10米路灯抗风强度校对5mm

路灯杆强度计算简述作者：沈磊来源：《商品与质量·建筑与发展》2014年第02期【摘要】简述路灯行业在灯杆结构设计中存在着一些不合理的地方，介绍路灯杆抗风荷载强度计算、地脚螺栓强度计算、基础承载力验算的计算方法。

【关键词】灯杆;强度;抗风荷载;地脚螺栓;基础承载力引言：灯杆照明使用便利、功能性强，在世界各地应用非常广泛。

在各级道路、广场、公园等地大量使用的同时，必须考虑到在恶劣环境如大风大雨中可靠使用的安全性。

其中包括灯杆的刚度、稳定性、经济性等多方面的考虑。

尤其在灯杆设计阶段的强度校核是非常重要的。

在市场上不乏存在着一些设计不合理，存在安全隐患的灯杆。

本文将以浙江中企实业有限公司道路灯杆在风荷载作用下的强度和基础计算为例，做一简述，供大家参考。

一、部分灯杆设计不合理的情况1）灯杆壁厚设计过厚或过薄。

设计时未经计算盲目增大灯杆壁厚，造成材料的浪费，增加了成本，还加重了地基承载的负荷。

而壁厚设计的过薄，虽然降低了成本，但安全性却得不到保证。

2）杆体结构设计成头重脚轻。

某些灯杆顶部叉头设计的又大又重，而主杆又细又薄，灯杆的稳定性很差。

3）基础设计未经计算，凭经验沿用原有路灯的基础，减低了灯杆抗风荷载的能力，也加大了基础的支撑荷载。

二、灯杆计算举例图1 灯杆基本尺寸及风荷载1、灯杆设计条件假设灯杆设计标高为15m，抗风力30m/s，适用于B类地区。

《荷载规范》中把地表粗糙度分为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。

灯杆的灯盘为圆周敞开式，直径为1.6m，高度0.8m。

灯具为4只GE牌EF40400W灯具（电器一体化结构）。

杆体为锥形杆，锥比度11/1000，材料为Q235A钢材，外表镀锌喷塑防腐处理。

上口外径φ=120mm，下口外径252mm，壁厚4mm。

148.8mm250.0mm1.7
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。
第2页，共2页 基础强度校验 已知条件：F、
21、当地基础地基的承载能力：F=120KN/m
2、混泥土基础尺寸：B（长）=1mL（宽）=1mH（高）=
(d+D)*H/2
60X1500>300X1000X1200>540 >300X1200X
(2d+D)*H/3(d+D)
2、风压对路灯各部份的扭矩：M塔杆=PXS塔杆XdxM挑臂=PXS挑臂XHM灯具
=PXS灯具XdM太阳能板=PXS太阳能板XdM风叶=PXS风叶XH
M总=M灯杆+M灯具+M挑臂
3、灯杆根部的截面抵抗矩：
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，各受力点的力臂为丄1、L2、L3。。。 力臂总长L总：J、
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：Fmax=M总/L总
=14.27KN
3、螺杆材质为：Q235屈服强度为：［235MP
44
n*（DODDID）/32DW=
4、灯杆根部实际理论扭矩允许值:
[M]=W*[（T]5因此：
[M]>Mtotal
灯杆强度是安全的。
4538.7765.92553.03163.0
0.011020.6N mN- mN- mN- mN- mN- m
7.26E-05m317062.8N m1.5

10米太阳能路灯抗风强度校核一、计算依据1．风速V=120km/h(十二级风)2．基本风压 W0=0.7MPa3. 整基杆风振系数取1.33．设计计算依据：①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002③、《钢结构设计规范》GB50017-2003④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90二、设计条件⑴．基本数据：170W硅铁模块距地面高度10m，面积1.34m2 ,每块重量45kg,220W硅铁模块距地面高度7m，面积1.74m2 ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形，灯杆上口径直径d为120mm，底部下口径直径D为260mm，厚度δ=5mm。

法兰厚度为20mm,直径500mm。

材料为Q235钢，屈服强度为f屈=240N/mm2，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。

二、灯柱强度计算1．风载荷系数W K=βz·μs·μz·u r·W0式中：W K—风荷载标准值（KN/m2）；βz—高度z处的风振系数；μs—风荷载体型系数；μz—风压高度变化系数；μr—高耸结构重现期调整系数，对重要的高耸结构取1.2。

⑴．太阳能板：高度为10m和7m，风压高度变化系数μz取1.38，风荷载体型系数μs =0.8μr=1.2整基杆风振系数βz取1.3灯盘风载荷系数W K1=βz·μs·μz·ur·W0=1.3×0.8×1.38×1.2×0.7=1.2kN/m2⑵．灯杆：简化为均布荷载风压高度变化系数μz取1.38风荷载体型系数μs =0.6μr=1.2整基杆风振系数βz取1.3灯杆风载荷系数W K2=βz·μs·μz·ur·W0=1.3×0.6×1.38×1.2×0.7=0.90kN/m22．太阳能板及灯杆迎风面积S太阳能板1=(1.34+1.34)×Sin22°=0.96㎡S太阳能板2=1.74×Sin22°=0.63㎡S灯杆=(0.12+0.26)×10/2=1.9㎡3．内力计算弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆M=γQ×WK1×S太阳能板×10m+γQ×WK2×S灯杆×5m=1.4×1.2×0.96×10+1.4×1.2×0.63×7+1.4×0.90×1.9×5M=35.5 kN·m最大剪力V=γQ×WK1×S太阳能板+γQ×WK2×S灯杆=5.05kN式中γQ---载荷组合系数4．灯柱根部应力灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即ξmax=M/W+P/ψA +2V/A式中M/W—弯曲应力 P/ψA—轴向应力 2V/A—剪应力由前面计算出灯柱总弯矩为M=34.25kN·mW—抗弯截面系数 W=I/yI为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离截面惯性矩I=∏(D4-d4)/64d------灯柱根部内径D------灯柱根部外径I=3.14×[(260mm)4-(250mm)4]/64=0.32×108mm4弯曲应力бmax=M×y/I=35.5×106 N·mm×130mm/0.32×108mm4=144.2N/ mm2=144.2MPa轴向应力---P/ψAP—轴向负荷 P=路灯总重=380kgψ—稳定系数A—灯杆根部截面积。

路灯灯杆得抗风破坏设计计算公式路灯得参数如下: 电池板倾角A=16°,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得计算点P到灯杆受到得电池板作用荷载F作用线得距离为PQ= [5０(168+6/ｔａn1６o］×Ｓin1６o＝ 15４5ｍm=1。

５45ｍ。

所以,风荷载在灯杆破坏面上得作用矩M=Ｆ×1、5４5。

根据2７m/s得设计最大允许风速,2×30W得双灯头太阳能路灯电池板得基本荷载为７30Ｎ。

考虑1。

3得安全系数,F=１.3×73０＝949Ｎ。

所以,M=F×１。

545=94９×１。

5４5=1４６6N。

m、根据数学推导,圆环形破坏面得抵抗矩W=π×(３r2δ＋3rδ2＋δ３)。

上式中,r就是圆环内径,δ就是圆环宽度。

破坏面抵抗矩Ｗ＝π×(３r２δ+3rδ2＋δ3)=π×(3×8４２×4＋3×84×42＋４3)=8８７68mm3=88、768×1０-6m3风荷载在破坏面上作用矩引起得应力=M／W=１466/(88、７6８×10－6)=16.5×１06pａ=16、5Ｍpa＜〈215Mpa其中,21５Ｍpa就是Ｑ2３５钢得抗弯强度。

所以,设计选取得焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆得抗风就是没有问题得。

灯杆材质选用上海宝钢产优质低碳钢Q235Ａ型,钢材得硅含量不高于0、0４%,经大型折弯机一次折弯成型,直线度误差不超过０、０５％,灯杆得抗风能力按36．9米／秒１1级以上设计,抗地震烈度为8级。

高杆灯具操作及注意事项一:高杆灯具得操作必须由两人或两人以上进行,控制柜由一人操作,其余人员注意观瞧灯盘得升降位置、二:高杆灯具得升降操作1、打开配电控制柜,将空气开关分开,切断总电源。