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LED燈桿較高所受力依據和計算方式(案例)

發布時間:2019.05.11     瀏覽次數:     新聞來源:islamiknowledge.com

    LED燈桿較較高在安裝后所承受的壓力也相對大,在設計前就應該用行業內的計算方式充分計算好具體數據。本次ledIM体育app廠家對于燈桿較高的選用20m的桿子作為案例來分析。

  ⑴.基本數據:燈盤距地面高度約20m,方形基礎平面尺寸為3m×3m,基礎埋深2.5m,燈桿截面為正十二邊形,計算時簡化為圓形,頂部直徑D為200mm,根部直徑D400mm,厚度自頂端至底端分兩段。δ=6mm,長10.9m,δ=6mm,長10.9m。材料用低合金鋼,Q/BQB303SS400,屈服強度為f屈=245N/mm2,設計強度取f=225N/mm2,fV=125N/mm2,燈盤直徑為2200mm,厚度簡化為200mm,高桿燈總重約為Fk=40KN。
  ⑵.自然條件:當地基本風壓Wo=0.75KN/m2,地基土為淤泥質粘性土,地承載力特征值fak=60KN/m2,地面粗糙度考慮城市郊區為B類,地下水位埋深大于2.5m,地基土的容重γm=18KN/m3。
  ⑶.設計計算依據:
  ①、《建筑結構荷載規范》GB50009-2001
  ②、《建筑地基基礎設計規范》GB5007-2002
  ③、《鋼結構設計規范》GB50017-2003
  ④、《高聳結構設計規范》GBJ135-90

 二、風荷載標準值計算
  基本公式:WK=βz·μs·μz·ur·Wo
  式中:Wk—風荷載標準值(KN/m2);
  βz—高度z處的風振系數;
  μs—風荷載體型系數;
  μz—風壓高度變化系數;
  μr—高聳結構重現期調整系數,對重要的高聳結構取1.2。⑴.燈盤:高度為0.2m,μz=1.42,μs=0.5,μr=1.2
  βz=1+
  式中ξ—脈動增大系數;
  υ—脈動影響系數;
  φz—振型系數;
  βz=1+=1+()=2.04
  WK=βz·μs·μz·ur·Wo
  =2.04×0.5×1.42×1.2×0.75=1.30KN/m2
  ⑵.燈桿:簡化為均布荷載,高度取10.9m,
  μz=1.4,μs=0.59,μr=1.2
  βz=1+=1+()=2.16,
  WK2=βz·μs·μz·ur·Wo
  =2.16×0.59×1.14×1.2×0.75=1.31KN/m2

  三、內力計算
  ⑴.底部(δ=6mm)
  彎矩設計值:M=M燈盤+M燈桿
  M=γQ×WK1×0.2×2.2×21.5+γQ×WK2×21.5×10.9
  =1.4×1.3×0.2×2.2×21.5+1.4×1.31×21.5×10.9
  =447KN·m
  剪力設計值:V=V燈盤+V燈桿
  V=γQ×WK1×0.2×2.2+γQ×WK2×21.5
  =1.4×1.3×0.2×2.2+1.4×1.31×21.5
  =40KN
  ⑵.δ=6mm與δ=6mm,交接處
  彎矩設計值:
  M=γQ×WK1×0.2×2.2×10.9+γQ×WK2×(0.28+)×10.9×2=1.4×1.3×0.2×2.2×10.9+1.4×1.31×(0.28+)×10.9×2=48.7KN·m
  剪力設計值:
  V=γQ×WK1×0.2×2.2+γQ×WK2×(0.28+)×10.9
  =1.4×1.3×0.2×2.2+1.4×1.31×(0.28+)×10.9=20.8KN
  四、在風荷載作用下的強度復核(未考慮高桿燈自重)
  ⑴.底部(δ=6mm)
  截面慣性矩I=×(d-d)=(6504-6344)=8.31×108mm4.最大拉應力бmax=·y=426×106×325/(8.31×108)=167N/mm2
  最大剪應力τmax=2·V/A=2×27×103/[×(6502-6342)]=3.3N/mm2max
  ⑵.δ=6mm與δ=6mm,交接處
  截面慣性矩I=×(d-d)=(4004-3884)=1.44×108mm4.最大拉應力бmax=·y=51×106×200/(1.44×108)=70.8N/mm2最大剪應力τmax=2·V/A=2×9×103/[×(4002-3882)]=2.4N/mm2бmax
  五、地基承載力驗算
  ⑴.基礎平面尺寸:b×h=3×3m,
  基礎底面抗彎模量W=bh2=10.67m3,
  地基承載力特征值fak=60KN/m2,
  ⑵.基礎自重和基礎上的土重
  Gk=b×h×H×γ0=3×3×2.5×20=450KN
  ⑶.相應于荷載效應標準組合時,作用于基礎底面的彎矩值:
  Mk=M/γQ+VH/γQ=426/1.4+27×2.5/1.4×2.5=353KN·m
  ⑷.修正后的地基承載力特征值:
  fa=fak+ηb·γ(b-3)+ηd·γm(d-0.5)=60+0+1.0×18×(2.5-0.5)=96KN/m2
  ⑸.相應于荷載效應標準組合時,作用于基礎底面邊緣的最大最小壓力值:Pkmax=+
  ==53+33=86KN/m2<1.2fa=115KN/m2能滿足要求。
  Pkmax=+==53-33=20KN/m2>0能滿足要求。

  六、計算說明

  ⑴.根據建筑結構荷載規范,按50年一遇查全國各城市的基本風壓WO,絕大多數城市的WO≤0.75KN/m2時,若山區、偏僻地區、沿海海面和海島的基本風壓Wo≥0.75KN/m2時,以上計算乘以調整系數。
  ⑵.高桿燈的安全等級,按高聳結構設計規范取一級。
  ⑶.基礎設計所需的基本數據為:地基承載力特征值,地基土的物理性參數,上部荷載的標準組合值包括:彎矩、剪力、軸力。
   ⑷.基礎選型應根據建設場地土條件和結構的要求確定,一般為方形混凝土獨立基礎,底面積尺寸和配筋由計算確定或廠家提供圖紙。

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