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江苏太阳能路灯灯杆的抗风设计

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江苏太阳能路灯灯杆的抗风设计

电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m

设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm

焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为

PQ = [5000 (168 6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。

根据27m/s的设计最大允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数,F = 1.3×730 = 949N。

所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ 3rδ2 δ3)。

上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。

破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ 3rδ2 δ3)

=π×(3×842×4 3×84×42 43)= 88768mm3

=88.768×10-6 m3

风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W

= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。

所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。