矩形燈桿強度撓度計算書3-以10米燈桿為例

1、燈桿抗彎強度和撓度計算書已知條件：1、 安裝地區(qū)：山東青島安裝環(huán)境：郊區(qū)道路2、 基本風壓：0 =600 N/m50年一遇3、 燈桿材質：Q235優(yōu)質鋼管4、 屈服強度： = 235 Mpa5、 彈性模量： E = 210 Gpa = 210*100036、 燈桿高度H：9700 燈桿截面長度a：150 燈桿截面寬度b：7、 燈臂長度L:0 管徑2：0 數(shù)量n1：8、 燈具長度l1：1200 寬度l2：850 燈具數(shù)量n2：燈具厚度l3：1009、 燈桿是一個矩形管，其下端通過法蘭固定在混凝土基礎上，上端無固定。在風荷載作用下，其受力形式類似于一端固定的懸臂梁。一、風載荷計算：1 特殊環(huán)境調整

2、后基本風壓1 =600 N/m2 風載荷=1*Z*s*Z*r=858.000N/m體型系數(shù)s =1.3風壓高度變化系數(shù)Z =1重現(xiàn)期調整系數(shù)r =1.1風振系數(shù)Z =1二、抗彎強度計算：1燈桿截面為矩形，取迎風面大的（寬面）為風力作用面。燈桿迎風面積：S燈桿1 =a*H =1.455mS燈臂1 =L*2*n1 =0 mS燈具1 =l1*l2*n2*sin =0.3985mS其他1 =0.0m可知：風壓對路燈各部分的力矩：1 M燈桿1 = *S燈桿1*H/2 =6054.6915 Nm2 M燈臂1 = *S燈臂1*H =0.0Nm3 M燈具1 = *S燈具1*H =3316.94Nm4 M其他1

3、 = *S其他1*H =0 Nm得出： M總1=M燈桿1+M燈臂1+M燈具1+M其他1 =9371.628314 Nm2取迎風面小的（窄面）為風力作用面。燈桿迎風面積：S燈桿2 =b*H =0.970mS燈臂2 =L*2*n1 =0 mS燈具2 =l1*l2*n2 =0.1200mS其他2 =0.0m可知：風壓對路燈各部分的力矩：1 M燈桿2 = *S燈桿2*H/2 =4036.461 Nm2 M燈臂2 = *S燈臂2*H =0.0Nm3 M燈具2 = *S燈具2*H =998.71Nm4 M其他2 = *S其他2*H =0 Nm得出： M總2=M燈桿2+M燈臂2+M燈具2+M其他2 =503

4、5.173 Nm強度校核：燈桿的危險截面位于根部，故使用燈桿下口來計算截面抵抗矩。1風力作用在燈桿寬面時：1、 根部抗彎截面系數(shù)：W1=b*a3/(6*a)-（b-2*T）*(a-2*T)3/(6*a)=8.23083E-052、 燈桿根部危險截面的應力：1=M總1/W1 = 113.8600118 Mpa2風力作用在燈桿窄面時：1、 根部抗彎截面系數(shù)：W2=a*b3/(6*b)-（a-2*T）*(b-2*T)3/(6*b)=6.57105E-052、 燈桿根部危險截面的應力：2=M總2/W2 = 76.62660441 Mpa3取風力作用在燈桿寬面時，燈桿根部為最終危險截面。可知 1=235

5、Mpa3、 安全系數(shù)： K=/1 =2.063937955 1.8結論： 在12級風力作用下，燈桿根部危險截面應力小于Q235鋼材的屈服應力，同時燈桿的安全系數(shù)也大于1.8，由此得出燈桿的抗彎性良好，是安全的。三、撓度計算1當風力作用在燈桿（寬面）時：1、底部截面的慣性矩:I1=b*a3/12-（b-2*T）*(a-2*T)3/12=6.17313E-06 m42、風壓對各部分撓度：1 F1=*S燈桿1*(H*0.5)3/(3EI1)=0.03662m2 F2=*S燈臂1*H3/(3EI1)=0.00000m3 F3=*S燈具1*H3/(3EI1)=0.08025m4 F4=*S其他1*H3/

6、(3EI1)=0.00000m得出： F總=F1+F2+F3+F4=0.11687m2當風力作用在燈桿（窄面）時：1、底部截面的慣性矩:I2=a*b3/12-（a-2*T）*(b-2*T)3/12=3.28553E-06 m42、風壓對各部分撓度：1 f1=*S燈桿2*(H*0.5)3/(3EI2)=0.04587m2 f2=*S燈臂2*H3/(3EI2)=0.00000m3 f3=*S燈具2*H3/(3EI2)=0.04540m4 f4=*S其他2*H3/(3EI2)=0.00000m得出： f總=f1+f2+f3+f4=0.09127m3取風力作用在燈桿寬面時的線位移為最終撓度值。3、實際

7、允許值：據(jù)高聳結構設計規(guī)范，按線性分析在風載荷作用下燈桿任意一點的水平位移不得大于該點離地高度的1/75(單管懸臂結構可適當放寬，此處取1/70)。得出燈桿頂端撓度允許值為：1 f=H/70=0.138571429m2 得出F總f結論： 在12級風力作用下，燈桿頂部的線位移約為11.69厘米，小于理論允許數(shù)值。加之燈桿底部有加強筋作用，燈頭迎風面并不是完全封閉的實面。實際燈桿撓度比計算出來的還要小，因此燈桿設計是安全的。備注：1、該計算書的已知條件、計算公式等數(shù)據(jù)根據(jù)高聳結構設計規(guī)范、建筑結構載荷規(guī)范材料力學、機械設計手冊確定。2、 該計算書的計算數(shù)值是基于三大假設（連續(xù)性假設、均勻性假設、各

8、向同性假設）的前提之下確定的。N/m100 厚度T：4.00.01.0燈具翹度：23mm燈桿抗彎強度和撓度計算書Q235優(yōu)質鋼管燈桿是一個矩形管，其下端通過法蘭固定在混凝土基礎上，上端無固定。在風荷載作用下，其受力形式類似于一端固定的懸臂梁。據(jù)高聳結構設計規(guī)范，按線性分析在風載荷作用下燈桿任意一點的水平位移不得大于該點離地高度的1/75(單管懸臂結構可適當放寬，此處取1/70)。得出燈桿頂端撓度允許值為：在12級風力作用下，燈桿頂部的線位移約為11.69厘米，小于理論允許數(shù)值。加之燈桿底部有加強筋作用，燈頭迎風面并不是完全封閉的實面。實際燈桿撓度比計算出來的還要小，因此燈桿設計是安全的。該計算書的已知條件、計算公式等數(shù)據(jù)根據(jù)高聳結構設計規(guī)范、建筑結構載荷規(guī)范材料力學、機械設計手冊確定。該計算書的計算數(shù)值是基于三大假設（連續(xù)性假設、均勻性假設、各向同性假設）的前提之下確定的。1、安裝在山區(qū)的基本風壓調整系數(shù)：山間盆地、谷地等閉塞地區(qū) 0.75-0.85與風向一致的谷口、山口 1.2-1.52、安裝在海島的基本風壓調整系數(shù)：距海岸距離