8米路灯杆抗风强度计算校核算

8米灯杆强度计算

A、已知条件:

1、风速:U＝36.9m/s约12级台风

3、灯杆材质：Q235

4、屈服强度：[σ]＝235MPa Pa=N/m2

5、弹性模量：E＝210GPa

6、H ＝8000mm d ＝70mm D ＝160mm T ＝3mm

B、风压：

P ＝ U2/1.6＝851.01N/m2

C、迎风面积：

S塔杆＝(d+D)*H/2＝0.92m2

S挑臂＝60×1500×1＝0.09m2

S灯具＝300×1000×1＝0.30m2

S太阳能板＝1200×540×0＝0.00m2×sin35°＝0.00m2 S风叶＝300×1200×0＝0.00m2

　＝(2d+D)*H/3(d+D)＝ 3.48m

H

x

风压对整根灯杆的扭矩，随着高度不同，而不同，所以我们采用近似计算：相当于风压全部作用在灯杆重心处的扭矩。需要出强度计算的请联系：135********，Q：71584972

2、风压对路灯各部份的扭矩:

M塔杆＝P×S塔杆×Hx＝2723.2N·m

M挑臂＝P×S挑臂×H＝612.7N·m

M灯具＝P×S灯具×H＝2042.4N·m

M太阳能板＝P×S太阳能板×H＝0.0N·m

M风叶＝P×S风叶×H＝0.0N·m

M总=M灯杆+M灯具+M挑臂＝5378.4N·m

3、灯杆根部的截面抵抗矩：

W＝π*(D OD4-D ID4)/32D＝ 5.70E-05m3

4、灯杆根部实际理论扭矩允许值：

[M]＝W*[σ]＝13397.3N·m

5、因此：

[M] ＞ M total 2.5

灯杆强度是安全的。

E、挠度核算:

1、圆锥杆，相当于直杆近似计算：

D e＝(d+D)/2＝115.0mm

2、截面惯性矩：

I＝π*(D eOD4-d eID4)/64＝ 1.66E+06mm4

3、重心处荷载:

Q＝M total/H x＝1546.28 N

4、风压对路灯产生的挠度：

f max＝QH x3/3EI＝62.4mm

5、灯杆实际理论的挠度允许值:

[f max]＝H/40＝200.0mm

6、因此：

[f max] ＞ f max 3.2

灯杆挠度是安全的。

结论：

考虑风速的不均匀系数，空气动力系数，以及风向与灯杆、灯具的夹角等，实际危险截面处的应力及灯顶的挠度均比以上计算的结果低，故此灯杆设计是安全可靠的。

基础强度校验

F、已知条件:

1、当地基础地基的承载能力：F＝120KN/m2

2、混泥土基础尺寸：B(长)＝1m L(宽)＝1m H(高)＝1m

3、C20混泥土密度: 2.4＝t/m3

4、灯杆底板尺寸：L(长)＝320mm W(宽)＝320mm H(高)＝16mm

G、基础地基上的压强：

1、基础地基上的总重量：

G总 ＝G灯杆＋G混泥土基础(KN)

＝0.78＋23.52(KN)

＝24.30(KN)

3、基础地基上的压强：

P ＝G总/S基础地基面积

＝24.3KN／1m2

＝24.30KN/m2

4、因此：

P＜F 4.9

基础底部的承载能力是安全的。

H、基础边缘产生的最大压强:

5、基础底部C20混泥土浇层的抵抗矩：

W混泥土 ＝B×H2/6

＝0.17m3

6、基础边缘产生的最大压强：

P MAX＝P+M总/W混泥土

＝24.30KN/m2＋ 5.38KN·m／0.17m3

＝24.30KN/m2＋32.27KN/m2

＝56.57KN/m2

根据GBJ7－89各建筑设计基础规范第5.1.1条规定，基础的平均压强P≤F,且Pmax≤1.2F的要求进行核算：

7、因此：

P max＜1.2*F 2.5

基础侧边缘的承载能力是安全的。

基础螺杆强度校验

I、已知条件:

地脚螺杆共同作用产生的拉力( F )≥ 灯杆根部受到的最大风弯矩 ( M总 )

1、基础螺杆分布直径：320mm螺杆数量为：4螺杆尺寸为：M20

2、基础螺杆受力点设为为1点,各受力点的力臂为,L1、L2、L3。。。

J、力臂总长 L总 ：

1、经计算力臂总长为 L总：L1+L2*2+L3*2*。。。＝773mm

2、那么地脚螺杆上的拉力为：F max＝M总/L总

＝ 6.96KN

3、螺杆材质为:Q235屈服强度为：[σ]＝235MP

安全系数：K＝ 1.5

基础螺杆横截面积：S＝235.97mm2

4、基础螺杆理论的许用应为：N ＝[σ]×S/K

＝235MP×235.97mm2/ 1.5

＝37.0 KN

5、因此：

F max＜N 6.4

基础螺杆是安全的。