LED显示屏
支撑结构有落地式、壁挂式和屋顶式三种。每种类型的支撑结构系统都有不同的应力和应变特性。通过对三种支撑结构体系的有限元分析和比较，得出相应支撑结构的优化方案。研究结果表明：落地式支撑体系悬臂柱宜采用圆形截面，壁挂式水平支撑体系宜采用组合桁架，屋顶支撑结构宜采用空间桁架体系。优化支护结构关键节点设计，通过设置剪力键或十字形加劲肋等结构措施优化节点受力状态，提高支护结构的安全性能。
随着多媒体技术的发展，LED电子显示屏广泛应用于商业显示，产生良好的广告效果。设计精良的展示支撑结构也能成为城市建筑中亮丽的风景。结合显示屏的观看距离要求和投资区域的特点，通常根据建设地点和建筑要求进行结构型式设计。 LED显示屏通常以独立落地形式或附属建筑形式设置）。对于不同显示屏形式的支撑结构，应准确分析其受力特性，选择相应的结构形式。本文将对强力巨型彩色LED电子显示屏的支撑结构进行分类总结，并提出各种支撑结构方案的适用范围和设计难点。以及相应的优化设计方案和结构措施。
1、显示屏支撑结构类型
落地式支撑结构
落地式LED电子显示屏多安装在城市广场或重要交通路口。对落地式显示屏支撑结构受力特性分析表明，支撑结构宜采用空间钢桁架结构。基础上设置四根钢柱，形成空间格构柱。上屏部分采用多层水平网架结构，既能满足结构受力要求，又能满足检修通道的设置。
义乌市宾王路LED显示屏屏幕面积为m，屏幕有效尺寸为m。它是典型的落地式支撑结构，采用格子柱构成展示支撑结构体系。钢格构柱四主肢尺寸为300mm300mm10mm，横梁尺寸为200mm，侧梁采用钢桁架结构。上弦杆、下弦杆和腹杆均为100 mmx100 mmx6 mm。上部铺设6毫米厚钢板，满足检修通道要求。基础采用独立混凝土基础。
壁挂式支撑结构
城市建设密度较高，只有少数区域能够满足落地显示屏的建设条件。虽然LED电子显示屏具有播放动态画面广告的优势，但在繁华的城市商业区需要建设大量的LED显示屏。解决这一矛盾的方法是在现有建筑物上建造显示器。
根据建筑物的施工条件、装修条件和建筑高度，附着在建筑物上的LED显示屏支撑结构通常分为壁挂式显示屏支撑结构和屋顶式显示屏支撑结构。
壁挂显示屏的支撑结构多采用固定在主体结构侧面的单层钢结构，内部设有维修通道。中国电信温州分公司南站大楼LED大屏幕工程显示屏mx是典型的壁挂式显示屏支撑结构。采用160mm160mm6mm的方钢管组成节点系统，在槽钢14a上铺设6mm厚的压花钢板，形成检修通道。每个节点通过6个M16地脚螺栓锚固在主体结构框架的柱侧。
屋顶支撑结构
在实际使用中，壁挂式LED电子显示屏由于占用的建筑立面较大，会影响建筑的采光。因此，壁挂式电子显示屏只适用于商场等大型商业建筑。安装在建筑高度适中的办公楼、住宅楼内的LED电子显示屏只能设计在建筑顶部。此时，展示支撑结构系统应归类为屋顶展示支撑结构。
中国通信服务广西公司的展示支撑结构设置在建筑顶部，充分利用原主体结构的剪力墙，设置钢格架体系。梁、柱均采用格构构件，形成受力状态良好的空间桁架系统。显示屏体的有效尺寸为m。钢格柱的四个主肢尺寸为100毫米x100毫米x5毫米。水平横梁的尺寸为100 毫米x 100 毫米x 5 毫米。对角腹板构件的尺寸为60 毫米x 60 毫米x 5 毫米。水平横向构件和垂直构件各自形成桁架。该系统可抵抗横向风荷载和地震荷载。节点通过10 个M12 螺栓固定在主体结构上。
2. 负载效应
若LED电子显示屏为落地式、壁挂式或屋顶式，则需要计算永久荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、冰荷载、地震荷载等荷载效应（1）。其中，永久荷载需要计入屏体自重荷载，活荷载需要考虑屏体维护所涉及的维护荷载。荷载组合系数应符合规范要求。
壁挂式或屋顶式显示屏的自振周期应结合主体结构进行整体分析。通常可采用主体结构的自振周期进行计算（2、3），分析高振动类型对屋顶支撑结构的影响。影响（4）。风荷载计算应以围护结构设计分析为基础，大型支撑结构应根据具体结构形式（5）进行深入分析。地震荷载的计算应综合考虑双向水平地震和竖向地震作用。对于壁挂式支撑结构，应特别注意罕见地震下竖向地震作用的影响分析。
此外，电子显示屏内部还有一个电子显示单元。长期照明以及其他设备的运行会带来过多的热量，内部容易出现散热问题。支撑结构内部布置有大量电源线，也会出现线路老化等问题。很容易引起火灾。当此类意外影响发生时，显示屏的支撑结构应具有足够的抵抗力，以防止持续倒塌和损坏。需加强关键部件支撑节点设计，提高安全储备。
3、结构选择
落地式支撑结构
落地式电子显示屏的支撑结构通过与基础相连的立柱承受上屏结构的荷载，可按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梁结构。其他类型可根据建筑造型选择合适的支撑结构体系。柱设计可采用混凝土结构、钢管结构和格构钢柱，梁可采用格构梁等钢结构类型。基础选型应根据场地地质条件确定，并计算抗压、抗拔、抗弯、抗倾覆能力。结合悬臂结构的受力特点，落地支撑结构的关键部件采用立柱设计，并选择符合工艺要求的安全合理的截面形式。
结合展示支撑结构施工工期特点，选取圆形钢柱和格构钢柱截面进行分析，研究相同应力应变条件下的用钢量。使用有限元分析软件来构建模型。圆形钢柱涂漆100015，格构钢柱四个主肢尺寸为300mm300mm10mm，横向水平构件尺寸为200mm100mm6mm，斜腹杆尺寸为100mm100mm6mm。根据悬臂结构的受力特点，将上屏荷载简化到柱顶，并基于简化模型对两柱进行有限元分析。分析结果表明，对于落地式支撑结构，圆柱截面和格构截面都是良好的截面形式。户外电子显示屏需要对电子显示部件进行维护，因此需要设置检修通道。采用格构柱可以充分利用格构空间设置出入通道，并且不会因设置类似圆形截面的出入孔而导致柱根断面出现。弱点。当因景观需要采用圆形截面时，应对建筑物上部进行局部加固。当两种断面形式都能满足实用和外观要求时，应优先采用格构柱。
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侧面。框架柱通常可用于固定节点。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。横梁构件固定在支撑点上，形成水平板结构体系。该系统承受来自显示屏的风荷载，并作为维护通道承担维护荷载。它是壁挂式支撑结构的主要受力系统。屏龙骨全部布置在水平板结构体系上。一般来说，该系统可以使用水平放置的桁架。对于节点距离较小的系统，可以直接使用型钢作为梁。计算模型可采用连续梁方案。水平板结构体系是壁挂支撑结构的关键组成部分。研究了两种水平板结构体系的应力应变特性。主体结构轴线间距7500mm。设置在地板中部的维修平台中间无支撑点。因此，本工程最大变形点出现在楼板中部。根据变形特点，采用两种结构形式进行分析。节点杆件均为160 mm160 mm6 mm，单体钢水平支撑结构为100 mml00 mm5 mm，组合桁架水平支撑结构弦杆为50 mm50 mm4 mm，斜腹杆为30毫米30毫米3毫米。
根据分析结果可以看出，当支撑结构体系总质量相同时，采用斜腹杆的桁架结构的变形小于采用直腹杆的桁架结构。结果表明，水平板结构体系采用斜腹杆组合桁架结构，能有效减小支撑结构的变形。特别是当框架轴距较大、中间区域不能连续设置支点时，增加斜腹杆密度可以有效减少支撑结构变形。
屋顶支撑结构
屋面式支撑结构需结合屋面原有结构布局进行设计。充分利用原有主体结构体系来承受荷载，对于优化屋面式支撑结构体系十分重要。通常可与建筑造型结合使用平面桁架、空间桁架或网架结构等多种结构形式。结构方案灵活多变，可利用有限元分析软件进行建模分析计算。针对屋顶轻钢的特点，应注意自振周期和鞭尖效应的特殊性。建议对屋顶支撑结构和建筑物的整体模型进行有限元分析，以研究支撑结构的应力应变特性。
屋面式支撑结构是一个空间结构体系，与主体结构的连接方式有多种，需要根据主体结构顶部的实际情况确定。不同结构类型的力学性能差异很大。只有利用有限元方法分析整体空间结构的受力状态，才能得到切合实际的设计方案。图8是实际工程主体结构突出的剪力墙与下部柱顶布置的支撑点组合而成的网架结构。剪力墙上支撑的钢柱和横向钢梁为90mmx90mmx5mm，横向次钢梁选用组合双角钢2xL40x4，斜腹杆全部采用组合双角钢2xL30x3 。所用钢材的总质量为13 900 千克。柱杆根部最大应力为133 N/mm2。其余部件的应力不大于N/mm2。平面内最大变形量为mm，满足变形要求（6）。图9采用网架结构体系。各部件均采用方钢管制成。立柱及横钢梁支撑构件尺寸为100mm100mm5mm，次钢梁80mm80mm5m，斜腹杆60mm60mm4mm，最大应力值为135N/mm2。最大变形值mm，钢材总质量14100kg。
对比两种结构类型可以看出，采用相同重量的网架结构体系与网架结构体系的应力应变相似，两种结构体系的效果也相似。考虑到施工难度和维护方便等因素，屋盖式支撑结构宜采用网架形式。
4. 节点分析
以钢构件为主要构件的显示屏支撑结构，连接节点数量较多。节点的准确设计对于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，与混凝土主体结构连接采用40C型地脚螺栓和植筋，与梁体连接优选采用贯穿螺栓。所有连接处均不允许使用膨胀螺栓。基础节点设置的地脚螺栓数量应满足承载力要求，并按对称原则等间距布置。落地式支撑结构为悬臂结构体系，柱根处受力较大；壁挂式支撑结构也是悬臂结构体系，节点根部受力较大。针对基础与主体结构连接节点的应力分布特点，对节点进行根部处理进行优化设计，可有效改善节点应力，减少用钢量。
5. 结论
(1)落地显示屏的支撑结构为悬臂结构，其立柱是关键部件。综合应力应变分析结果以及电子显示屏的维护特点，优选采用点阵结构断面。
(2)壁挂展示架支撑结构的水平板结构体系采用斜腹杆组合桁架结构，其性能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，应增加斜腹杆的密度。
(3)顶装显示屏支撑结构可采用网架结构和网架结构体系。两个结构体系的应力和应变是平衡的。从施工难度等方面考虑，应优先考虑网架体系。
(4)显示支撑结构节点的准确设计对于整体结构的安全性和性能至关重要。根据节点根部受力大的特点，设置剪力键或交叉加劲肋等结构措施，可有效提高节点的承载能力。
