12m路灯灯杆抗风、抗挠强度计算

12m 路灯灯杆抗风、抗挠技术

1、已知条件

1.1 最大风速 Vm=35m/s (P 风压：ω0＝0.81KN/m 2)

1.2 材料 材质符合Q235（A3）/Q345

1.3 许用应力［σ］=210Mpa(《钢结构设计规范》)（Q235） 许用应力［σ］=345Mpa(《钢结构设计规范》)（Q345）

1.4 弹性模量：E=

2.06×1011N/M 2(《机械设计手册》)

1.5 灯管外形为选用Q235钢管焊接，100*200，壁厚分别为4mm.

1.6 灯体自重10kg ，杆重 500 kg

2、迎风面积

2.1 S 灯体= 0.1m 2

2.2 S 灯杆= 6m 2

3、结构自振周期

I=

⨯64π (0.174-0.1724)=8.5×10－6m 4 A=⨯4π

(0.172-0.1722)=0.0022m 2

T1=3.63×)236.0(3AH m EI

H ρ+ =0.56s

T1>0.25s 采用风振系数来考虑，风压脉动的影响。

4、风振系数βz

4.1 基本风压 ω0T 12= 0.81×0.562 =0.254kN/ m 2

∴脉动增大系数 ξ ＝2.10

4.2 风压脉动和风压高度变化的影响系数

ε1 ＝0.75

4.3 振型、结构外形影响系数 ε2＝0.76

∴β ＝1＋ξ ·ε1•ε2＝2.20

5、顶端灯具大风时的风荷载： （u τ 取1.3）

F1＝βzUsUzU τ灯体S ⋅0ω

＝2.20×0.9×1.3×1.0×0.81×0.15

＝0.31KN

6、灯杆大风的风荷载：

F2＝βzUsUzU τ杆S ⋅0ω

＝2.20×0.7×1.0×1.1×0.81×1

＝1.40KN

7、灯杆距底法兰处所受的最大弯矩：

M 总＝0.31×8＋1.40×4＝8.08KN ·m

8 、灯杆底端（危险截面即筋板上部开孔处的截面） 风压弯曲应力 σb σb = S M 总 =3

4417.0)162.017.0(098.004.8

m

m KN -⨯⋅ =87MPa

σb <[ σb ]=210Mpa

结论：结构设计是满足国家相关设计规程的要求是安全的。