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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

时间：2023-11-13 15:30:06 下载该word文档

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ω0=Q215优质钢管[σ]=E=安装环境：城市市区700N/m²100年一遇6、灯杆高度H：7、灯臂长度L:0数量n1：0.0灯具数量8、灯具长度l：1050高度h：2001.0n2：9、灯杆重量m1：49.5灯具重量9.9510、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ω1=700N/m²[2]风载荷ω=ω1*βZ*μs*μZ*μr=400.400N/m²体型系数μs=0.8风压高度变化0.65系数μZ重现期调整系数μr=1.1风振系数βZ=1[3]灯杆迎风面积：H*φ1=0.684m²S灯杆=L*φ2*n1=0m²S灯臂=l*h*n2=0.21m²S灯具=0.0m²S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=821.6208N·m[2]M灯臂=ω*S灯臂*H=0.0N·m[3]M灯具=ω*S灯具*H=504.504N·m[4]M其他=ω*S其他*H=0N·m得出：M总=M灯杆+M灯臂+M灯具+M其他=1326.1248N·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-05m³2、灯杆根部危险截面的应力：σ=M总/W=46.88186343Mpaσ＜可知[σ]=215Mpa3、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-06m^42、风压对各部分挠度：[1]f1=ω*S灯杆*(H*0.5^3/(3EI=0.00721m[2]f2=ω*S灯臂*H^3/(3EI=0.00000m215Mpa212Gpa灯杆直径φ60001：0管径φ2：212*1000^3N/m²114厚度t：3.0
[3]f3=ω*S灯具*H^3/(3EI=0.01771m[4]f4=ω*S其他*H^3/(3EI=0.00000m得出：f总=f1+f2+f3+f4=0.02492m3、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=0.085714286m[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。

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