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等径圆管灯杆强度挠度计算书2 以6米路灯为例
已知条
件:
1、
2、
3、
4、
5、
灯杆抗弯强度和挠度计算书
安装地区:
基本风压:
灯杆材质:
屈服强度:
弹性模量:
新疆乌鲁木齐市
ω
0
=
Q215优质钢管
[σ]=
E=
安装环境:
城市市区
700
N/m²
100年一遇
6、
灯杆高度H:
7、
灯臂长度L:
0
数量n
1:
0.0
灯具数量
8、
灯具长度l:
1050
高度h:
200
1.0
n
2
:
9、
灯杆重量m
1
:
49.5
灯具重量
9.95
10、
灯杆是一个圆钢管,其下端通过法兰固定在混凝土基础上,上端无固定。在风荷载作用下,
一端固定的悬臂梁。
一、抗弯强度计算:
可知:
[1]
特殊环境调整后基本风压ω
1
=
700
N/m²
[2]
风载荷ω=ω
1
*β
Z
*μs*μ
Z
*μ
r
=
400.400
N/m²
体型系数μs=
0.8
风压高度变化
0.65
系数μ
Z
重现期调整系数μr=
1.1
风振系数β
Z
=
1
[3]
灯杆迎风面积:
H*φ
1
=
0.684
m²
S
灯杆
=
L*φ
2
*n
1
=
0
m²
S
灯臂
=
l*h*n
2
=
0.21
m²
S
灯具
=
0.0
m²
S
其他
=
风压对路灯各
可知:
部分的力矩:
[1]
M
灯杆
=ω
*
S
灯杆
*H/2
=
821.6208
N·m
[2]
M
灯臂
=ω*S
灯臂*
H
=
0.0
N·m
[3]
M
灯具
=ω*S
灯具*
H
=
504.504
N·m
[4]
M
其他
=ω*S
其他*
H
=
0
N·m
得出:M
总
=M
灯杆
+M
灯臂
+M
灯具
+M
其他
=
1326.1248
N·m
强度校
核:
灯杆的
危险截
面位于
根部,
故使用
灯杆下
口来计
1、
根部抗弯截面系数
:W=π*(D^4-(D-2t)^4)/32D=
2.8287E-05
m³
2、
灯杆根部危险截面的应力
:
σ
=M
总
/W=
46.88186343
Mpa
σ<
可知
[σ]=215Mpa
3、
安全系数
:K=[
σ
]
/σ=
4.585995186
>1.8
结论:
在12级风力作用下,灯杆根部危险截面应力小于Q235钢材的屈服应力,同时
灯杆的安全系数也大于1.8,由此得出灯杆的抗弯性良好,是安全的。
二、挠度计算
1、底部
截面的
惯性矩:
I=
π
*
(D^4-(D-2t)^4)/64=
1.61233E-06
m^4
2、风压对各部分挠度:
[1]
f
1
=ω*S
灯杆
*(
H*0.5^3/(3EI=
0.00721
m
[2]
f
2
=ω*S
灯臂
*
H^3/(3EI=
0.00000
m
215
Mpa
212
Gpa
灯杆直径φ
6000
1
:
0
管径φ
2
:
212*1000^3
N/m²
114
厚度t:
3.0
[3]
f
3
=ω*S
灯具
*H^3/(3EI=
0.01771
m
[4]
f
4
=ω*S
其他
*
H^3/(3EI=
0.00000
m
得出:f
总
=f
1
+f
2
+f
3
+f
4
=
0.02492
m
3、实际
允许
据高耸结构设计规范,按线性分析在风载荷作用下灯杆任意一点的水平位移不得大于该点离
的1/75(单管悬臂结构可适当放宽,此处取1/70。得出灯杆顶端挠度允许值为:
[1]
Δf=H/70=
0.085714286
m
[2]
得出f
总
<Δf
结论:
在12级风力作用下,灯杆顶部的线位移约为2.5厘米,小于理论允许数值,因此灯杆设计
是安全的。
备注:
该计算书的已知条件、计算公式等数据根据《高耸结构设计规范》、《建筑结构载荷规范》
1、
力学》、《机械设计手册》确定。
该计算书的计算数值是基于三大假设(连续性假设、均匀性假设、各向同性假设)的前提之
2、
的。
《等径圆管灯杆强度挠度计算书2 以6米路灯为例.doc》
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