检修走道及栏杆自重0.80kN/m，安装检修走道活荷载
0.50kN/m，分别由2榀竖向桁架承受；
结构自重与地震作用由计算软件自动计入参与组合。
1.标志34m桁架（HJ1）竖向荷载计算
桁架跨度34m，桁架高度（上下弦杆轴线间距）1.5m，节间距离
则桁架每1节点竖向荷载标准值为：
（1）恒荷载：
G=10kN/20+（0.8kN/m×
1.7m）/2=1.18kN；
（2）活荷载：
Q=（1.0kN/m×
1.7m）/2=0.85kN;
2.标志21m桁架（HJ3）竖向荷载计算
桁架跨度21m，桁架高度（上下弦杆轴线间距）1.5m，节间距离
G=10kN/14+（0.8kN/m×
1.5m）/2=1.315kN；
1.5m）/2=0.75kN;
3.情报板34m桁架（HJ2）竖向荷载计算
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G=20kN/20+（0.8kN/m×
1.7m）/2=1.68kN；
4.情报板21m桁架（HJ4）竖向荷载计算
桁架跨度21m，桁架高度（上下弦杆轴线间距）1.2m，节间距离
G=20kN/14+（0.8kN/m×
1.5m）/2=2.029kN；
5．支架（ZJ1）竖向荷载计算
（1）恒荷载
恒荷载包括标志自重、安装检修走道及栏杆自重、标志桁架自重，通过桁架作用于2榀支架柱顶处，每榀支架共2处，每处的恒荷载标准值G计算如下：
标志自重G1=10kN/2=5kN；
安装检修走道及栏杆自重G2=（0.8kN/m）×
34m/4=7kN；
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桁架自重G3=120kN/4=30kN；
G=G1+G2+G3=5kN+7kN+30kN=42kN；
（2）活荷载
安装检修走道活荷载，通过桁架作用于2榀支架柱顶处，每榀支
架共2处，每处的活荷载标准值Q计算如下：
Q=（1.0kN/m）×
34m/4=9kN；
七、计算结果及效应组合
（一）标志34m桁架（HJ1）计算结果及效应组合
1．风荷载作用下水平桁架计算结果
（1）桁架弦杆截面D180×
12，其最大内力、最大应力、最大应
力比
最大内力N=-936kN；
最大应力σϕ=153N/mm2，最大应力比0.71
（2）桁架腹杆最大内力、最大应力、最大应力比
端部腹杆截面D102×
6，最大内力N=-230kN；
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端部腹杆最大应力σϕ=146N/mm2，最大应力比0.68
中部腹杆截面D89×
5，最大内力N=-152kN；
中部腹杆最大应力σϕ=143N/mm2，最大应力比0.67
（3）桁架最大水平位移、最大水平相对位移
跨中最大水平位移91mm；
最大水平相对位移91mm/34000mm=1/374；
2．竖向荷载作用下竖向桁架计算结果
最大内力N=-290kN；
最大应力σϕ=48N/mm2，最大应力比0.223
6，最大内力N=-71kN；
端部腹杆最大应力σϕ=46N/mm2，最大应力比0.214
5，最大内力N=-44kN；
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中部腹杆最大应力σϕ=41N/mm2，最大应力比0.191
（3）桁架最大竖向位移、最大竖向相对位移
跨中最大竖向位移31mm；
最大竖向相对位移31mm/34000mm=1/1096；
3．风荷载作用与竖向荷载作用组合计算结果由于桁架弦杆既是水平桁架的弦杆又兼竖向桁架的弦杆，因此应
对风荷载作用与竖向荷载作用效应进行组合；
桁架弦杆截面D180×
12，其最大内力、最大应力、最大应力比组合值为：
最大内力N=-（936+290）kN=-1226kN；
最大应力σϕ=201N/mm2，最大应力比0.93
（二）情报板34m桁架（HJ2）计算结果及效应组合
（1）桁架弦杆截面D168×
10，其最大内力、最大应力、最大应
最大内力N=-636kN；
最大应力σϕ=133N/mm2，最大应力比0.62
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端部腹杆截面D89×
5，最大内力N=-156kN；
端部腹杆最大应力σϕ=143N/mm2，最大应力比0.67
中部腹杆截面D76×
5，最大内力N=-103kN；
中部腹杆最大应力σϕ=130N/mm2，最大应力比0.61
跨中最大水平位移79mm；
最大水平相对位移79mm/34000mm=1/430；
最大内力N=-297kN；
最大应力σϕ=62N/mm2，最大应力比0.288
5，最大内力N=-73kN；
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端部腹杆最大应力σϕ=67N/mm2，最大应力比0.312
5，最大内力N=-45kN；
中部腹杆最大应力σϕ=57N/mm2，最大应力比0.265
跨中最大竖向位移40mm；
最大竖向相对位移40mm/34000mm=1/850；
桁架弦杆截面D168×
10，其最大内力、最大应力、最大应力比组合值为：
最大内力N=-（636+297）kN=-933kN；
最大应力σϕ=195N/mm2，最大应力比0.91
（三）标志21m桁架（HJ3）计算结果及效应组合
（1）桁架弦杆截面D152×
7，其最大内力、最大应力、最大应
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最大内力N=-346kN（354kN）；
最大应力σϕ=113N/mm2，最大应力比0.53
端部腹杆截面D83×
5，最大内力N=-130kN；
端部腹杆最大应力σϕ=129N/mm2，最大应力比0.60
中部腹杆截面D70×
5，最大内力N=-99kN（117kN）；
中部腹杆最大应力σϕ=138N/mm2，最大应力比0.65
最大水平位移29mm；
最大水平相对位移29mm/21000mm=1/724；
最大内力N=-91kN（93kN）；
最大应力σϕ=30N/mm2，最大应力比0.140
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5，最大内力N=-34kN；
端部腹杆最大应力σϕ=34N/mm2，最大应力比0.158
5，最大内力N=-25kN（30kN）；
中部腹杆最大应力σϕ=35N/mm2，最大应力比0.163
最大竖向位移8mm；
最大竖向相对位移8mm/21000mm=1/2625；
桁架弦杆截面D152×
7，
其最大内力、最大应力、最大应力比组合值为：
最大内力N=-（346+91）kN=-437kN；
最大应力σϕ=143N/mm2，最大应力比0.67
（四）情报板21m桁架（HJ4）计算结果及效应组合
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（1）桁架弦杆截面D140×
最大内力N=-251kN（256kN）；
最大应力σϕ=90N/mm2，最大应力比0.42
端部腹杆截面D70×
5，最大内力N=-84kN；
端部腹杆最大应力σϕ=104N/mm2，最大应力比0.48
中部腹杆截面D60×
5，最大内力N=-65kN（77kN）；
中部腹杆最大应力σϕ=115N/mm2，最大应力比0.54
最大水平位移27mm；
最大水平相对位移27mm/21000mm=1/778；
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最大内力N=-136kN（139kN）；
端部腹杆最大应力σϕ=56N/mm2，最大应力比0.261
5，最大内力N=-34kN（41kN）；
中部腹杆最大应力σϕ=60N/mm2，最大应力比0.280
最大竖向位移16mm；
最大竖向相对位移16mm/21000mm=1/1312；
桁架弦杆截面D140×
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最大内力N=-（251+136）kN=-387kN；
最大应力σϕ=138N/mm2，最大应力比0.64
（五）支架（ZJ1）计算结果
1．支架在风荷载作用与竖向荷载作用下组合计算结果
（1）支架弦杆截面D351×
最大内力N=-1253kN；
最大应力σϕ=176N/mm2，最大应力比0.82
（2）支架腹杆最大内力、最大应力、最大应力比
腹杆截面D140×
7，最大内力N=-360kN；
腹杆最大应力σϕ=131N/mm2，最大应力比0.61
（3）支架最大水平位移、最大水平相对位移
最大水平位移14.6mm；
最大水平相对位移14.6mm/8840mm=1/605；
2．支架柱脚计算
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（1）柱脚底板厚度计算
柱脚承受最大压力N=-1429kN=-1429000N；
柱脚底板规格D700mm×
40mm，底板面积A=384845mm2；
柱脚底板与基础之间的最大压应力设计值为：
σ=N/A
=（1429000/384845）（N/mm2）
=3.71（N/mm2）
柱脚底板按悬臂板计算时其最小厚度的验算：
（a）柱脚底板承受的最大弯矩设计值为
M=（3.71×
175×
175）/2=56810（N-mm/mm）
（b）柱脚底板按设置加劲肋计算时其最小厚度为
t=6⨯56810/205=40（mm）
柱脚底板厚度验算刚好满足要求，但柱脚底板仍应按构造要求设
置加劲肋并与锚栓错开等间距布置。
（2）支架柱脚螺栓（锚栓）计算
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柱脚承受的最大拉力N=1296kN；
每1柱脚设置8个M45的锚栓，每个锚栓承受的拉力为：
N1=1296kN/8=162kN＜182kN。
锚栓验算满足要求。
3．支架与桁架连接计算
桁架传递于支架顶面每1处的水平荷载（风荷载）设计值为：
Pw=168000N；
桁架传递于支架顶面每1处的竖向荷载设计值为：
Pv=56000N。
支架顶面的（焊缝）连接计算如下：
（1）支架顶板与桁架底板之间连接焊缝的计算：
焊缝有效长度Lw=（560mm+400mm）×
2=1920mm，焊脚尺寸hf=10mm，焊缝的有效面积S=1920mm×
（10mm×
0.7）×
0.9=12096mm2。
连接焊缝的验算为：
PwPv
+=（）+（=Nmm
＜160（N/mm2）
SS1209612096
（2）支架顶板与支架立柱之间连接焊缝的计算：
焊缝有效长度Lw=351mm×
3.14=1102mm，焊脚尺寸hf=8mm，焊缝
的有效面积S=1102mm×
（8mm×
0.7）=6171mm2。
连接焊缝的验算为：
22
SS61716171
（3）桁架底板与桁架端支柱之间连接焊缝的计算：
焊缝有效长度Lw=180mm×
3.14=565mm，焊脚尺寸hf=8mm，焊缝
的有效面积S=565mm×
0.7）=3164mm2。
SS31643164
连接焊缝验算满足要求。
八、结论
从计算结果得知，门架结构安全可靠、满足使用功能要求。
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