浅谈T型钢结构广告牌的结构设计方法

刘丰

摘 要：本文从T型钢结构广告牌的结构类型、荷载及应力等方面进行综合分析，结合本人实际工作情况，就如何提高T型钢结构广告牌的安全性和稳定性作出深入探讨。

关键词：T型钢 广告牌 结构 设计

T型钢，顾名思义，是一种铸造成“T”字型的钢材。利用T 型钢设计成的户外广告牌，因结构简单、寿命长等优点，被广泛应用到企业产品宣传。但实际使用时，因广告牌设计施工等不合理造成的倒塌事故屡见不鲜，对公众的生命财产构成严重威胁。因此，T型钢结构广告牌的安全性和稳定性备受关注。

一、T 型钢结构广告牌基本结构类型

根据 T 型钢衔接骨架的不同，将T型钢广告牌结构分为两种类型。

第一种，是利用一根独立钢柱焊接成T型主骨架，上部焊接一根横向主梁，因其断面似英文字母“T”，所以称T型钢。其副骨架由槽钢和角钢焊接联合而成，与主骨架形成三角形应力空间，可承受强大内力作用。该结构受力明确、模型简单、可利用STS进行计算，广告灯箱面板利用挂件、斜撑等固定其上。焊接完毕后，能进行现场拼装，质量可靠；缺点为用钢量较大[1]。

另一种类型，则是更为稳定的桁架结构，该结构由多道横梁及之间的连接钢筋焊接而成。主骨架为垂直钢柱，T型钢则作为衍生骨架。为增加此种结构的稳定性，不同横梁之间应采用钢筋或角钢进行焊接，从而形成纵向或对角向的应力作用。该结构受力复杂，且上部桁架多现场焊接，焊点多，不能保证工程质量；但优点为用钢量少，外形美观。

二、T 型钢结构广告牌作用荷载

T 型钢结构因自身的构造特性和位置因素等，要承受一定的荷载，主要包括结构自重和风荷载，具体概括如下。

（一） 结构自重

T 型钢结构广告牌主要应用于户外广告。为引起公众注意，要求广告牌面积足够大，同时为避免户外风雨压力对广告面造成破坏，要求使用特殊材质的广告装饰布料，这就导致广告牌自重增加。因此，对T型钢各连接与承载部分的应力有较高要求，避免广告牌脱落造成安全事故[2]。

（二） 风荷载

风荷载是T型钢结构广告牌的主要荷载，可根据公式 8.1.1-1W k=βzμsμzWo计算其标准值。因T型广告牌易受风荷载影响，因此应适当增加基本风压值；同时，此结构广告牌风荷载与其自震周期相比有明显提高。因此，从长周期来看，此结构可有效屏蔽风效应。

三、T 型钢结构广告牌应力分析和变形

（一）T 型钢建模和动力分析

在对T 型钢结构广告牌建造参数进行计算时，应重点对其面板大小、横梁和立柱等进行建模和动力分析，注意其整体性。

T 型钢结构动力特性主要由其自身组成形式、结构刚度和材料性质等决定，包括自振周期、阻尼系数等。应力分析T 型钢立柱承载力由钢柱长细比、截面尺寸及钢柱荷载等构成。计算结果表明，钢立柱承载力与稳定控制有关。因此，T 型钢结构的主体部分可自成体系，并采用铰接或刚结方式，与垂直立柱部分进行接合，其稳定性主要决定于上层结构特性。

（二）避免水平风载荷位移

T 型钢结构广告牌结构设计时，应避免在水平风载荷方向上出现位移。更严重的是若此位移较明显，不仅影响广告牌的使用效果，更增大了倾斜风险。同时，位移和变形还将引起T型钢出现附加应力，结构内部荷载增大，严重降低该结构的安全系数。

因此，T 型钢广告牌结构设计时应严格控制其变形。根据上文公式，在风荷载标准值下，以T 型钢广告牌钢结构顶点为参考点，其水平位移不能超过该点到地面高度的1%；其横梁挠度限定值为l/150。如果使用的空钢柱不能满足柱顶位移的相关要求，可采用素钢柱或配筋钢柱替换空钢柱作为立柱，以提高钢柱的刚度[3]。

四、T型钢结构广告牌基础设计方法

T型钢广告牌的基础构造部分，是整体设计的关键。基础部分起到“呈上传下”的作用，也就是说它要将上部结构的全部荷载安全地传递到地面，同时承担维持该结构的整体稳定性的重任。因此，为保证T型钢结构广告牌的安全、稳定，要求基础部分能承受广告牌自重及弯矩拔力。

设计基础部分时，应充分考虑该结构的地基承载力及上部荷载大小，据此基础可选择采用桩基础还是柱下独立扩展基础，二者均有优缺点。桩基础稳定性好，可有效抵抗T型钢结构水平荷载及上拔力，施工面小，适于场地受限的情况；应用垂直柱体结构简单、成本低，但此种结构的荷载及应力均来自柱体上方广告牌，因此对柱体重力基准要求较高。说明采用此结构时应重点关注施工地点的地质条件，必要时先进行考察分析。桩基础主要承受水平作用力，据测量，桩身最大弯矩出现在桩顶下400-1000mm处。

实际施工中，还应根据柱脚锚栓的应力特点，适当考虑T 型钢结构广告牌所处位置。因其能较大程度承受拉力，而对水平剪力的承受有限。因此，应根据当地的气候条件合理选择。如施工地点位于沿海地带，风压较大，其造成的水平剪力不能通过应力直接传输到垂直底座，因此混凝土底板无法完全消化该剪力，后期维护较困难，同时存在安全隐患。在这种情况下，实际施工中可采用“工”字钢垂直焊接，该方式能增加混凝土底板截面摩擦系数和承载力。

结语

户外广告牌是进行品牌宣传和推广的有效方式之一，尤其是户外T 形广告牌因面积大、广告醒目，非常容易引起行人的注意。但是对T 形广告牌结构设计和安全性的要求很高，在满足广告效果的前提下保证广告牌的安全性是重要研究内容。结合本人在实际工作对部分T 型钢结构广告牌的實地考察，总结出以下几点建议：前期设计阶段的关键是对基础和结构的把控；设计计算应充分考虑风荷载的相关参数；结构计算分析应关注T 型钢柱的稳定性和变形性。

参考文献

[1]赵敬源.大型钢结构广告牌的设计和施工特点[J].科技创新导报，2009，11：78-79.

[2]阙永东. 浅谈钢结构广告牌的设计和施工[J].商品与质量，2009，S3：43-45.

[3]黄杰. 浅谈T型钢结构广告牌的结构设计[J].福建建材，2014，09：52-53.