摘要：在我国经济不断发展、居民生活水平、科技自动化、现代化水平日益提升的今天，传统的信息显示屏已经不能跟上时代，LED显示屏逐渐出现在大众的眼中。同传统的显示屏相比，LED显示屏能够在户外达到更好的节能环保和投放信息的效果，特别是在高速公路中，LED显示屏能够即时显示目前高速公路的路况信息以及其他交通信息，为驾驶员带来便利。对此，本文将以LED显示屏为例，对其力学荷载进行深入研究。
关键词：LED显示屏；力学分析；力学结构
引言：
随着我国投放信息渠道的增多，对于户外投放设备的选择上也越来越倾向于可以灵活的播放信息、播放信息更加全面、造型简洁、呈现信息视觉效果与听觉效果都十分优秀的LED显示屏。在科学技术的不断发展中，LED显示屏被逐渐应用在商场周围、机场铁路及街道和道路两侧，特别是在高速公路中，LED显示屏能够实时显示当前路况信息，一旦发生高速公路施工等问题也能够及时通知驾驶员。但是在LED显示屏的结构设计方面，其显示屏并非完全封闭结构，在投放信息的正反两面都有风力的作用，并且由于LED显示屏本身较其他信息牌相比更为薄弱，因此一旦有强风或其他天气来袭，对于企业而言会有十分严重的损失。
一、LED显示屏
在我国城市特别是一线城市的发展中，LED显示屏被广泛的应用在了工商、金融、邮电、体育、车站码头、机场、客车等公共场所中，现今，LED显示屏已经是户外投放信息以及其他信息的主要载体之一，它不仅能够对计算机系统提供信息进行更好的展示，更能够在梳理拥堵交通、播放相关信息方面提供帮助[1]。
在我国社会逐步发展、科学技术水平不断进步的今天，LED显示屏在投放信息、梳理交通、展示相关的创意方面有着不可比拟的作用。大型的LED显示屏一般投放在大型公共场所，面积有几十平方米以上；小型的或依托商场而建的LED显示屏面积虽然为平面面积，但也为百米以上，作为商场投放信息、吸引消费者的手段之一，发挥着十分重要的作用。同传统的显示屏相比，LED显示屏具有亮度高、可视范围大、能够在阳光下进行稳定工作以及节能环保的特点，并且由于LED显示屏相较其他建筑物而言较高，因此一般的LED显示屏在设计和建筑方面都具有一定的防风性能，防雨性能和防水性能。
由于LED显示屏一般是户外安装与使用，并且其面积较大，无论是体积还是重量都十分可观，因此，在进行LED显示屏设计的时候最重要的就是对LED显示屏的结构设计，特别是对于整个显示屏的抗风性能、抗震性能、承载性能以及整个屏体相关的形状、大小、结构以及外部的装饰等，社会的实际应用要求其不仅要具有良好的性能，更应当于显示屏所处的环境协调一致。除此之外，在设计师进行LED显示屏设计时，也应当考虑显示屏所在地的空气湿度、风力、地形条件等许多影响因素，甚至LED显示屏在晚上的时候是否会出现光污染、是否会令行走的行人或机动车分心等影响，都是需要设计师提前进行相关的设计工作[2]。
二、对于LED显示屏的力学分析
由于目前的LED显示屏主要分为依托大型建筑及公共交通而建的显示屏以及拥有单独立柱的独立柱LED显示屏，因此对于二者的力学分析也应不同，对此，本文有以下研究：
（一）单立柱LED显示屏
1、对于单立柱LED显示屏的力学分析。单立柱LED显示屏的支撑部分一般都是位与于街道底部相连的一根立柱和其旁边的一些杆管构件所组成的，当重力荷载和风力荷载在过重的时候会比较容易产生大的变形和振动，特别是单立柱LED显示屏的一般结构同普通显示屏相比高，更容易发生显示屏由于重心不稳产生晃动甚至倒塌的情况[3]。受单立柱LED显示屏在户外的高度等条件影响，目前我国普遍的LED显示屏所承受的荷载力中风力、雪花、地震、以及其他由于环境本身的温度变化、显示屏本身基础不均匀、显示屏产生沉降自重等各种偶发性事故的冲击等荷载力都对LED显示屏的承重能力产生了一定的冲击。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，对显示屏作用最主要的还是风力荷载，其他荷载仅仅是在偶发性的特定情况下才被作为首要考虑的对象。对于目前的工程结构设计而言，风力荷载最佳的表达方式就是风压，当风速大的时候，风压也跟着增加，二者成正比例关系。
2、对于单立柱LED显示屏是否稳定的性能分析。在LED显示屏中，组件结构主要包括LED显示屏的显示屏面板和用于支撑面板的立柱这两部分组成，由于目前我国建筑工程中LED显示屏的建筑方案较为单一固定，因此保证立柱在整个显示屏构建中具有较强的稳定性，对于LED显示屏的正常工作而言十分重要。在传统的建筑工程施工中，LED显示屏的立柱部分主要采用的是钢管混凝土结构，以钢管为主，混凝土为辅来构筑立柱。因此在选择钢材的方面，施工队伍应当尽可能的选择质量有保证的钢管来构筑立柱，在使用混凝土时也应当加固混凝土结构，保证混凝土能够承受足够的风力等其他外力作用的侵蚀。由于立柱部分的不稳定性，因此在对于单立柱LED显示屏的结构设计方面，本文认为应当采用将钢筋加到立柱的结构设计中的方式来加固立柱结构，特别是在钢管附近的混凝土中添加钢筋，保证对于整个立柱进行加固作用。当立柱受外力作用产生受弯时，混凝土和里面的钢管会产生相互作用的紧固力，从而提高单立柱LED显示屏的抗弯强度。
（二）一般的LED显示屏力学分析
1、对于LED显示屏的力学分析。除去单立柱LED显示屏外，我国还有依托于大型建筑物而建的LED显示屏。在高速公路中，依托桥梁或其他路牌而建的LED显示屏就是其中的典型代表之一。这些显示屏由于没有立柱作为支撑，因此在抗风、抗震方面也有着不同的特性。当强风来袭时，这类LED显示屏其内部的组件一旦掉落也容易产生高空坠物等危险；而当地震来临时，显示屏的倒塌往往在建筑物倒塌之前，更为危险。在日常生活中，一般的LED显示屏主要所承受的还是风力、组件掉落等偶发事故的危险，虽然同单立柱LED显示屏相比更为稳定，但是由于此类显示屏一般是在人流集中地区，因此高空掉落组件的危险也更大、更严重。
2、对于LED显示屏是否稳定的性能分析。在LED显示屏中，保证其稳定性的往往并非LED显示屏本身，而是其背后的建筑以及显示屏与建筑之间的连接。在我国目前的建筑设计中，部分建筑物与显示屏之间的连接为镶嵌式连接，连接较为紧密，稳定性也更加好；但是部分建筑物与LED显示屏之间的连接却是依靠钢筋、钢管等构件进行的连接，虽然也在建筑物上，却和单立柱LED显示屏相同，承受着更大的风力危险。因此，对于后者如何保证连接部分在整个显示屏构建中具有较强的稳定性，对于LED显示屏的正常工作而言十分重要。在传统的建筑工程施工中，LED显示屏的连接部分主要采用的是钢管混凝土结构，以钢管为主，混凝土为辅来与建筑物进行连接。因此在选择钢材的方面，施工队伍应当尽可能的选择质量有保证的钢管来构筑立柱，在使用混凝土时也应当加固混凝土结构，保证混凝土能够承受足够的风力等其他外力作用的侵蚀。除此之外，在连接部分施工方也应当适当的添加钢筋的使用部分，减少混凝土的使用，钢筋能够对整个LED显示屏与建筑物的连接起到固定的作用，以钢筋加到LED显示屏与建筑物连接部分的结构设计中的方式来加固立柱结构，特别是在钢管附近的混凝土中添加钢筋，能够保证钢筋对于整个LED显示屏起到加固的作用。
三、结束语
在未来，LED显示屏必将以其节能环保、信息投放方式灵活便捷、信息投放面广、吸引观众等性能得到更为广泛的应用。但是具本文分析，目前我国的LED显示屏在其抗风性能、结构基础设计等方面都有着明显的不足之处，受环境等因素影响较大，出现信号不稳定、投放效果不好的情况也时有发生，因此应当对LED显示屏应当进行一定的优化，保证其在信息投放方面有更为卓越的表现。
参考文献：
[1]史富洋. LED显示屏驱动技术讨论：动态响应[J]. 现代显示，2009，20（2）：47-49.
[2]张苗苗. 折叠翼面展开机构设计及其力学性能研究[D]. 浙江理工大学，2012.
[3]文怀兴，马小琴. 一种新型LED显示屏阵列式插件机同步送料机构运动仿真与参数优化[J]. 机械设计与制造，2009（5）：132-134.
作者简介：庞建强（1990.05-）男，汉族，甘肃会宁人，大学本科，初级工程师，研究方向：专业工程力学。
论文作者:庞建强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：显示屏论文; 立柱论文; 荷载论文; 风力论文; 信息论文; 混凝土论文; 钢管论文; 《基层建设》2019年第24期论文;