灯杆强度设计计算书
3.5米照明灯杆设计计算书
3、 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值：
Mk=M/γQ+VH/γQ
=9.49/1.4+2.5×1.5/1.4=9.45KN.M
修正后的地基承载力特征值：
f相a＝应f于ak荷+η载b效•γ应(标b-准3)组+ 合η时d•，γ作m(用d-于0.基5)础=6底0+面0+边1.缘0×的1最8×大(最1.小5－压0力.5)=78KN/M2
K= [б]/б =
9839.41 >1.5
故强度是安全的。
(m 5.64669E-05 3)
六、
根部剪力计算 V=V灯盘+V灯杆=γQ×WK1×0.2×3.8+γQ×WK2×10=1.4×0.59 ×0.1×1+1.4×0.3×10=2.5KN
七、 挠度计算 1、 惯性矩：
De= (D+d)/2=
3.5米照明灯杆及灯具设计强度计算书
一、 已知条件
1、 当地风压取值
(N/m2
W0=
0.85 ）
2、 材
料：
Q235B
许用
应
3、 力：
[σ]
=
235 MPa
弹性
模 4、 量：
E=
206000 N/m2
5、 挠度计算，圆锥杆等效为：De=(d+D)/2的等径管
6、 H=
3500 mm
d=
76 mm，
D= 140 mm 厚度
0.5362 （N·m）
M叉杆=
P1*S叉杆*Hx=
0.3057 （N·m）
M总=M灯杆+M灯具+M叉杆= 1.3486 （N·m）
五、 强度校核 1、 灯杆的危险截面处于根部，根部的抗弯截面系数：
路灯灯杆强度计算公式
二、 风压 P=U2/16 =
(N/m2 980 ）
三、 迎风面积 S灯杆= S叉杆= S灯具=
(D+d)*H/2 = 0.6 (m2)
1.67 (m2) 0.228 (m2)
四、 根部所受最大力矩
主杆根部的力矩，可以等效为集中风力作用在主杆重心处对主杆根部的力矩:
1、 重心高度
Hx=
(2d+D)*H/3(D+d)=
W=π*(D4-d4)/32D
=
2、 危险截面应力：
б =M/W=
76069694.48 (Pa)
3、 安全系数：
K= [б]/б =
3.09 >1.5
故强度是安全的。
(m 0.000143886 3)
六、 挠度计算 1、 惯性矩：
De= (D+d)/2=
167 mm
I=
π(De4-de4)/64
=
2、 风力影响
4.47 (m)
M灯杆= M灯具= M叉杆=
P1*S灯杆*Hx=
7317.3
P1*S灯具*Hx=
2629
P1*S叉杆*Hx=
999.01
M总=M灯杆+M灯具+M叉杆= 10945
（N·m） （N·m） （N·m） （N·m）
五、 强度校核 1、 灯杆的危险截面处于根部，根部的抗弯截面系数：
灯杆强度校核
一、 已知条件
1、 材 设计最大风速度:
U=
40 m/S
2、 料：
Q235
许用
应Байду номын сангаас
3、 力：
[σ] =
235 MPa
弹性
模 4、 量：
10米太阳能LED路灯灯杆强度计算说明书
太阳能LED路灯灯杆强度计算说明书10米灯杆光伏板功率：130Wp*2光伏板尺寸：1650*550mm1、整灯抗风计算风压（Wp）：Wp=0.5*Ρ*V²Ρ：为空气密度[kg/m3] v：为风速[m/s]空气密度Ρ==r/g r：重度（标准状态r=0.01225 [kN/m3]） g：重力加速度9.8[m/s2]即：将Ρ带入Wp=0.5*Ρ*V²公式中，得wp=0.5·r·v2/g将r、g带入公式wp=0.5·r·v2/g，得Wp= v2/1600[kN/m²]1、要求抗风等级12级根据以上公式：Wp=v²/160012级风速：32．7～36．9m/s代入公式（选择最大），得：Wp= 36.9²/1600=0.851[kN/m²]根据太阳能路灯灯杆截面积：（a+b）*H/2a=0.136m b=0.28m10米灯杆截面积及光伏板面积为：S总=（0.136+0.28）*10/2+1.65*0.55*2=3.895m²S 光伏板=1.65*0.55*2=1.815m²力臂长度：10米依据力学中的杠杆公式，此时固定螺钉所承受的弯矩为：M=0.851*3.895*10=33.2n.m根据设计：螺栓使用M24高强度螺栓，六个螺栓固定。
螺栓扭矩力大于需要的承受力，因此根据数据表明，该抗风设计完全符合设计要求。
螺栓扭矩力：参考以下表格或GB/T 3098.13-1996高强度螺栓施工扭矩值参考表系数值即可得施工终拧扭矩钢结构用大六角高强度螺栓连接副的施工扭矩是根据实测的扭矩系数进行计算而得的，即为了满足规范中所规定的预拉力值要求，根据试验所获得的真实的扭矩系数用GB50205-2001附录中的计算公式计算而得。
详见《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）第65页“附录B 紧固件连接工程检验项目”中的第B.0.3条规定。
灯杆强度设计程序
A、已知条件1、风速U=36.9m/s约12级台风2、灯杆材质Q2353、屈服强度[σ]=235Mpa4、弹性模量E=210Gpa5、灯杆尺寸H=22000mm d=400mm D=600mm δ=15mm 6、组件倾斜角度0°B、风压P=U 2/1.6=851.01N/m 2C、迎风面积S 塔杆==11.00m 2S 挑臂=60×1200×0=0.00m 2S 灯具=100×600×0=0.00m 2S 组件=1580×810×6=7.68m 2×sin 0S 风叶=300×600×=0.00m 2D、扭矩核算1、重心高度Hx==10.27m M 塔杆==96106.97N·mM 挑臂==0.00N·m M 灯具==0.00N·m M 组件==0.00N·m M 风叶==0.00N·m =96106.97N·mW==0.00m 3[M]==923911.91N·m综上所述=9.61E、挠度核算De==500.00mm2、截面惯性矩I==672312759.38mm 4因此灯杆强度是太阳能路灯强度校验π×De 4×[1-(De 内径/De）4]/64W*[σ][M]/M 总＞11、圆锥杆，相当于直杆，近似计算（d+D）/2P×S 组件×H P×S 风叶×HM 总=M 塔杆+M 挑臂+M 灯具+M 组件+M 风叶3、灯杆根部的截面抵抗距π×（D 外径4-D 内径4）/32D4、灯杆根部实际理论扭矩允许值P×S 灯具×H （d+D）*H/2（2d+D）*H/3（d+D）2、风压对路灯各部位的扭矩P×S 塔杆×Hx P×S 挑臂×H3、重心处载荷Q==9361.07Nfmax==23.92mm[fmax]==550.00mm6、综上所述=23.00还有地基强度和地脚螺栓强度计算，我也上传了[fmax]/fmax＞1因此灯杆挠度是结论：考虑风速的不均匀系数，空气动力系数，以及风向与灯杆、灯具的夹角等，实际危险截面力及灯顶的挠度均比以上计算的结果低，故此灯杆设计是安全可靠的。
变径矩形灯杆强度挠度计算书4 以10米路灯为例
=
2、 变径处抗弯截面系数：W宽面2=b2*a2^3/(6*a2)-（b2-2*T2）*（a2-2*T2）^3/(6*a2) =
可知：
1、 灯杆根部危险截面的应力：σ1=M根部总1/W宽面1
=
89.6
2、 灯杆变径处危险截面的应力：σ2=M变径处总2/W宽面2
=
98.9
取灯杆变径处为的危险截面，此时危险截面应力σ2=112.1Mpa
风压对路灯各部
19498.05 3474.90 1158.30
0.0 24131.3
可知2：
分的力在灯杆变 径处产生的弯
矩：
[1] M上节1=ω*S上节1*h2/2
=
[2] M灯臂1 = ω*S灯臂1*h2
=
[3] M灯具1 = ω*S灯具1*h2
=
[4] M其他1 = ω*S其他1*h2
=
得出：
M变径处总1=M上节+M灯臂+M灯具+M其他 =
=
104.6
2、 灯杆变径处危险截面的应力：σ4=M变径处总2/W窄面2
=
126.1
取灯杆变径处为的危险截面，此时危险截面应力σ4=142.7Mpa
{3}取风
力作用
在灯杆
窄面
时，灯
杆变径
处为最
可知
σ4＜ [σ]=215Mpa
3、 安全系数： K=[σ]/σ
=
1.86
结论： 在12级风力作用下，灯杆变径处危险截面应力小于Q235钢材的屈服应力，同时灯杆的安全系数为
4、风压
对灯杆
上节的
挠度：
[1]
灯杆上节受到的 风力影响：
F上节1=ω*S上节
28米高杆灯强度符合国际计算书
28米高杆灯强度符合国际计算书横向水平风荷载产生的风压（一）、自然条件参数：10米高度风速32M/S，最大风压0.6KN/M2。
（二）、杆形结构参数：灯杆：上口径250mm；灯杆的横断截面形状：16边形。
灯杆：下口径650mm；灯杆高：27m。
灯盘迎风面积：0.2M2；单个灯具迎风面积：0.3 M2。
灯杆迎风面积：19.3M2；灯具9个。
公式：ω=βz×μs×μz×μl×ω。
公式中：ω：作用在高杆结构单位面积上的风荷载ω：基本风压KN/M2；σs：风载体型系数μz：Z高度处的高度变化系数μl：重观调整系数βz：Z高度处的风振系数1、基本风压：根据当地气象条件：离地10米高处风速32m/s，基本风2、风载体型系数：灯杆为16边形按照GBJ130-90标准，μs=1.13、风压高度变化系数：按B类，即田野空旷系数取风压高度变化系数：表11、风振系数公式：βz =1+ξ×δ1×δ2。
公式中：βz——Z高度的风振系数β——脉动增大系数δ1——脉动和高度系数δ2——振型，结构外形影响系数（1）、灯杆的自振周期对于基本振周期T1＞0.25s时，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响，本高杆灯配单侧照明灯盘，计算可考虑按单水箱搭的自振周期公式来进行计算：公式：T1=3.63×sqr（H3/）（E×1）×（M+0.236×P.AH）公式中 H：灯杆的高度mA：灯杆的横截面M2m：灯杆高度为H时杆体的质量I：横截面惯性矩m4P：灯杆的密度750kg m4E：弹性模量2E+1 1PaA：3.14×（D`2-（D-t）-2）/4A：0.01612704 m2I：0.05×（D~2×t）~4I：0.00084688/ m4灯杆的自振周期为T1=1.715613693（2）、脉动增大系数ξ脉动增大系数根据ω。
矩形灯杆强度挠度计算书3 以10米灯杆为例
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
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。
宽面时
的线位
移为最
3、实际
允许
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] Δf=H/70=
0.138571429 m
[2] 得出F总＜Δf
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
0.04587 m
[2] f2=ω*S灯臂2*H^3/(3EI2)=
0.00000 m
[3] f3=ω*S灯具2*H^3/(3EI2)=
0.04540 m
[4] f4=ω*S其他2*H^3/(3EI2)=
0.00000 m
得出： f总=f1+f2+f3+f4=
0.09127 m
{3}取风
力作用
在灯杆
3316.94 N·m
[4] M其他1 = ω*S其他1*H =
0 N·m
得出：
M总1=M灯杆1+M灯臂1+M灯具1+M其他1 =
9371.628314 N·m
[2]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
=
6米太阳能路灯强度计算
6米太阳能路灯强度计算书一、主要计算依据1、路灯总高6m，上口径为90㎜下口径150㎜的锥形钢杆；钢杆壁厚为4㎜，灯具距地面高度为6m，太阳能电池板迎风面积1.2m2。
其它数据详见附表1。
2、基本风压ω○=v○2·μr /1600=1.26kN/㎡ (v○=45米/秒)μr——重现期调整系数, μr=1.13、计算依据：《高耸结构设计手册》、《建筑地基设计规范》、《建筑荷载高等规范》、《钢体结构设计手册》、《土力学》（钱家欢编）、其他相关规范。
风荷载计算二、风荷载计算1、作用在灯杆上的风压力迎风体所受的风压力由下式计算：·F=∑Fi=∑βzi·μsi·A i·μz·μri·ω○·S i式中 F——作用在迎风体上的风压力，kN迎风体迎风面积，S i——㎡W——设计风压，kN/㎡βz——风振系数，βz =1.0（由于中杆灯属于较低高耸结构，因此忽略风振周期的影响。
）μs——体形系数，μs =0.7μz——高度系数，μzi=(z/10)0.32ω○ ——基本风压，=1.26 kN/㎡经计算，整个杆体所受总风力为：F 总= F 杆+F 灯+F 臂+F 迎=1.99 kN２、总弯矩计算M 总= M 杆+M 灯+M 臂+M 迎=8.7 kN·m其中：M 杆=∑Fi·Zi；M 灯= F 灯·H 灯；M 臂= F 臂·H 臂；M 迎= F 迎·H 迎式中：Fi——距地面i 高处杆体所受风力 Zi——距地面i 高处杆体型芯F 迎——灯体上部连接件或固定件等迎风体所受风力 H 迎——迎风体型心其它具体数值详见附表2（钢杆强度校核计算结果数据一览表） 三、强度与挠度校验计算强度与挠度校验计算 １、强度验算灯杆强度验算取杆门处截面进行，作用于该截面处的荷载按灯杆底部杆计算，见下式：Wz =π（D 4-d 4）/32D σmax =Wz总M τ=kQ/A A=π(D 2－d 2)/4式中： σmax ——最大正应力，Mp aWz——校验处抗弯矩模量 M 总——杆根弯矩，M=8.7kN·mD——灯杆迎风外径，D=146㎜d——灯杆迎风内径，d=138㎜τ——剪应力，Mp ak——安全系数，k=2Q——剪力，Q= F总=1.99kN，2A——截面面积㎜经计算可得：σmax=141.11 Mp a < [σ]A3=210 Mp aτ=2.23 Mp a < 93 Mp a由此可知此灯型设计符合钢杆强度要求。
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A、已知条件 1、风速 2、灯杆材质
U= 36.9 m/s Q235
约12级 台风
3、屈服强度
[σ]= 235 Mpa
4、弹性模量
E= 210 Gpa
5、灯杆尺寸
H= 8000 mm
d= 90 mm
D= 210 mm
δ= 5 mm
6、组件倾斜角度
35 °
B、风压
P= U2/1.6= 851.01 N/m2
= 150 mm
2、截面惯性矩 I=
π×De4×[1-(De内径/De）4]/64
= 5990040.6 mm4
3、重心处载荷
Q= 4、风压对路灯产生的挠度
M总/Hx
= 9670.79 N
fmax=
QHx3/3EI
= 106.76 mm
5、灯杆实际理论的挠度允许值
[fmax]=
H/40
= 200 mm
C、迎风面积 S塔杆= S挑臂= S灯具= S组件= S风叶=
D、扭矩核算
60 100 1580 300
（d+D）*H/2
=
1.2
m2
×
1200 × 0 =
0
m2
×
600
× 0=
0
m2
×
810
× 6 = 7.6788 m2× sin 35
×
600
× 0=
0
m2
1、重心高度
Hx=
（2d+D）*H/3（d+D）
= 3.47 m
2、风压对路灯各部位的扭矩
M塔杆= M挑臂= M灯具= M组件= M风叶=
3、灯杆根部的截面抵抗距
P×S塔杆×Hx
=
P×S挑臂×H
=
P×S灯具×H
=
P×S组件×H
=
P×S风叶×H
=
M总=M塔杆+M挑臂+M灯具+M组件+M风叶 =
3540.2 0.0 0.0
29985.2 0.0
33525.4
De4= 506250000
此灯杆挠度是安全的 等，实际危险截面处的
6、综上所述
[fmax]/fmax＞1
= 1.87
因此灯杆挠度是安全的
结论：考虑风速的不均匀系数，空气动力系数，以及风向与灯杆、灯具的夹角等，实际危险截面处的 应力及灯顶的挠度均比以上计算的结果低，故此灯杆设计是安全可靠的。
还有地基强度和地脚螺栓强度计算，我也上传了
°= 4.404 m2
此灯杆强度是安全的 (De内径/De）= 0.9333333 (De内径/De）4= 0.7588346
N·m N·m N·m N·m N·m N·m
W=
π×（D外径4-D内径4）/32D
4、灯杆根部实际理论扭矩允许值
= 0.00016112 m3
[M]=
W*[σ]
= 37862.40 N·m
综上所述
[M]/M总＞1
= 1.13
因此灯杆强度是安全的
E、挠度核算
பைடு நூலகம்
1、圆锥杆，相当于直杆，近似计算
De=
（d+D）/2