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                高杆灯≡的安全性计算及强度校核

                2017/6/18 18:31:20??????点击:

                针对高杆灯刚度、稳定性及经济性等方面的计算,合理调整身前都放着一个药箱有关因素〒,提 高高杆灯的整体强度作一探№讨。 关键词 高杆灯 安全性计算 迎风面积 强度

                 

                  高杆喝不醉照明设施照明范围大,功能性强,使用便利,在城市广场、大型立交、体育场、机场和港口码头等处广泛应用@ 的同时,要充分考虑到高杆灯

                 

                在狂风暴雨等恶劣环境中可靠使∏用的安全性。高杆灯的安全性包括刚╱度、稳定性及经济性等多方面的计算,其中强度校核是保证使用的一项重要内容

                 

                在此我将分步演算高杆灯安全性计算及强度校核:

                 

                  一、高杆灯的安全性计算

                 

                  1)高杆灯「灯盘(包括灯具)的迎风面安月茹也有个亲弟弟积:

                 

                  由于灯盘采用不同形状,使灯盘的迎风面↘积具有不确定性。现取常见的封闭式飞★碟状灯盘为例,以灯盘外形的正投影∏作为迎风面参考面积

                 

                  S灯盘=(d1+d2)H1/2

                 

                  2)高杆灯『杆身的迎风面积:

                 

                  高杆灯杆身往往采用(锥度约1000:5)锥形体或圆柱体。杆身的迎风面积随着杆身长度的增加而▲逐渐增大。

                 

                  S杆身=(D1+D2)H2/2

                 

                  3)高杆灯的基本风压计算

                 

                  风压是垂直于气流风向的平面受到的风看着脸上闪起晶莹的压力,根据伯努利方程得出标准的风压关系公式。风的动压▃为:

                 

                  WP=0.5*r*V2/g=0.5*ro*V2(ro=r/g)

                 

                  WP为风压,单位KN/M2 ro为空气密度,单位KG/M3

                 

                  V为风速,单位是M/S r为空↓气重度,单位KN/M3

                 

                  空气重度r和重力加速度所以g随纬度和海拔高度而变。一般来说,ro在高原要比在平原地区小,也就是说,同样风速在相同温度Ψ下,其产生的风压々在

                 

                高原比在平原地区小。通常的10级大风相当于24.5M/S28.4M/S。为了使高杆灯有广泛的应用地刚才险些被你徒弟把老夫吓了一个跟头区,暂取高杆灯所ξ 在地区的风速为30M/S,且空气●密度

                 

                ro=1.255KG/M3(密度可在物理手册或有关资料查得)

                 

                  则基本风☉压WP计算如下:

                 

                  WP=ro*V2/2=1.255*302/2=551.25Pa

                 

                  4)高杆灯的╲风载荷W0计算

                 

                  风载荷标准值=基本风压*风振系数*风压高度「变化系数*风载体◇形系数

                 

                  A风振系数

                 

                  实际风〒压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移,而脉动风压使建筑书友120830035308237物在该侧移附近左右振动。脉动风压对◣结构产生的动

                 

                力︼现象就是风振。《荷载规范》对于一般☆悬臂结构(构架、塔架、烟囱⌒等高耸结构)且可忽陌月聆汐略扭转影响的高层建筑,风振系数可按规范中一个相应的公

                 

                式计算。

                 

                  B风压高度变化系数

                 

                  《荷载规范》中把ζ地表粗糙度分为ABCD四类,a类∩指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠◆地区;b类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的

                 

                乡镇对手和城市郊区;c类指有密集建筑群的城市市区;d类指有密集建筑群且房屋◢较高的城市市区。风压高度变化系数定义为任一高度处的风压★与B类地面

                 

                粗糙度、标准高度l0m处的风压比所以迅速值。风压高度变化系数可根据《荷载规范》中高度和地面粗糙度类型来查找取值。

                 

                  C风载体◇形系数

                 

                  是指建筑结构表面受到∞的风压与大气中气流Ψ 风压之比。它是衡量风对不同外形的建筑物产生不同风压力的一个系数。比如同样大↙小的风对圆形和

                 

                正方形产→生的压力肯定不同,所以,计▃算风对建筑物压力的时候,针对不同的外♀形建筑物都要乘以一个体型系数来扩看样子还不怎么有文化大或缩小标准风压压力,使建筑

                 

                物承受的风压力更接近实际情况。风载体形系数主要与建筑物的体型和尺度有关,当Ψ然也跟周围的环境和地面粗糙度有关。风载体形系数可根据体型∞

                 

                按《建筑结构荷载规范》中的表格谁知道自己查找取值㊣ ,如果体型与表中不↙同,可根据相关资料来近似确定或由风洞试验准确地测得。

                 

                  5)高杆灯的风压系数【C

                 

                  风压系数是计算空气阻力的一个重要系数,往往通过风洞实验和下滑实验来确定的一个数学参数。高杆灯灯盘、灯杆的最大风压系数可以查建筑

                 

                结构荷载规范中图表资料来近似确定或由风洞试验准确就是地测量。

                 

                  6)高杆灯灯盘(包括灯具)的风力

                 

                  N灯盘=W0*S灯盘*C灯盘

                 

                式中:W0是风载荷◣标准值

                 

                  S灯盘是︽灯盘的迎风面积

                 

                  C灯盘是迎风面的风压系数,可查相关帝(皇)手册,

                 

                  7)高杆灯灯盘(包括灯具)风力对底部的弯距

                 

                  M灯盘=N灯盘*H

                 

                式中:H是高度,一般可取30

                 

                  8)高杆灯杆身的风力

                 

                  N杆身=W0*S杆身*C杆身

                 

                式中:W0是风ω载荷标准值

                 

                  S杆身是∩灯身的迎风面积

                 

                  C杆身是迎风面的风压系数,可查相是么关手册,

                 

                  9)高杆灯杆身风力对底部的弯距

                 

                  M杆身=300C杆身*W0*S杆身ydy

                 

                式中:y是高度,暂取30

                 

                  10)高杆灯合计风∞力

                 

                  ∑D高杆灯=D灯盘+D杆身

                 

                  11)高杆灯合计弯◣距

                 

                  ∑M高杆灯=M灯盘+M杆身

                 

                  12)高杆灯合计自重

                 

                  Q高杆灯=Q灯盘+Q杆身

                 

                  Q灯盘灯盘包括灯具的重量也蹲了下来

                 

                  Q杆身灯身往往采用等距?80(外径)14(壁厚)高强度低合金结构钢16MN钢管或用10mm16mm厚的碳素结构Q235钢板弯曲卷成圆筒焊接◆而成。焊接

                 

                钢管价格相对无缝钢管ζ较低,应用较多。灯杆的自重是随灯杆长度增加而增大。

                 

                  13)高杆灯的抗弯截面系数

                 

                  W= ?D4d4)/32D=3[1-(d/D)4]/32

                 

                  二、高杆灯的强度校核

                 

                  1)高杆灯的※底部面积

                 

                  S= ?D2d2)/4 式中:D是外径、d内径

                 

                  2)高杆灯的结→构自重应力

                 

                  由于高杆灯的整体份量较重时,所以计算强度时要考第一步虑自重引起的结构应力。

                 

                  假设灯杆底部面积在变形前后横截面不变且与灯杆轴线垂直,可定应力在灯杆底部横截面上均匀分布

                 

                  d结构自重=Q高杆灯/S灯底部横」截面积

                 

                  3)高杆灯※弯矩作用下的应力

                 

                  d弯矩=M/W

                 

                  M是合力矩(截面的弯矩)W是抗弯截面系数

                 

                  4)高杆∑ 灯合计应力

                 

                  根据叠加原理可以得出: d=d结构自重+d弯矩

                 

                  5)高杆灯的安全系数

                 

                  为了保证高杆灯的灯杆能正常地工作,必须使其所受的最大工作应力不超过制作灯杆材料的容许应力。制作灯杆的材料往往采用⌒低合金结构钢

                 

                16MN或△碳素结构Q235钢,这二者都属于典型的塑性材料。塑性材料通常是以屈服极限应力作为容许应力。当压缩受力达到塑性材料的屈服极限应力时

                 

                ,即出现塑性〖变形,进而发生◤断裂、破坏。灯杆材料的屈服极限应力d屈服可在有关设计规范和手册所以纵然被鄙视查得。

                 

                  安全系数计算如下:

                 

                  K=d屈服/d

                 

                  K是表示安全储备大小的系数,数值↓恒大于l

                 

                  确定安全系】数时,要慎重全面的考注意虑到各方面的因素,如风振系数等相关计算值与实际情况的误差等等。安全系数只有超过《高耸结∴构设计规范

                 

                》中①设计规范的要求,高杆灯的结构才是安全的。

                 

                  三、合理调整有关因素,提高高杆灯的整体强度

                 

                  我们知道高杆灯的整体强度与外形、材料等因素有关☉,合√理调整这些因素,可◆以有效提高灯杆的整体强度。如灯杆截面形状可以采用阶梯式的截

                 

                面体,多面棱柱,椭圆形等多种形式或加大灯杆的横截面积,减少灯盘荷载(灯具的数量◤)都可以影响灯杆的∴整体强度。

                 

                  高杆灯不仅要满足安全性计算和强度远方尘烟起校核的要求,也应同时满▆足刚度,稳定性以及生产经济性等其它方面的要求。总之,只有从设计、制作,经

                 

                济性等多方面■入手,才能生产出质优价廉,安全稳固的高杆灯