LED顯示屏支撐結構分（fèn）為落地式、壁掛（guà）式和樓頂式3種，各類型的支撐結構體係應力應變特（tè）點不同。通過對3種支撐結構體係進行有限元分析比較，得出相應支撐結構的優化方案。結果表明（míng），落地式支撐體係懸臂柱宜（yí）采用圓形截麵，壁掛式水平向支撐體係（xì）宜采（cǎi）用組合桁架，樓頂（dǐng）式（shì）支（zhī）撐結構宜采用空間桁架體係（xì）。針（zhēn）對支撐結構關鍵節點進行優化設計，通（tōng）過設置抗剪鍵或十字形加勁肋等構造措施優化節點應力狀態，提高支撐（chēng）結構的安全性（xìng）能。

    隨著多媒體技術的發展，LED電子顯示屏廣泛應（yīng）用於商業展示，產生良好的廣告效應，設（shè）計優秀的顯示屏支撐結構同（tóng）時可成為城市建築物中靚麗的風景線。結合顯示屏的視距要求以及投（tóu）資地域（yù）等特點通常會根據建設地點（diǎn）及建築物要求進行結構類型設（shè）計。LED顯示屏（píng）通常采用獨立落地形式或附屬建築物進行設置）。針對不同顯示屏形式的支撐結構，應準確分析其受（shòu）力特性選用相應的（de）結構形式，本文將對強力巨彩LED電子顯示屏支撐結構進（jìn）行分類總結（jié），提出各種支撐結構方案適用的範圍、設計難點以及相應的優（yōu）化設計方案和構造措（cuò）施。

    1、顯（xiǎn）示屏支撐結（jié）構（gòu）類型（xíng）

    1．1落地式支撐結構

    落地式LED電子顯示屏多設置於城市廣場或重要交通交叉處。分析落（luò）地顯示屏支撐結構受力特性可知，支撐結構宜采用空（kōng）間鋼桁（héng）架結構。在基礎上設置4根鋼柱組合形成空間（jiān）格構柱。上部屏體部分（fèn）采用多層水平空間桁架結構，既可滿足結構受力要求，又可滿足檢修通道的設置。

    義烏市賓王路LED顯示屏屏體麵積屏體有效尺（chǐ）寸為13．4mx8．6 m，屬於典型落地（dì）式支撐結（jié）構，采用格構柱形成顯示屏支撐（chēng）結構體係。鋼格構柱4根主肢采用300 mmx300 mmx 10 mm，水平橫材采用（yòng）200mm×100 mmx6mm、斜腹杆為100 mm×100mm×6mm，結合格構柱內（nèi）部空間設置檢修上人通道；屏體背側構件采用鋼桁架結構，上弦杆、下（xià）弦（xián）杆、腹杆均采用100 mmx100 mmx6 mm，上部鋪設6 mm厚鋼板（bǎn）以滿足檢修（xiū）通道要求。基礎采（cǎi）用獨立混凝土基礎。

    1．2壁掛式支撐結構

    城市建設密度較大，隻有很少區域能（néng）夠滿足落地式顯示屏的（de）建設（shè）條件。而LED電子顯示屏具有播放動態畫麵廣告等優點，城市商業繁華地段需建設大量的LED顯示屏，解決該矛盾的（de）方案就是建設附屬於已有建築物的顯示屏。

    根據建築物的建（jiàn）設條件、改造條件以及建築（zhù）物（wù）高（gāo）度通常將附屬於建築物的LED顯示屏支撐結構分為壁掛式顯示屏支撐結構和樓頂式顯示屏支撐結構。

    壁掛式顯示屏支撐（chēng）結（jié）構多采用單（dān）層鋼結構固定於主體結構側麵（miàn），內部設（shè）置檢修通道。中國電信溫（wēn）州分公司南站大樓LED大屏幕工程顯示屏24．0 mx 13．4m，屬於典型壁掛式顯示屏支撐結構，采用方鋼管160 mmx160 mmx6 mm形成（chéng）節點體係，槽鋼14a上鋪設（shè）6 mm厚壓紋鋼板形成檢修通道，各節點通過6個M16錨栓錨固於主體結構框架（jià）柱側。

    1．3樓頂式支撐（chēng）結構

    實際使用（yòng）中壁掛式（shì）LED電子（zǐ）顯示屏由於占（zhàn）據較大的建（jiàn）築物外立（lì）麵，將會影響到建築物的采光，因而壁掛式（shì）電（diàn）子顯（xiǎn）示屏僅適用於商場等大型商業建築。建築高度適中的辦公建築及民用住宅建（jiàn）築設置（zhì）的LED電子（zǐ）顯示屏隻能設計（jì）在建築物頂部。此時顯（xiǎn）示屏支撐結構體係應歸類為樓頂顯（xiǎn）示屏（píng）支撐結構。

    中國通信服務廣西公司顯示屏支撐結構設置於大樓頂部，充分利用原主體結（jié）構（gòu）剪力牆設置鋼格構體係，梁柱均采用格構構件，形成具有良好受力狀態的空間桁架體係。顯示屏屏體有效尺寸17．5 mx8．0 m，鋼格（gé）構柱4根主肢采用100 mmx100 mmx5 mm，水（shuǐ）平橫材采用100 mmx100 mmx5 mm、斜（xié）腹杆為口60mmx60 mmx5 mm，其中水平橫材與豎材（cái）各（gè）自組成桁架體係抵抗側向風荷載和地震荷載。節點通（tōng）過10個（gè）M12螺栓錨固於主體結構。

    2、荷（hé）載作用

    LED電子顯示屏（píng）采用落地式、壁掛式或樓頂式均需（xū）計算永久荷載、活荷（hé）載、風荷載、雪荷載（zǎi）、裹冰荷載、地震荷載等荷（hé）載作用；其中永久荷載需計入屏幕（mù）自重（chóng）荷載，活荷載需考慮屏體檢修涉及的（de）檢修荷載。荷載組合係（xì）數應符合規範要（yào）求。 壁掛式或樓（lóu）頂式顯示屏其自振周期（qī）應結合主體結構進行整體分析，通常情況下可選（xuǎn）用主體結構自振周期進行計算，並分析高振型對樓頂式支（zhī）撐結構（gòu）的影響，地震荷載的計算（suàn）應綜合考慮雙向水平地（dì）震和豎向地震（zhèn）作用，對壁掛式支撐結構尤（yóu）其要重視罕遇地震下豎向地震作用的影響分析（xī）。

    此外電子（zǐ）顯示屏（píng）內部設（shè）置有電子顯示單元，長時間的照（zhào）明及（jí）其他設（shè）備的運作均會帶來過多的熱量，內部易出現散熱問題，支撐結構內（nèi）部布置有（yǒu）大量的電力線路，線路老化（huà）等問題也易導致（zhì）火災發生。顯示屏（píng）支撐結構在此（cǐ）類（lèi）意外作用發生時應有足夠（gòu）的抵抗能力，不致發生連續性倒塌破壞，需加強關鍵構件支撐節點（diǎn）的（de）設計，提高安全儲（chǔ）備

    3、結構選型

    3．1落地（dì）式支撐結構

    落地式（shì）電子顯示屏支撐結構通過與基礎連接的柱（zhù）體承擔上部屏體結構的荷載，可按照懸（xuán）臂梁結構進行分析計（jì）算。落地式支撐結（jié）構通常采用單柱或雙柱加橫梁式結構，其餘類型可結合（hé）建築造型選用合適的支撐結構體係。柱體設計可采用混凝土結構、鋼管結構（gòu）以及格構鋼柱，橫梁（liáng）可選用格構梁等鋼結構類型。其基礎選型應根據場地的地質條件確定，並應進行抗壓、抗拔、抗（kàng）彎和抗傾覆計算。結（jié）合（hé）懸臂（bì）結構的受力特點，落地式支撐結構的關鍵構件為豎向柱（zhù）體設計，選用安全合理符合工藝要求的截麵形式。

    結合顯示屏支撐結構（gòu）的建設（shè）周期等特點，選（xuǎn）用圓形鋼柱和格構鋼柱截麵進行分析，研究相同應力應變情況下鋼材（cái）的用量。采用有（yǒu）限元分析軟件建立模型，圓形鋼（gāng）柱采用彩1000×15，格構鋼柱4根主肢采用300mm×300mm×10mm，水平橫材采用200mmx100 mmx6mm、斜腹杆為100mx100 mm×6mm，根據懸臂結構（gòu）受力特點，將上部屏體承受荷載簡化到柱體頂部，根據簡化後的模型對兩種柱體（tǐ）進行有限元分析。

    分析結果（guǒ）表（biǎo）明，對落地式支撐結構，圓柱（zhù）式截麵及格構式截（jié）麵均為良好的截麵形式。戶外電子顯示屏由於需維修電子顯示元（yuán）件，因而需設置上人通道，采用格構式柱可（kě）充分利（lì）用格（gé）構空間設置上人通道，不會像圓截麵（miàn）一樣由於設置（zhì）上人孔洞導致柱（zhù）根部（bù）截麵出現（xiàn）薄弱部位。當由於景觀需設置圓形（xíng）截麵（miàn）時應對上人部位進行局部加固處理。當兩種截麵類型均能滿足實用及外觀要求時（shí），應優（yōu）先采用格構柱。

     3．2壁掛式支撐結構

    壁（bì）掛式支（zhī）撐結構通過鋼節點錨固（gù）於主體（tǐ）結構物側部，通常可采用框架（jià）柱固定節點，當節（jiē）點間距不能滿足要求時，可采用框架梁作為輔助支點設計位置。橫梁構件（jiàn）固定於支撐點上形成水平向片狀結（jié）構體係，該體係承擔顯示屏傳來的風荷載並作為檢修通道承擔檢修荷（hé）載，屬於壁（bì）掛式（shì）支（zhī）撐結構的主要受力體係。屏體（tǐ）龍（lóng）骨均布置在水平片狀結構體係上。通常該體係可采用水平放置的桁架，對於節點距離較小（xiǎo）的體係可直接采用型鋼作為橫梁，計算模型可采用連（lián）續梁方案。水平片狀結構體係是壁掛式支撐結構的關鍵構件。

    研究了兩種水平片狀結構體係（xì）的應力應變特點，主體結構軸線間距為7500mm，在樓層中部設（shè）置的檢修平台中間無法設置支撐點，因而該（gāi）工程最大變形點發生在樓層中部位置。根據變形特點分別采用兩種結構形式進行分（fèn）析。節點構件均采用160 mmx160 mm×6 mm，單獨型鋼水平支撐結構采用100 mm×l00 mm×5 mm，組合桁架水平支撐結構弦杆采（cǎi）用50 mmx50 mmx4 mm，斜腹杆采用30mmx30 mm×3 mm。

    根據分析（xī）結果可知，當支撐結構體係總質量相同的情況下，采用斜腹杆（gǎn）組合桁架結構比采用直腹杆組合桁架結構變形小。結果表明，水平片狀結構體係采用斜腹杆組合桁架結構可有效降低（dī）支撐結構變形，尤其當框（kuàng）架軸線間距較大，中間區域無法連續設（shè）置支點時，增加（jiā）斜腹杆密度可有效降低支撐結構變形。

    3．3樓頂（dǐng）式支撐結構（gòu）

    樓頂式支撐結構需（xū）結（jié）合樓頂原有結構布置進（jìn）行設計，充分利用原有主體結構體係承擔荷載對優（yōu）化樓頂式支撐（chēng）結構體係非常重要。通常可結合建築物造型采（cǎi）用平麵（miàn）桁架、空間（jiān）桁架或網架結構等多（duō）種結構形式，結構方案靈活多變，可采用有限元分（fèn）析（xī）軟（ruǎn）件進行建模分析（xī）計算。針對樓（lóu）頂輕鋼的特點應（yīng）注意自振周期的特殊性以及鞭梢效應，宜對樓頂式支撐結構與大樓建立整體模型進行有限（xiàn）元（yuán）分析，研究支撐結構的應力應變特性。

    樓頂式支撐結構屬於空間結構體係，其與主體（tǐ）結構的連接方式有多種類型，需根據實際主（zhǔ）體結構頂部的情況（kuàng）確定。不同的結構類（lèi）型受力性能差別很大，隻有采用有限元方法分析整體空間結構的受力（lì）狀態才能得到符合實（shí）際的設計方案。

    結合實際工程主體結構突出丁（dīng）頁麵（miàn）的剪力牆與下部柱頂布置支撐點形成（chéng）的網架結構，鋼柱和支（zhī）撐於剪力牆的橫鋼梁采用90 mmx90 mmx5 mm，橫向次鋼梁選用組合雙角鋼2xL40 x4，斜腹杆均采用組合雙角鋼2xL30 x3。采用鋼材總質量為13 900 kg，柱構件根部應力最600習大，其值為133 N／mm2，其餘構件應（yīng）力均不大（dà）於 N／mm2，平麵內最大變形為（wéi）3．08 mm，滿足變形要求（qiú）（6）。采用（yòng）空間桁架（jià）結構體係，構件均選用方鋼管，其中柱（zhù）和橫鋼梁支撐構件（jiàn） 100 mm×100 mmx5mm，次鋼梁（liáng）80 mmx80 mmx5m，斜腹杆60mmx60 mmx4 mm，最大應力值135 N／mm2，最大變形值3．08 mm，鋼材總質量（liàng）14100 kg。

    對比兩種結構類型可知，采用相同重量的網架結構體係與空間桁架結構體（tǐ）係（xì）的應力和應變相差不多，兩種結構體係效果相（xiàng）近。綜合考慮施工難度及維護方便等因素，樓頂式（shì）支撐（chēng）結構宜（yí）選用空間桁架形式。

    4、節點分析

    采用鋼構件（jiàn）為主（zhǔ）要構件的顯示屏支撐結構（gòu）存在大量的連接節點，節點的準確設計對整體結構的安全性能至關重要。

    支撐結構與混凝土基礎連接采用專用預埋件，與主體混凝（níng）土結構的連（lián）接采（cǎi）用40c－學錨（máo）栓和植筋，在與梁體連（lián）接（jiē）處優先采用對（duì）穿螺栓（shuān）。所有節點均不得采用膨脹螺栓。基礎節點設置（zhì）的錨栓（shuān）數量應滿足承載力要求，並按照對稱原則進行（háng）等間距布置。落地（dì）式（shì）支撐結構屬於懸臂型結構體係，其（qí）柱根部應力較大；壁掛式支撐結（jié）構同樣屬（shǔ）於懸臂型結構體係，其節（jiē）點根部應力較大。針對與基礎及主體結構連接節點的應力分布特點，采用在根部對節點進（jìn）行（háng）處（chù）理的方案（àn）進行優化設（shè）計，可有效改（gǎi）善節點應（yīng）力並降（jiàng）低鋼材用（yòng）量。

    5、結（jié）束語

    （1）落地式顯（xiǎn）示（shì）屏支撐結（jié）構屬於懸臂結構，其（qí）柱體為關鍵構件（jiàn），根（gēn）據應力應變分（fèn）析結果結（jié）合電子顯示屏檢修特點（diǎn），優先選用格構（gòu）式截麵。

    （2）壁掛式顯示屏（píng）支撐結構（gòu）水平片（piàn）狀結構體係采用斜（xié）腹（fù）杆（gǎn）組合桁（héng）架結構優於直腹杆組合桁架結構，當主體結構軸線較大，中間區域（yù）無法設置節點（diǎn）時（shí）應（yīng）增加斜腹杆（gǎn）密度。

    （3）樓（lóu）頂（dǐng）式（shì）顯示屏支撐結構可采用（yòng）網（wǎng）架結構和空間桁架結構體係，兩種結構（gòu）體係應力應變均衡，從施工難度等方麵考慮優（yōu）先選擇空間桁架體係。

    （4）顯示屏支撐結構節點的準確（què）設（shè）計（jì）對整體結構安全陛能至關重要，針（zhēn）對節點根部受力較（jiào）大特性設置抗剪鍵或十字（zì）加勁肋等構（gòu）造措（cuò）施，可有效提高節（jiē）點的承載能力。