LED显示屏支撑结构分为落地式、壁挂式和楼顶式3种,各类型的支撑结构体系应力应变特点不同。

通过对3种支撑结构体系进行有限元分析比较,得出相应支撑结构的优化方案。结果表明,落地式支撑体系悬臂柱宜采用圆形截面,壁挂式水平向支撑体系宜采用组合桁架,楼顶式支撑结构宜采用空间桁架体系。

针对支撑结构关键节点进行优化设计,通过设置抗剪键或十字形加劲肋等构造措施优化节点应力状态,提高支撑结构的安全性能。

  

支撑结构类型

1,落地式支撑结构
落地式LED电子显示屏多设置于城市广场或重要交通交叉处。

分析落地显示屏支撑结构受力特性可知,支撑结构宜采用空间钢桁架结构。在基础上设置4根钢柱组合形成空间格构柱。上部屏体部分采用多层水平空间桁架结构,既可满足结构受力要求,又可满足检修通道的设置。

2,壁挂式支撑结构
城市建设密度较大,只有很少区域能够满足落地式显示屏的建设条件。

LED电子显示屏具有播放动态画面广告等优点,城市商业繁华地段需建设大量的LED显示屏,解决该矛盾的方案就是建设附属于已有建筑物的显示屏。

3,楼顶式支撑结构
实际使用中壁挂式LED电子显示屏由于占据较大的建筑物外立面,将会影响到建筑物的采光,因而壁挂式电子显示屏仅适用于商场等大型商业建筑。

建筑高度适中的办公建筑及民用住宅建筑设置的LED电子显示屏只能设计在建筑物顶部。此时显示屏支撑结构体系应归类为楼顶显示屏支撑结构。

结构选型   

1,落地式支撑结构
落地式电子显示屏支撑结构通过与基础连接的柱体承担上部屏体结构的荷载,可按照悬臂梁结构进行分析计算。

落地式支撑结构通常采用单柱或双柱加横梁式结构,其余类型可结合建筑造型选用合适的支撑结构体系。柱体设计可采用混凝土结构、钢管结构以及格构钢柱,横梁可选用格构梁等钢结构类型。其基础选型应根据场地的地质条件确定,并应进行抗压、抗拔、抗弯和抗倾覆计算。结合悬臂结构的受力特点,落地式支撑结构的关键构件为竖向柱体设计,选用安全合理符合工艺要求的截面形式。

2,壁挂式支撑结构
壁挂式支撑结构通过钢节点锚固于主体结构物侧部,通常可采用框架柱固定节点,当节点间距不能满足要求时,可采用框架梁作为辅助支点设计位置。横梁构件固定于支撑点上形成水平向片状结构体系,该体系承担显示屏传来的风荷载并作为检修通道承担检修荷载,属于壁挂式支撑结构的主要受力体系。屏体龙骨均布置在水平片状结构体系上。通常该体系可采用水平放置的桁架,对于节点距离较小的体系可直接采用型钢作为横梁,计算模型可采用连续梁方案。水平片状结构体系是壁挂式支撑结构的关键构件。

3,楼顶式支撑结构
楼顶式支撑结构需结合楼顶原有结构布置进行设计,充分利用原有主体结构体系承担荷载对优化楼顶式支撑结构体系非常重要。通常可结合建筑物造型采用平面桁架、空间桁架或网架结构等多种结构形式,结构方案灵活多变,可采用有限元分析软件进行建模分析计算。针对楼顶轻钢的特点应注意自振周期的特殊性以及鞭梢效应,宜对楼顶式支撑结构与大楼建立整体模型进行有限元分析,研究支撑结构的应力应变特性。

  节点分析 

采用钢构件为主要构件的显示屏支撑结构存在大量的连接节点,节点的准确设计对整体结构的安全性能至关重要。

支撑结构与混凝土基础连接采用专用预埋件,与主体混凝土结构的连接采用40c-学锚栓和植筋,在与梁体连接处优先采用对穿螺栓。所有节点均不得采用膨胀螺栓。基础节点设置的锚栓数量应满足承载力要求,并按照对称原则进行等间距布置。落地式支撑结构属于悬臂型结构体系,其柱根部应力较大;壁挂式支撑结构同样属于悬臂型结构体系,其节点根部应力较大。针对与基础及主体结构连接节点的应力分布特点,采用在根部对节点进行处理的方案进行优化设计,可有效改善节点应力并降低钢材用量。



总      结

(1)落地式显示屏支撑结构属于悬臂结构,其柱体为关键构件,根据应力应变分析结果结合电子显示屏检修特点,优先选用格构式截面。
(2)壁挂式显示屏支撑结构水平片状结构体系采用斜腹杆组合桁架结构优于直腹杆组合桁架结构,当主体结构轴线较大,中间区域无法设置节点时应增加斜腹杆密度。
(3)楼顶式显示屏支撑结构可采用网架结构和空间桁架结构体系,两种结构体系应力应变均衡,从施工难度等方面考虑优先选择空间桁架体系。
(4)显示屏支撑结构节点的准确设计对整体结构安全陛能至关重要,针对节点根部受力较大特性设置抗剪键或十字加劲肋等构造措施,可有效提高节点的承载能力。

作者:www.csdhgd.com


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