淺談弧形獨立柱廣告牌設計

王麗

【摘要】本文結合某廣告牌設計項目，對弧形獨立柱廣告牌的設計過程進行了闡述，介紹了廣告牌選型、風荷載計算、立柱及基礎計算的要點，作為一種技術交流，與大家分享。

【關鍵詞】弧形獨立柱 結構選型 風荷載 基礎計算

1.引言

近年來，隨著我國經濟建設的不斷發展，伴隨而起的廣告事業也日益興旺。在廣告牌設計過程中，對其造型、規模及效益等方面的要求也不斷的提高。獨立柱廣告牌作為一種最為常見的廣告牌形式，越來越多的出現在人們生活的視野中。本文結合工程項目的設計過程，對弧形獨立柱廣告牌的設計過程進行簡要的闡述，同時與大家做個交流。

2.工程概述

本文闡述的廣告牌牌面為5m×14m，總高度為13m，立柱采用弧形，兩座廣告牌間距18m。下面結合本工程對此樣式的廣告牌的設計過程進行簡要的闡述。

3.廣告牌設計

廣告牌設計過程中主要包括結構形式的選擇、牌面設計、立柱大小設計及基礎設計幾個部分。由于本工程的牌面為標準牌面，其構架桿件均按照國標圖集進行選取即可。本文主要介紹弧形立柱的計算過程。

3.1 廣告牌結構形式選擇

本工程中的廣告牌是在獨立柱廣告牌的基礎上優化得來的，立柱不再選用直立形式，而是用弧形來達到視覺上的一種美感。

3.2 風荷載計算要點分析

大量的工程實例表明，風荷載在廣告牌設計中起到控制作用。戶外獨立柱廣告牌的風荷載計算具有其特殊性，不能簡單的套用一般房屋建筑的有關參數。因此需要根據《戶外鋼結構獨立柱廣告牌》中的相應的參數進行選取計算。

3.2.1 風荷載計算公式

風荷載計算公式與一般建筑物的計算公式相同，均為： ，廣告牌風荷載計算的重點是各個參數的合理選取。

3.2.1.1 基本風壓

根據廣告牌所處的位置，按照荷載規范中的表格查詢出本工程的基本風壓為0.4kN/m2。由于對于高層建筑、高聳建筑以及對風荷載比較敏感的其他結構，基本風壓取值應適當提高，故本工程取風荷載調整系數為1.1。

3.2.1.2 高度Z處的風振系數

獨立柱廣告牌的結構重量主要集中在結構的頂部，屬于典型的高聳構筑物，在風荷載的作用下，會產生明顯的風動效應，因此，應按照特殊結構來計算。根據《戶外廣告設施鋼結構技術規程》中的相關規定：落地廣告牌結構應考慮由脈動引起的風振影響。當結構自振周期小于0.25s時，可不考慮風振的影響。本工程在設計時按照此規程中的相關公式，計算出風振系數為1.7。

3.2.1.3風荷載體形系數

準確的體型系數是風荷載計算的關鍵。而對于獨立柱廣告牌的體形系數，現行的荷載規范中沒有明確的規定，因此，本工程在設計時參考國家標準圖集《戶外鋼結構獨立柱廣告牌》07SG526中的數值選用，取值為1.5。

3.2.1.4 風壓高度變化系數

根據廣告牌的總高度以及所在地區地面粗糙度情況，按照荷載規范中的相應表格，查詢計算得到本工程的風壓高度變化系數為1.1。

按照上述公式及相應的參數取值，本工程計算得到的風荷載標準值為1.23kN/m2，其作用在牌面上的風荷載再按照牌面的尺寸進行后續計算即可。

3.3 弧形立柱計算分析

立柱計算主要是對其強度進行驗算。與直立式立柱相比較，弧形立柱除了需要承受牌面的荷載以及風荷載之外，其自身的重力也會對柱腳位置產生一定的彎矩。因此在計算鋼柱強度時，還要考慮立柱自身重力產生的這部分彎矩。

3.3.1 弧形立柱受力分析

對于本工程中的弧形立柱，其主要受力有：牌面構架自重在柱頂產生的豎向力，兩個方向的風荷載產生的水平力，立柱自身重量對柱腳位置產生的彎矩。本工程中廣告牌的建筑立面圖如圖3-1所示。根據建筑立面，確定豎向力作用點距離柱腳的水平距離，

3.3.2 弧形立柱強度計算

根據圖3-2中的立柱及牌面的對稱軸標注，對立柱進行強度驗算，其公式如下：

表3-1 鋼柱強度驗算計算表

在鋼柱強度計算的過程中，對鋼柱進行了尺寸上的簡化。即將鋼柱由弧形簡化為直線型，其計算的高度按照弧形的弧長來選取，同時考慮了弧形立柱自重產生的彎矩的影響，從而使鋼柱的計算更加保守安全。此力的作用點距離柱底計算點的力臂長度按照2.5m進行計算。此外，在計算時，還考慮了廣告牌的檢修荷載（按照標準圖集中取2.4kN），此荷載作為集中力，力臂長度按照0.5m取值。牌面的自重作用力臂按照1.5m取值進行計算。

本工程中初步擬定鋼柱的規格為D1200x16，轉換成豎直高度約為11.65m。根據上述公式，對此型號的鋼柱進行強度驗算。經過計算，在風荷載作用下的鋼柱的強度 ，小于鋼材的屈服強度值，故此規格鋼柱滿足設計要求。

經過計算，本工程最終選定的鋼柱規格即為擬定的鋼柱D1200x16。其與面板構架的相關連接做法均按照標準圖集中的相應做法進行選取。

4. 基礎計算

根據《戶外廣告設施鋼結構技術規程》中的相關規定，在進行基礎設計時，對基礎進行了抗壓、康博、抗彎和抗傾覆的驗算，經過計算后的基礎大小為6.2mX7m，基礎埋深為2.5m，同時，立柱底部高出自然地坪2.2m范圍管內均灌如C30砼，以保證基礎的穩固。

5. 結束語

本文通過工程實例，對廣告牌的設計過程進行了簡要的論述，重點介紹了風荷載的計算中相應參數的選取原則，以及立柱的簡化方式。綜上所述，個人認為，獨立柱廣告牌設計的主要影響因素為風荷載，只有合理的選取風荷載計算參數，對其進行細致的計算，才能保證整體結構的安全性。

6參考文獻

[1] 戶外廣告設施鋼結構技術規程 CECS 148-2003

[2] 戶外結構獨立柱廣告牌 07G526

[3] 建筑結構荷載規范 GB50009-2012

[4] 獨立柱雙面廣告牌風荷載計算研究 陽芳 張海 周蘭芝