矩形灯杆强度挠度计算书3-以10米灯杆为例.xlsx

灯杆抗弯强度和挠度计算书已知条件：1、 安装地区：山东青岛安装环境：郊区道路2、 基本风压：0 =600 N/m50年一遇3、 灯杆材质：Q235优质钢管4、 屈服强度： = 235 Mpa5、 弹性模量： E = 210 Gpa = 210*100036、 灯杆高度H：9700 灯杆截面长度a：150 灯杆截面宽度b：7、 灯臂长度L:0 管径2：0 数量n1：8、 灯具长度l1：1200 宽度l2：850 灯具数量n2：灯具厚度l3：1009、 灯杆是一个矩形管，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，其受力形式类似于一端固定的悬臂梁。一、风载荷计算：1 特殊环境调整后基本风压1 =600 N/m2 风载荷=1*Z*s*Z*r=858.000N/m体型系数s =1.3风压高度变化系数Z =1重现期调整系数r =1.1风振系数Z =1二、抗弯强度计算：1灯杆截面为矩形，取迎风面大的（宽面）为风力作用面。灯杆迎风面积：S灯杆1 =a*H =1.455mS灯臂1 =L*2*n1 =0 mS灯具1 =l1*l2*n2*sin =0.3985mS其他1 =0.0m可知：风压对路灯各部分的力矩：1 M灯杆1 = *S灯杆1*H/2 =6054.6915 Nm2 M灯臂1 = *S灯臂1*H =0.0Nm3 M灯具1 = *S灯具1*H =3316.94Nm4 M其他1 = *S其他1*H =0 Nm得出： M总1=M灯杆1+M灯臂1+M灯具1+M其他1 =9371.628314 Nm2取迎风面小的（窄面）为风力作用面。灯杆迎风面积：S灯杆2 =b*H =0.970mS灯臂2 =L*2*n1 =0 mS灯具2 =l1*l2*n2 =0.1200mS其他2 =0.0m可知：风压对路灯各部分的力矩：1 M灯杆2 = *S灯杆2*H/2 =4036.461 Nm2 M灯臂2 = *S灯臂2*H =0.0Nm3 M灯具2 = *S灯具2*H =998.71Nm4 M其他2 = *S其他2*H =0 Nm得出： M总2=M灯杆2+M灯臂2+M灯具2+M其他2 =5035.173 Nm强度校核：灯杆的危险截面位于根部，故使用灯杆下口来计算截面抵抗矩。1风力作用在灯杆宽面时：1、 根部抗弯截面系数：W1=b*a3/(6*a)-（b-2*T）*(a-2*T)3/(6*a)=8.23083E-052、 灯杆根部危险截面的应力：1=M总1/W1 = 113.8600118 Mpa2风力作用在灯杆窄面时：1、 根部抗弯截面系数：W2=a*b3/(6*b)-（a-2*T）*(b-2*T)3/(6*b)=6.57105E-052、 灯杆根部危险截面的应力：2=M总2/W2 = 76.62660441 Mpa3取风力作用在灯杆宽面时，灯杆根部为最终危险截面。可知 1=235Mpa3、 安全系数： K=/1 =2.063937955 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。三、挠度计算1当风力作用在灯杆（宽面）时：1、底部截面的惯性矩:I1=b*a3/12-（b-2*T）*(a-2*T)3/12=6.17313E-06 m42、风压对各部分挠度：1 F1=*S灯杆1*(H*0.5)3/(3EI1)=0.03662m2 F2=*S灯臂1*H3/(3EI1)=0.00000m3 F3=*S灯具1*H3/(3EI1)=0.08025m4 F4=*S其他1*H3/(3EI1)=0.00000m得出： F总=F1+F2+F3+F4=0.11687m2当风力作用在灯杆（窄面）时：1、底部截面的惯性矩:I2=a*b3/12-（a-2*T）*(b-2*T)3/12=3.28553E-06 m42、风压对各部分挠度：1 f1=*S灯杆2*(H*0.5)3/(3EI2)=0.04587m2 f2=*S灯臂2*H3/(3EI2)=0.00000m3 f3=*S灯具2*H3/(3EI2)=0.04540m4 f4=*S其他2*H3/(3EI2)=0.00000m得出： f总=f1+f2+f3+f4=0.09127m3取风力作用在灯杆宽面时的线位移为最终挠度值。3、实际允许值：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地高度的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 f=H/70=0.138571429m2 得出F总f结论： 在12级风力作用下，灯杆顶部的线位移约为11.69厘米，小于理论允许数值。加之灯杆底部有加强筋作用，灯头迎风面并不是完全封闭的实面。实际灯杆挠度比计算出来的还要小，因此灯杆设计是安全的。备注：1、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、建筑结构载荷规范材料力学、机械设计手册确定。2、 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）的前提之下确定的。N/m100 厚度T：4.00.01.0灯具翘度：23mm灯杆抗弯强度和挠度计算书Q235优质钢管灯杆是一个矩形管，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，其受力形式类似于一端固定的悬臂梁。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地高度的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：在12级风力作用下，灯杆顶部的线位移约为11.69厘米，小于理论允许数值。加之灯杆底部有加强筋作用，灯头迎风面并不是完全封闭的实面。实际灯杆挠度比计算出来的还要小，因此灯杆设计是安全的。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、建筑结构载荷规范材料力学、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）的前提之下确定的。1、安装在山区的基本风压调整系数：山间盆地、谷地等闭塞地区 0.75-0.85与风向一致的谷口、山口 1.2-1.52、安装在海岛的基本风压调整系数：距海岸距离40KM 1.0 距海岸距离40-60KM 1.0-1.1 距海岸距离60KM 1.1-1.2 风振系数=1+*1*2 =1.387072式中为脉动增大系数对于高度低于30米的一般取值1.281为风压脉动和高度变化影响系数取值查表22为振型、结构外形的影响系数取值查表3