市政多功能杆计算书 3x1

10米灯杆强度计算
一、如图所示已知条件：
1.灯杆立柱高度为10米，规格为φ273*10；
2.标志板长为3米，宽为1.5米，厚度为0.003米；
3.横梁长为3.9米，规格为φ121*4；
5.灯杆材质为Q235。

二、风压
Wk=βzμsμzW0
Wk—风荷载标准值；
βz—高度z处的风振系数；
μs—风荷载体型系数；
μz—风压高度变化系数；
W0—基本风压。

已知条件：采用当地空旷平坦地面上离地10米高，重现期为50年10min平均最大风速值，并不得小于22m/s，所以W0取0.7901KN/㎡。

μz取0.74；，μs取1.3；βz取2.968
因此Wk=2.968*1.3*0.74*0.737 KN/㎡=2.2559KN/㎡。

三、强度计算
1.自重
G=mg
钢密度ρ：7.9*10³kg/㎡，铝合金标志板ρ：2.88*10³kg/㎡，常数g：10N/kg
G1=m1g=ρV1g=2.88*10³kg/m³*【3*1.5*0.003】m³*10N/kg*2=0.7776*10³N=0.7776KN；
G2=m2g=ρV2g=7.9*10³kg/m³*【π*（0.121²-0.117²）*3.9】m³*10N/kg=0.9215*10³N=0.9215KN；
G3=m3g=ρV2g=7.9*10³kg/m³*【π*（0.121²-0.117²）*3.9】m³*10N/kg=0.9215*10³N=0.9215KN；
G6=m6g=ρV6g=7.9*10³kg/m³*【π*（0.273²-0.263²）*10】m³*10N/kg=13.3028*10³N=13.3028KN；
G风1=4.5㎡*2.2559KN/㎡=10.1516KN；
G风2=0.242㎡*2.2559 KN/㎡=0.5459KN；
G风3=2.73㎡*2.2559 KN/㎡=6.1586KN
2.弯矩
根据如图已知各部分L的长度，计算相应的弯矩：
M1=G1L1=0.7776KN*2.5M=1.9440KN•M；
M2=G2L2=0.9215KN*1.95M=1.7969KN•M；
M3=G3L3=0.9215KN*1.95M=1.7969KN•M；
3、横杆计算
（1）抗拉
G1L1+ G2L2+G3L3-P2H2=0
即，1.9440KN•M+1.7969KN•M+1.7969KN•M=0.7m*P2，得出，P2=7.9111KN。

抗拉强度为315N/mm²
横杆截面积：14.7cm²=1470mm²
1470mm²*315N/mm²=463050N=463.05KN ＞ 7.9111KN*1.3
（2）抗剪
V标志板+ V横梁+V剪=0
即，0.7776KN+0.9215KN+0.9215KN=-V剪，得出，V剪=-2.6202KN；
抗剪强度为185N/mm²
横杆截面积：14.7cm²=1470mm²
1470mm²*185N/mm²=271950N=271.95KN ＞2.6202KN*1.3
（3）抗弯
φ121*4钢管的截面特性：A=14.7c㎡，W=41.63cm³
P/A →P2/A ，即。

=1.3*7.9111KN/0.00147㎡=6996.21KN/㎡=7.0Mpa
抗弯强度为315N/mm²
4.横杆与竖杆的连接
（1）抗拉
P（a）*H=P2*2H → P(a）=2*P2，所以得出P（a）=15.8222KN
抗拉强度为170N/mm²
螺栓截面积：:352.5mm²
352.5mm²*170N/mm²=59925N=59.925KN ＞ 15.8222KN*1.3
（2）抗剪
G法=mg=ρVg=7.9*10³kg/m³*【π*（0.241²-0.121²）*0.014】m³*10N/kg=0.1509*10³N=0.1509KN
G=mg=ρVg=7.9*10³kg/m³*【0.0003525*0.1】m³*10N/kg*2=0.0056*10³N=0.0056KN V标志板+ V横梁+V螺+V法+V剪=0，即，
0.7776KN+0.9215KN+0.9215KN+0.0056KN+0.1509KN=2.7767KN
抗剪强度为130N/mm²
横杆截面积：:352.5mm²
352.5mm²*130N/mm²=45825N=45.825KN ＞ 2.7767KN*1.3
5.底部截面计算
φ273*10钢管的截面特性：A=82.62c㎡，W=524.11cm³
(1)抗压
P(B)=（1.9440 +1.7969 +1.7969）KN=5.5378KN
抗拉强度为315N/mm²
横杆截面积：:8262mm²
8262mm²*315N/mm²=2602530N=260.25KN ＞5.5378*1.3KN
(2)抗剪
V标志板+V横梁+V立柱+V剪=0
即，0.7776KN+0.9215KN+0.9215KN+13.3028KN=-V剪，得出，V剪=-15.9234KN；
抗剪强度为185N/mm²
横杆截面积：:8262mm²
8262mm²*185N/mm²=1528470N=1528.47KN ＞ 15.9234KN*1.3
(3)抗弯
M风1=G风1L=10.1516KN*6M=60.9096KN•M
M风2=G风2L=0.5459KN*6.35M=3.4665KN•M
M风3=G风3L=6.1586KN*5M=30.793KN•M
N/An±Mx/γxWnx±My/γyWny
→ ∑G/A±∑M/γxW±∑M风/γyW
→1.3*（0.7776+0.9215+0.9215+13.3028）KN/0.008262㎡±1.5*（1.9440 +1.7969 +1.7969）KN•M/1.15*0.00052411m³±1.5*（60.9096+3.4665+30.793）KN•M/1.15*0.00052411m ³
=2505.5KN/㎡±13781.87KN/㎡ ±236846.48KN/㎡
=2.5Mpa±13.78Mpa±236.85Mpa
抗弯强度为315N/mm²
（余61.87）
6.底部连接法兰
（1）抗拉
P（d）*H=P6*2H → P(d）=2*G6，所以得出P（d）=26.6056KN
抗拉强度为170N/mm²
横杆截面积：352.5mm²
352.5mm²*170N/mm²=59925N=59.925KN ＞ 26.6056*1.3
（2）抗剪
G=mg=ρVg=7.9*10³kg/m³*【0.0003525*0.1】m³*10N/kg*3=0.0084*10³N=0.0084KN
G法=mg=ρVg=7.9*10³kg/m³*【π*（1²-0.273²）*0.016】m³*10N/kg=1.1698*
10³N=1.1698KN；
V标志板+V横梁+V立柱+V螺+V法+V剪=0，即，
0.7776KN+0.9215KN+0.9215KN+13.3028KN+0.0084KN+1.1698KN=17.1016KN
抗剪强度为170N/mm²
横杆截面积：:352.5mm²
352.5mm²*170N/mm²=59925N=59.925KN ＞ 17.1016KN*1.3
7.基础
G基础=mg=ρVg=2500kg/m³*【1.5*1.5*2】m³*10N/kg=112500N=112.5KN
M风1=G风1L=10.1516KN*6M=60.9096KN•M
M风2=G风2L=0.5459KN*6.35M=3.4665KN•M
M风3=G风3L=6.1586KN*5M=30.793KN•M
A=1.5m*1.5m=2.25㎡，W=1/2*b*h²=1/2*1.5*2²=3m³
P/A±M(G)/W±M(风）/W→ （G1+G2+G3+G6+G基础）/A±（M1+M2+M3）/W ±M（风）/W，
(0.7776+0.9215+0.9215+13.3028+112.5)KN/2.25㎡±（1.9440 +1.7969 +1.7969）KN
•M/3m³±（60.9096+3.4665+30.793）KN•M/3m³
=128.4234KN/2.25㎡±5.5378KN•M/3m³±95.1691KN•M/3m³ =57.0771KN/㎡±1.8459KN/㎡±31.723KN/㎡。