LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)分為落地式、壁掛式和樓頂式3種，各類型的支撐結(jié)構(gòu)體系應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)不同。通過(guò)對(duì)3種支撐結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行有限元分析比較，得出相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。結(jié)果表明，落地式支撐體系懸臂柱宜采用圓形截面，壁掛式水平向支撐體系宜采用組合桁架，樓頂式支撐結(jié)構(gòu)宜采用空間桁架體系。針對(duì)支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置抗剪鍵或十字形加勁肋等構(gòu)造措施優(yōu)化節(jié)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)，提高支撐結(jié)構(gòu)的安全性能。
   隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，LED廣告屏廣泛應(yīng)用于商業(yè)展示，產(chǎn)生良好的廣告效應(yīng)，設(shè)計(jì)優(yōu)秀的LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)同時(shí)可成為城市建筑物中靚麗的風(fēng)景線。結(jié)合LED廣告屏的視距要求以及投資地域等特點(diǎn)通常會(huì)根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)及建筑物要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)。LED廣告屏通常采用獨(dú)立落地形式或附屬建筑物進(jìn)行設(shè)置。針對(duì)不同顯示屏形式的支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)準(zhǔn)確分析其受力特性選用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，本文將對(duì)LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類總結(jié)，提出各種支撐結(jié)構(gòu)方案適用的范圍、設(shè)計(jì)難點(diǎn)以及相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和構(gòu)造措施。
   落地式LED廣告屏多設(shè)置于城市廣場(chǎng)或重要交通交叉口處。分析落地顯示屏支撐結(jié)構(gòu)受力特性可知，支撐結(jié)構(gòu)宜采用空間鋼桁架結(jié)構(gòu)。上部屏體部分采用多層水平空間桁架結(jié)構(gòu)，既可滿足結(jié)構(gòu)受力要求，又可滿足檢修通道的設(shè)置。
1．2壁掛式支撐結(jié)構(gòu)
  城市建設(shè)密度較大，只有很少區(qū)域能夠滿足落地式顯示屏的建設(shè)條件。而LED廣告屏具有播放動(dòng)態(tài)畫面廣告等優(yōu)點(diǎn)，城市商業(yè)繁華地段需建設(shè)大量的LED廣告屏，解決該矛盾的方案就是建設(shè)附屬于已有建筑物的廣告屏。根據(jù)建筑物的建設(shè)條件、改造條件以及建筑物高度通常將附屬于建筑物的LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)分為壁掛式顯示屏支撐結(jié)構(gòu)和樓頂式顯示屏支撐結(jié)構(gòu)。
1．頂式支撐結(jié)構(gòu)
  實(shí)際使用中壁掛式LED廣告屏由于占據(jù)較大的建筑物外立面，將會(huì)影響到建筑物的采光，因而壁掛式LED廣告屏僅適用于商場(chǎng)等大型商業(yè)建筑。建筑高度適中的辦公建筑及民用住宅建筑設(shè)置的LED廣告屏只能設(shè)計(jì)在建筑物頂部。此時(shí)廣告屏支撐結(jié)構(gòu)體系應(yīng)歸類為樓頂顯示屏支撐結(jié)構(gòu)。
2荷載作用
   LED廣告屏采用落地式、壁掛式或樓頂式均需計(jì)算永久荷載、活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、裹冰荷載、地震荷載等荷載作用。其中永久荷載需計(jì)入屏幕自重荷載，活荷載需考慮屏體檢修涉及的檢修荷載。荷載組合系數(shù)應(yīng)符合規(guī)范要求。
  壁掛式或樓頂式顯示屏其自振周期應(yīng)結(jié)合主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，通常情況下可選用主體結(jié)構(gòu)自振周期進(jìn)行計(jì)算口，并分析高振型對(duì)樓頂式支撐結(jié)構(gòu)的影響。風(fēng)荷載的計(jì)算應(yīng)按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，對(duì)大型支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行深入分析。地震荷載的計(jì)算應(yīng)綜合考慮雙向水平地震和豎向地震作用，對(duì)壁掛式支撐結(jié)構(gòu)尤其要重視罕遇地震下豎向地震作用的影響分析。
  此外LED廣告屏內(nèi)部設(shè)置有電子顯示單元，長(zhǎng)時(shí)間的照明及其他設(shè)備的運(yùn)作均會(huì)帶來(lái)過(guò)多的熱量，內(nèi)部易出現(xiàn)散熱問(wèn)題，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置有大量的電力線路，線路老化等問(wèn)題也易導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。顯示屏支撐結(jié)構(gòu)在此類意外作用發(fā)生時(shí)應(yīng)有足夠的抵抗能力，不致發(fā)生連續(xù)性倒塌破壞，需加強(qiáng)關(guān)鍵構(gòu)件支撐節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，提高安全儲(chǔ)備。
3結(jié)構(gòu)選型
3．1落地式支撐結(jié)構(gòu)
   落地式LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)通過(guò)與基礎(chǔ)連接的柱體承擔(dān)上部屏體結(jié)構(gòu)的荷載，可按照懸臂梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。落地式支撐結(jié)構(gòu)通常采用單柱或雙柱加橫梁式結(jié)構(gòu)，其余類型可結(jié)合建筑造型選用合適的支撐結(jié)構(gòu)體系。柱體設(shè)計(jì)可采用混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管結(jié)構(gòu)以及格構(gòu)鋼柱，橫梁可選用格構(gòu)梁等鋼結(jié)構(gòu)類型。其基礎(chǔ)選型應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)條件確定，并應(yīng)進(jìn)行抗壓、抗拔、抗彎和抗傾覆計(jì)算。結(jié)合懸臂結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，落地式支撐結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件為豎向柱體設(shè)計(jì)，選用安全合理符合工藝要求的截面形式。
3．2壁掛式支撐結(jié)構(gòu)
  壁掛式支撐結(jié)構(gòu)通過(guò)鋼節(jié)點(diǎn)錨固于主體結(jié)構(gòu)物側(cè)部，通常可采用框架柱固定節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距不能滿足要求時(shí)，可采用框架梁作為輔助支點(diǎn)設(shè)計(jì)位置。橫梁構(gòu)件固定于支撐點(diǎn)上形成水平向片狀結(jié)構(gòu)體系，該體系承擔(dān)LED廣告屏傳來(lái)的風(fēng)荷載并作為檢修通道承擔(dān)檢修荷載，屬于壁掛式支撐結(jié)構(gòu)的主要受力體系。屏體龍骨均布置在水平片狀結(jié)構(gòu)體系上。
  當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)體系總質(zhì)量相同的情況下，采用斜腹桿組合桁架結(jié)構(gòu)比采用直腹桿組合桁架結(jié)構(gòu)變形小。結(jié)果表明，水平片狀結(jié)構(gòu)體系采用斜腹桿組合桁架結(jié)構(gòu)可有效降低支撐結(jié)構(gòu)變形，尤其當(dāng)框架軸線間距較大，中間區(qū)域無(wú)法連續(xù)設(shè)置支點(diǎn)時(shí)，增加斜腹桿密度可有效降低支撐結(jié)構(gòu)變形。
3．3樓頂式支撐結(jié)構(gòu)
  樓頂式支撐結(jié)構(gòu)需結(jié)合樓頂原有結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分利用原有主體結(jié)構(gòu)體系承擔(dān)荷載對(duì)優(yōu)化樓頂式支撐結(jié)構(gòu)體系非常重要。通常可結(jié)合建筑物造型采用平面桁架、空間桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)方案靈活多變，可采用有限元分析軟件進(jìn)行建模分析計(jì)算。針對(duì)樓頂輕鋼的特點(diǎn)應(yīng)注意自振周期的特殊性以及鞭梢效應(yīng)，宜對(duì)樓頂式支撐結(jié)構(gòu)與大樓建立整體模型進(jìn)行有限元分析，研究支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變特性。
4節(jié)點(diǎn)分析
  采用鋼構(gòu)件為主要構(gòu)件的LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)存在大量的連接節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全性能至關(guān)重要。膨脹螺栓?；A(chǔ)節(jié)點(diǎn)設(shè)置的錨栓數(shù)量應(yīng)滿足承載力要求，并按照對(duì)稱原則進(jìn)行等間距布置。落地式支撐結(jié)構(gòu)屬于懸臂型結(jié)構(gòu)體系，其柱根部應(yīng)力較大；壁掛式支撐結(jié)構(gòu)同樣屬于懸臂型結(jié)構(gòu)體系，其節(jié)點(diǎn)根部應(yīng)力較大。針對(duì)與基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布特點(diǎn)，采用在根部對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理的方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可有效改善節(jié)點(diǎn)應(yīng)力并降低鋼材用量。
5結(jié)束語(yǔ)
  (1)落地式LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)屬于懸臂結(jié)構(gòu)，其柱體為關(guān)鍵構(gòu)件，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果結(jié)合LED廣告屏檢修特點(diǎn)，優(yōu)先選用格構(gòu)式截面。
  (2)壁掛式LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)水平片狀結(jié)構(gòu)體系采用斜腹桿組合桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)于直腹桿組合桁架結(jié)構(gòu)，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)軸線較大，中間區(qū)域無(wú)法設(shè)置節(jié)點(diǎn)時(shí)應(yīng)增加斜腹桿密度。
  (3)樓頂式LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)可采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和空間桁架結(jié)構(gòu)體系，兩種結(jié)構(gòu)體系應(yīng)力應(yīng)變均衡，從施工難度等方面考慮優(yōu)先選擇空間桁架體系。
  (4)LED廣告屏支撐結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)安全陛能至關(guān)重要，針對(duì)節(jié)點(diǎn)根部受力較大特性設(shè)置抗剪鍵或十字加勁肋等構(gòu)造措施，可有效提高節(jié)點(diǎn)的承載能力。