Липовский В.И.

Днепропетровский национальный университет

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ РЕКЛАМНОЙ ВЫВЕСКИ С БАНЕРОМ ДИАМЕТРОМ ОДИН МЕТР

В данной работе выполнено создание и разработка математической модели конструкции витража рекламной вывески, для оценки ее прочности, жесткости и устойчивости под действием статического и динамического нагружения в условиях климатической зоны города Одесса. Конструкция рекламной вывески представляет собой пространственную консольную конструкцию с кругом диаметром один метр. Рабочая схема конструкции представлена рис.1.

Рис. 1 Силовая схема конструкции

Анализируемая конструкция рекламной вывески с баннером диаметром один метр представляет собой конструкцию рамы с кусочно-постоянными жесткостными элементами. Конструкция, элементы рекламной вывески и расчетная схема представлены на рис. 2-3. Стойка крепления круглого баннера имеет консольное крепление к стене.

Рис. 2 Расчетная модель каркаса конструкции

По плоскости, образованной узлами: 1, 2, 7, 8, 9, 10, 15, 16, 17, 18, 23, 24, эта опора крепится к торцевой поверхности стены здания при помощи анкерного крепления пластин 200 х 200 х 5 мм. К пластинам приварены элементы конструкции рекламы в узлах 1, 2, 7, 10, 15, 18, 23 и 24. Кронштейн для крепления к стене выполнен из прямоугольной трубы 40 х 20 х 3 мм ГОСТ 8645-90. Кронштейн для крепления для увеличения жесткости конструкции через каждые 300мм имеет ребра жесткости. Они также выполнены из трубы 40 х 20 х 3 мм. Конструкции круглого элемента представлена в виде аквариумной рамной конструкции, которая крепится к стойкам. Рамная конструкция круглого элемента диаметром один метр моделировалась стержнем прямоугольного поперечного сечения размерами 20 х 20 х 2 мм. Расчетная модель данных элементов представлена на стр. 4. Данные элементы находятся только под действием собственного веса и веса рекламного планшета. Рекламный планшет выполнен из материала Ecobond, толщиной 2,8 мм и весит 4 кГ / м2. Все рекламные элементы выполнены из материала Сталь 3.

Данная конструкция нагружена статической и динамической нагрузкой. Статическое нагружение определено в виде собственного веса и веса рекламных щитов. Динамическое нагружение вызвано ветровой нагрузкой. Конструкция находится на высоте до 10м и расположена в IV – зоне ветрового воздействия со скоростным напором равным 55кГ/м. Поправочный коэффициент на возрастание скоростного напора ветра для высоты принят равным 1,05. Коэффициент перегрузки принят равным 1,3. Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления принят равным 2,2. Наибольшая проекция площади рекламной вывески на плоскость нормальную к направлению ветра равна 1,5 м². Максимальное ветровое усилие составило 240 кГ. Рассмотрены два взаимно-противоположных по направлению ветра случая ветрового нагружения.

Рис. 3 Силовая схема каркаса конструкции

Динамическое нагружение представлено в виде суммы двух нагружений. Первое – статическое нагружение, соответствует ветровому воздействию в узлах для данного ветрового района и действию собственного веса. Второе определяется с помощью функции формирования динамического нагружения из статических. В качестве статических приняты ветровые нагрузки, действующие в направлении наибольшей площади рекламной вывески на плоскость нормальную к направлению ветра в двух взаимно-противоположных направлениях с коэффициентами равными 0,8 и 0,8 воздействия.

Выполнен расчет пространственной системы на статическое и динамическое нагружение. Проведен расчет на устойчивость сжатых стержней. В расчетах учитывались СНиП 2.03.01-84 на нагрузки и воздействия и СНиП II-23-81 на стальные конструкции.

Данные результаты получены для стандартных линейных комбинаций нагрузок, которые заданны в соответствии нормативом СНиП 2.01.07-85. Расчетные сочетания нагрузок следующие: нагрузка 1 – статическая, постоянная, нагрузка 2 – ветровая, знакопеременная, кратковременная, нагрузка 3 – динамическая, особая. Соответствующие коэффициенты влияния приняты равными 1,0. Особенностью данной конструкции является консольное нагружение, что приводит возникновению значительных деформации. Требования к выполнению условий жесткости конструкции выполнено при помощи ребер жесткости конструкции опоры баннера. Наиболее нагруженным сечением является место крепления стоек круглого элемента к стене здания. По полученным нагрузкам выполнен расчет эквивалентных напряжений по четвертой теории прочности. Коэффициент запаса прочности для наиболее нагруженного стержня равен 1,35; коэффициент запаса устойчивости 12,1. Возникающие деформации соответствуют требованиям к жесткости конструкции.

Полученные данные показывают, что спроектированная конструкция рекламной вывески соответствуют критериям прочности, жесткости.