合肥太阳能广告显示屏：路灯灯杆的抗风设计

合肥太阳能广告显示屏：路灯灯杆的抗风设计

    
    路灯的参数如下：
    电池板倾角A = 16o 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 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = [5000+（168+6）/tan16o]× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
    根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数，F = 1.3×730 = 949N。
    所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
    根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）。
    上式中，r是圆环内径，δ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
    =88.768×10－6 m3
    风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
    = 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa＜＜215Mpa
    其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
    所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。