基于ABAQUS的路灯灯杆抗风能力校核

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灯杆强度设计计算书

太阳能路灯强度校验
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

太阳能路灯抗风设计

2.3.2 抗风设计在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。

抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。

下面按以上两块分另U做分析。

⑴太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。

若抗风系数选定为27m/s （相当于十级台风），电池组件承受的风压只有365Pa。

所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。

所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。

⑵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 a = 4mm 灯杆底部外径=168mm如图3,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] x Sin16o = 1545mm =1.545m。

所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = FX 1.545。

根据27m/s的设计最大允许风速，2 X 30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730M考虑1.3的安全系数，F = 1.3 X 730 = 949N。

所以，M = FX 1.545 = 949X 1.545 = 1466Nm根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = n X(3r2 a +3r 8 2+ S3)。

上式中，r是圆环内径，a 是圆环宽度。

破坏面抵抗矩W = 丸X ( 3r2 a + 3r a 2+ S3)=■ X (3X842X4+3X 84 X 42+ 43) = 88768mm3=88.768 X 10- 6 m3风荷载在破坏面上作用矩引起的应力=M/W=1466/ (88.768 X 106) =16.5 x 106pa =16.5 Mpuv 215Mpa其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。

米路灯抗风强度校对

10米太阳能路灯抗风强度校核一、计算依据1．风速V=120km/h(十二级风)2．基本风压 W0=3. 整基杆风振系数取3．设计计算依据：①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002③、《钢结构设计规范》GB50017-2003④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90二、设计条件⑴．基本数据：170W硅铁模块距地面高度10m，面积1.34m2 ,每块重量45kg,220W硅铁模块距地面高度7m，面积1.74m2 ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形，灯杆上口径直径d为120mm，底部下口径直径D为260mm，厚度δ=5mm。

法兰厚度为20mm,直径500mm。

材料为Q235钢，屈服强度为f屈=240N/mm2，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。

二、灯柱强度计算1．风载荷系数W K=βz·μs·μz·u r·W0式中：W K—风荷载标准值（KN/m2）；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；μr—高耸结构重现期调整系数，对重要的高耸结构取。

⑴．太阳能板：高度为10m和7m，风压高度变化系数μz取，风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯盘风载荷系数W K1=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m2⑵．灯杆：简化为均布荷载风压高度变化系数μz取风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯杆风载荷系数W K2=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m22．太阳能板及灯杆迎风面积S太阳能板1=+×Sin22°=㎡S太阳能板2=×Sin22°=㎡S灯杆=+×10/2=㎡3．内力计算弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆M=γQ×WK1×S太阳能板×10m+γQ×WK2×S灯杆×5m =×××10+×××7+×××5M= kN·m最大剪力V=γQ×WK1×S太阳能板+γQ×WK2×S灯杆=式中γQ---载荷组合系数4．灯柱根部应力灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即ξmax=M/W+P/ψA +2V/A式中M/W—弯曲应力 P/ψA—轴向应力 2V/A—剪应力由前面计算出灯柱总弯矩为M=·mW—抗弯截面系数 W=I/yI为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离截面惯性矩I=∏(D4-d4)/64d------灯柱根部内径D------灯柱根部外径I=×[(260mm)4-(250mm)4]/64=×108mm4弯曲应力бmax=M×y/I=×106 N·mm×130mm/×108mm4= mm2=轴向应力---P/ψAP—轴向负荷 P=路灯总重=380kgψ—稳定系数A—灯杆根部截面积。

路灯灯杆的抗风设计

在太阳能路灯系统中，抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。

下面按以上两块分别做分析。

⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2400Pa。

若抗风系数选定为27m/s (相当于十级台风)，根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有477Pa。

风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。

根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为wp=0.5 ro v2(1)其中wp为风压［kN/m2］, ro为空气密度［kg/m3］, v为风速［m/s］。

由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro g,因此有ro=r/g。

在(1)中使用这一关系，得到wp=0.5r r r v2/g (2)此式为标准风压公式。

在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度r=0.01225 ［kN/m3］。

纬度为45°处的重力加速度g=9.8［m/s2, 我们得到wp=v2/1600 (3)太阳板受力面积为0.770*0.680m+0.770*0.680m即：太阳板所受风压=(27) 2(1600*0.77*0.68*2)=0.4771305kpa竝I77pa 所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。

所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。

⑵ 路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角A =25 度灯杆高度= 8m设计选取灯杆底部焊缝宽度8 = 4mm灯杆底部外径二168mm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 = [8000+（168+6）/tan25]S in25 = 1545mm =1.545m。

所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M二F S.545。

路灯灯杆国家设计标准

路灯灯杆国家设计标准
路灯灯杆是道路照明设施的重要组成部分，国家对其进行了严格的设计标准，以确保道路照明效果和安全性。

以下是我对路灯灯杆国家设计标准的介绍。

首先，路灯灯杆的高度应根据道路宽度、道路等级和交通情况等因素确定。

一般来说，城市道路的灯杆高度在6-10米之间，高速公路的灯杆高度可以在8-14米之间。

同时，在道路曲线
和斜坡处的灯杆高度也需要加以考虑，以确保路灯的照明范围和道路的可见性。

其次，路灯灯杆的材料选择也有相应的标准。

一般来说，常用的路灯灯杆材料有钢材、铸铁、铝合金等。

这些材料具有良好的耐腐蚀性和抗风性能，能够在恶劣的气候条件下保持良好的稳定性。

此外，路灯灯杆还需要经过防腐处理，以增加其使用寿命。

另外，路灯灯杆上的灯具安装也有一定的规定。

一般来说，灯杆的顶部应该具有良好的插拔结构，以方便灯具的更换和维修。

此外，灯杆的防雷装置也是必不可少的，以确保灯杆及其周围区域的安全。

此外，国家对路灯灯杆的设计还有一些其他要求。

比如，灯杆应具有良好的耐震性，能够在地震等自然灾害中保持稳定。

灯杆的基础也需要按照一定的标准进行设计，以确保其稳固性和承重能力。

另外，灯杆上的护栏和广告牌等附属设施也需要考虑安全性和美观性的要求。

总之，路灯灯杆国家设计标准对于道路照明设施的安全性和效果起到了关键性的作用。

通过严格的设计标准，我们能够在夜间行车时提供足够的照明，增加行车的安全性。

同时，良好的设计标准也能够保证路灯灯杆的稳定性和耐用性，降低维护和更换成本。

路灯灯杆的抗风破坏设计计算公式

路灯灯杆得抗风破坏设计计算公式路灯得参数如下: 电池板倾角A=16°,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得计算点P到灯杆受到得电池板作用荷载F作用线得距离为PQ= [5０(168+6/ｔａn1６o］×Ｓin1６o＝ 15４5ｍm=1。

５45ｍ。

所以,风荷载在灯杆破坏面上得作用矩M=Ｆ×1、5４5。

根据2７m/s得设计最大允许风速,2×30W得双灯头太阳能路灯电池板得基本荷载为７30Ｎ。

考虑1。

3得安全系数,F=１.3×73０＝949Ｎ。

所以,M=F×１。

545=94９×１。

5４5=1４６6N。

m、根据数学推导,圆环形破坏面得抵抗矩W=π×(３r2δ＋3rδ2＋δ３)。

上式中,r就是圆环内径,δ就是圆环宽度。

破坏面抵抗矩Ｗ＝π×(３r２δ+3rδ2＋δ3)=π×(3×8４２×4＋3×84×42＋４3)=8８７68mm3=88、768×1０-6m3风荷载在破坏面上作用矩引起得应力=M／W=１466/(88、７6８×10－6)=16.5×１06pａ=16、5Ｍpa＜〈215Mpa其中,21５Ｍpa就是Ｑ2３５钢得抗弯强度。

所以,设计选取得焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆得抗风就是没有问题得。

灯杆材质选用上海宝钢产优质低碳钢Q235Ａ型,钢材得硅含量不高于0、0４%,经大型折弯机一次折弯成型,直线度误差不超过０、０５％,灯杆得抗风能力按36．9米／秒１1级以上设计,抗地震烈度为8级。

高杆灯具操作及注意事项一:高杆灯具得操作必须由两人或两人以上进行,控制柜由一人操作,其余人员注意观瞧灯盘得升降位置、二:高杆灯具得升降操作1、打开配电控制柜,将空气开关分开,切断总电源。

10米路灯抗风强度校对5mm

法兰厚度为20mm,直径500mm。

材料为Q235钢，屈服强度为f屈=240N/mm2，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。

⑴．太阳能板：高度为10m和7m，风压高度变化系数μz取，风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯盘风载荷系数W K1=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m2⑵．灯杆：简化为均布荷载风压高度变化系数μz取风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯杆风载荷系数W K2=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m22．太阳能板及灯杆迎风面积S太阳能板1=+×Sin22°=㎡S太阳能板2=×Sin22°=㎡S灯杆=+×10/2=㎡3．内力计算弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆M=γQ×WK1×S太阳能板×10m+γQ×WK2×S灯杆×5m=×××10+×××7+×××5M= kN·m最大剪力V=γQ×WK1×S太阳能板+γQ×WK2×S灯杆=式中γQ---载荷组合系数4．灯柱根部应力灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即ξmax=M/W+P/ψA +2V/A式中M/W—弯曲应力 P/ψA—轴向应力 2V/A—剪应力由前面计算出灯柱总弯矩为M=·mW—抗弯截面系数 W=I/yI为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离截面惯性矩I=∏(D4-d4)/64d------灯柱根部内径D------灯柱根部外径I=×[(260mm)4-(250mm)4]/64=×108mm4弯曲应力бmax=M×y/I=×106 N·mm×130mm/×108mm4= mm2=轴向应力---P/ψAP—轴向负荷 P=路灯总重=380kgψ—稳定系数A—灯杆根部截面积。

12m路灯灯杆抗风、抗挠强度计算

12m 路灯灯杆抗风、抗挠技术1、已知条件1.1 最大风速 Vm=35m/s (P 风压：ω0＝0.81KN/m 2)1.2 材料材质符合Q235（A3）/Q3451.3 许用应力［σ］=210Mpa(《钢结构设计规范》)（Q235）许用应力［σ］=345Mpa(《钢结构设计规范》)（Q345）1.4 弹性模量：E=2.06×1011N/M 2(《机械设计手册》)1.5 灯管外形为选用Q235钢管焊接，100*200，壁厚分别为4mm.1.6 灯体自重10kg ，杆重 500 kg2、迎风面积2.1 S 灯体= 0.1m 22.2 S 灯杆= 6m 23、结构自振周期I=⨯64π (0.174-0.1724)=8.5×10－6m 4 A=⨯4π(0.172-0.1722)=0.0022m 2T1=3.63×)236.0(3AH m EIH ρ+ =0.56sT1>0.25s 采用风振系数来考虑，风压脉动的影响。

4、风振系数βz4.1 基本风压 ω0T 12= 0.81×0.562 =0.254kN/ m 2∴脉动增大系数 ξ ＝2.104.2 风压脉动和风压高度变化的影响系数ε1 ＝0.754.3 振型、结构外形影响系数 ε2＝0.76∴β ＝1＋ξ ·ε1•ε2＝2.205、顶端灯具大风时的风荷载：（u τ 取1.3）F1＝βzUsUzU τ灯体S ⋅0ω＝2.20×0.9×1.3×1.0×0.81×0.15＝0.31KN6、灯杆大风的风荷载：F2＝βzUsUzU τ杆S ⋅0ω＝2.20×0.7×1.0×1.1×0.81×1＝1.40KN7、灯杆距底法兰处所受的最大弯矩：M 总＝0.31×8＋1.40×4＝8.08KN ·m8 、灯杆底端（危险截面即筋板上部开孔处的截面）风压弯曲应力 σb σb = S M 总 =34417.0)162.017.0(098.004.8mm KN -⨯⋅ =87MPaσb <[ σb ]=210Mpa结论：结构设计是满足国家相关设计规程的要求是安全的。

10m中华灯抗风强度计算

智慧路灯受力分析计算书一、计算说明1.概述：本路灯设计用于城市道路/景区/公园/广场建设工程，地面粗糙度为B类2.设计高度：10米3.主体结构形式：截面为圆形的锥管杆4.灯杆配置：灯盘、基站、显示屏5.设计年限：五十年6.安全等级：二级7.设计风压：0.66kpa8.基础形式：方形混凝土独立基础9.计算依据：1)《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012)2)《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)3)《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)4)《城市户外广告设施技术规范》 (CJJ149-2010)5)《高耸结构设计规范》 (GB50135-2006)6)《架空送电线路钢管杆设计技术规范》 (DLT5130-2001)7)《架空输电线路基础设计技术规程》 (DLT5219-2014)8)《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011)9)《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)10)《户外广告设施钢结构技术规程条文说明》 (CECS148-2003)11)《玻璃幕墙工程技术规范》 (JGJ102-2003)12)《机械设计手册第五版》 (主编成大先)二、基本数据左侧图纸仅为示意1.设备1)设备名称重量(kg)高度(m)X向迎风面积(m2)Y向迎风面积(m2)基站2410.600.38主灯盘80100 1.2按照主灯臂所在的辅灯盘20 6.600.3相应垂直主灯臂为摄像头100摄像头200显示屏7050 1.22)设备X轴总迎风面积 A1=0㎡3)设备Y轴总迎风面积 A2= 3.08㎡4)设备总重量G1= 1.94kN2.灯杆1)灯杆高度H1=10m2)灯臂长度L0=3m3)灯臂直径d0=0.06m4)灯臂壁厚t b=0.004m5)灯臂与灯杆夹角k b=8°6)灯杆底部外径D=0.245m7)灯杆顶部外径d=0.245m 8)等效直径De=0.245m 9)灯杆壁厚t 0.005m 10)灯杆迎风面积A 2=2.63㎡11)柱底法兰规格L 1×B 1×t 10.50.50.025m12)灯杆重量(包含法兰)G 2= 3.590 kN(钢材密度7.85Kg/m³)3.基础1)预埋锚板规格L 2×B 2×t 20.50.50.025m2)地脚螺栓距离l 2×b 20.40.4m3)地脚螺栓直径d 2=M 30地脚螺栓有效面积A 3=㎡5614)地脚螺栓数量n=8个5)混凝土规格L×B×H 1.2 1.2 1.4m 6)L/B方向配筋直径d L =d B =φ127)L/B/H方向配筋条数K L ×K B ×K B888条三、结构分析与计算由于灯杆横断面宽度相对于高度较小，且对风载荷作用敏感，因此可看作为一种特殊的高耸结构，其简化模型为悬臂梁结构。

灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析

灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析摘要：随着城市现代化的推进，金属杆路灯已取代了水泥杆路灯，其已成为了主流的道路照明设施，路灯线路也由架空线转向地埋电缆敷设。

建设地埋管线的金属杆路灯对路灯的基础施工有比较严格的强度要求，涉及到基础螺杆、基础混凝土本身强度、基础周围围土压实度等几个方面的安全性验算。

本文针对路灯基础螺杆的设计尺寸和设计强度进行安全性校验计算，同时对当前普遍存在的路灯倾斜原因进行系统分析。

关键词：城市照明抗风强度安全校验路灯倾斜在城市照明施工图设计中，通常会根据道路的等级、路面材料、结构形式、道路长度选定照明设计标准值包括平均照度、照度均匀度、功率密度、环境比等，根据这些标准值选定灯杆类型、光源类型和光源功率、布灯方式、设计间距、电缆类型等，然后通过平均照度的计算、功率密度的计算、线路压降的计算等验算是否达到照明设计标准，其中涉及到灯杆详细结构、基础配套设计、灯具配套设计等都是按照通用配套定制，这其中涉及的灯杆强度、基础强度、基础螺杆强度、地基土质等均没有做很详细的安全性校核。

本文针对路灯基础螺杆的强度进行受力分析并验算基础安全性，并对路灯施工中常见的灯杆歪斜原因进行分析。

一、 运行条件假设我们假定一套常规单弯臂路灯，灯高10米（灯具中心线到基础法兰平面的垂直高度），要求抗风等级为12级台风。

基础为无锡标准1.4米常规基础，灯杆法兰尺寸360*360mm，基础法兰尺寸410*410mm,基础螺杆为4*M20，螺杆中心距为?290mm，灯杆、基础螺杆均为Q235钢，灯杆底部外直径?180，顶部直径?68。

另假设灯杆无弹性变形，灯杆和基础混凝土本身均能满足12级台风极限下不发生变形或破坏的强度要求，灯杆法兰和基础法兰均能在极限条件下不发生变形破坏，基础基坑稳固。

灯杆和基础详细结构图如下：二、灯杆受力分析1、受力图简化根据材料力学分析，我们可以看出，灯杆在未发生倾斜前，基础法兰接触面上四个固定螺杆均承受了单一拉伸力，在灯杆发生倾斜后才会在基础螺杆上产山扭矩和剪力。

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。

机械毕业设计5325米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析

本科生毕业论文毕业论文题目25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级指导教师完成日期2014年6月 4 日摘要随着社会的发展与进步，各种大型广场、车站、公路立交桥、港口以及机场等陆续建成，这些区域对大面积照明的需求推动了高杆灯的发展。

而随着高杆灯越来越广泛的应用，它的结构强度和成本也逐渐成为了社会关注的焦点。

高杆灯的设计制作是多门学科交错渗透的综合体,其深刻的机理自有着它的严密性和科学性。

本课题主要运用了ANSYS大型商用有限元软件，对25米高杆路灯灯杆结构在风载、雪载以及自身重力的作用下，进行了有限元分析，得出灯杆各部件的应力与变形的大致分布情况，分析路灯灯杆结构的强度是否符合设计的要求。

并且在此基础上进行改进设计，通过进一步减小杆壁的厚度、调整法兰孔及螺栓尺寸、减小地基体积等方法成功地降低了高杆灯的重量与成本。

关键词：高杆灯，有限元分析，ANSYS软件，应力AbstractWith the development and progress of society, many of the large square, station, port and airport, highway overpasses are built,these regional demand for large area lighting to promote the development of the high pole lamp.And with the more and more extensive application of the high pole lamp, it’s structural strength and cost has gradually become the focus of the social concern.The designing of Lamp is a complex of the multi-discipline, its deep mechanism has its own rigor and science.This topic is using ANSYS which is the large commercial finite element software makes the finite element calculation of 25 meters high rod lamp when it under wind load, snow load and its gravity,we get the stress and deformation distribution and analyse the strength of the structure and the stiffness of the street lamp to know whether it accord with the requirements of the design.And on this basis to improve the design,by further reducing the thickness of rod wall, adjust the flange hole and bolt size, reducing the ground volume method successfully reduce the weight and cost high pole lamp.Keywords: High pole lamp，the finite element analysis, ANSYS software, stress目录摘要Abstract第一章绪论 (5)1.1引言 (1)1.2高杆路灯的国内外研究状况 (4)1.3 高杆灯杆体强度分析以及变形 (6)1.3.1 高杆灯杆体的力学计算 (6)1.3.2 高杆灯杆体壁厚沿杆体高度的合理布置 (9)1.3.3 杆体选用不同材料对杆体参数确定的影响 (10)1.4 高杆灯系统的受力分析和强度校核 (10)1.5 本章小结 (11)第二章高杆灯的总体设计 (12)2.1 灯杆设计 (12)2.2光源及灯具配置 (13)2.2.1 光源的选择 (13)2.2.2 灯具的选择 (13)2.3 灯盘及升降机构 (14)2.4 基础设计与修建 (16)第三章 25米高杆路灯杆灯有限元分析的建模过程 (18)3.1 相关软件介绍 (18)3.1 Solid Works简介 (18)3.2 25米高杆灯的主要内容和参数 (25)3.3 ansys软件简介 (27)3.4 软件模型处理过程 (27)3.5 25米高杆灯的有限元模型 (28)3.6 解决的问题 (28)第四章 25米高杆路灯灯杆的有限元分析和优化设计 (30)4.1 单一载荷下的有限元分析 (30)4.1.1 风载 (30)4.1.2 雪载 (33)4.2 多重载荷下的有限元分析和优化设计 (36)4.2.1 有限元分析 (36)4.2.2 结论分析 (40)4.2.3 结构优化 (41)4.2.4 优化建议 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (46)第一章绪论1.1引言近年来,伴随着国内照明技术的不断提高和引进国外的先进照明装置,高杆灯照明越来越受到人们的欢迎和广泛重视。

灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析

灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析灯杆基础的抗风强度计算与路灯倾斜因素分析是灯杆设计中非常重要的一步，它直接关系到灯杆的稳定性和安全性。

下面将介绍灯杆基础抗风强度计算的方法和路灯倾斜因素的分析。

一、灯杆基础抗风强度计算的方法2.计算风力:根据设计风速和灯杆的高度、横截面积等参数，使用风力计算公式计算灯杆所受的风力大小。

常用的计算公式有：F=0.5*Cd*A*ρ*V^2，其中F为风力大小，Cd为阻力系数，A为灯杆横截面积，ρ为空气密度，V为风速。

3.计算倾覆力矩：根据风力的大小和灯杆的高度，通过计算转矩公式计算出灯杆的倾覆力矩。

常用的计算公式有：M=F*H，其中M为倾覆力矩，F为风力大小，H为灯杆高度。

4.判断倾覆稳定性：比较倾覆力矩和基础的抗倾覆能力，根据计算结果判断灯杆的倾斜状况。

一般情况下，倾覆力矩应小于基础抗倾覆能力，以确保灯杆的稳定性和安全性。

二、路灯倾斜因素的分析路灯倾斜是指灯杆因外力作用而发生倾斜的情况。

路灯倾斜的因素有很多，主要包括以下几点：2.灯杆高度和重心位置：灯杆的高度和重心位置都会影响灯杆的稳定性。

灯杆越高，其抗风能力越差；重心位置偏离灯杆中心线，也会导致灯杆容易倾斜。

3.灯杆基础的设计和施工质量：灯杆基础是灯杆稳定性的保证，基础的设计和施工质量直接影响灯杆的抗风能力。

如果基础设计不合理或施工质量差，灯杆容易发生倾斜。

4.灯杆材料：灯杆材料的选择也会对灯杆的稳定性产生影响。

通常情况下，采用高强度、轻质的材料可以增强灯杆的抗风能力。

综上所述，灯杆基础的抗风强度计算和路灯倾斜因素的分析对于保证灯杆的稳定性和安全性至关重要。

只有在进行严密计算和合理分析的基础上，才能设计出满足需求的灯杆基础，并确保灯杆在恶劣天气条件下不发生倾斜和倒塌。

25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析设计

题目申报表设计（论文）题目25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析题目类型题目来源面向专业指导教师职称学位从事专业题目简介：本课题主要运用ANSYS大型商用有限元软件，对25米高杆路灯灯杆灯杆结构进行力学分析与有限元计算。

分析25米路灯灯杆在自重、风载、雪载等多种载荷作用下的应力应变场分布情况，分析路灯灯杆结构的强度与刚度是否符合设计要求，并在此基础上进行了改进设计，以降低灯杆的重量与成本。

审核意见：审核人签名：年月日题目类型－－1、为结合科研；2、为结合生产实际；3、为结合大学生科研训练计划；4、为结合学科竞赛；5、模拟仿真；6、其它题目来源－－A.指导教师出题； B.学生自定、自拟任务书论文题目25米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析年级专业学生姓名学号主要内容：1.能够熟练运用大型有限元软件进行数值分析并能够简单的改进或优化设计；2.建立25米高杆路灯灯杆的有限元计算模型，对承受自重、风载、雪载等多种载荷作用下的灯杆进行有限元计算，分析25米路灯灯杆在应力应变场分布情况以及变形情况，研究路灯灯杆结构的强度与刚度是否符合设计要求。

3.在计算的基础上对灯杆进行改进设计，以降低灯杆的重量与成本，最终确定最为合理的设计方案；4.查阅文献15篇以上，翻译不少于5000印刷符的英文资料；5.撰写开题报告：包括工作任务分析、调研报告或文献综述、方案拟定与分析以及实施计划等；6.撰写毕业论文，篇幅不少于1万字。

主要任务及基本要求（包括指定的参考资料）：主要任务及基本要求：1、撰写开题报告：包括工作任务分析、调研报告或文献综述、方案拟定与分析以及实施计划等；2、查阅文献15篇以上，翻译不少于5000印刷符的英文资料；3、熟练运有限元分析软件；4、能够运用MSC/DYTRAN或ANSYS有限元软件建立简单结构的有限元模型，通过计算获得结构的应力应变场分布规律；5、撰写毕业论文，篇幅不少于1万字。

主要参考文献：[1] 高层建筑结构设计与施工问答[M].上海:上海同济大学,1995[2] 浅谈高杆灯的总体设计制作[M]. 石听安 /武进照明电器研究所[3] 三十米高杆灯的风致振动的测量研究[M]. 诸葛鸿程，李德葆(清华大学工程力学系,北京100084) 1998.5[4] 高杆灯杆体强度与挠度分析[M]. 俞晓红姜永生（交通部水运科学研究所北京 100088）[5] 太阳能路灯照明系统的受力分析与强度效核[M]. 许基朵（成都钟顺科技发展有限公司四川·成都610064）[6] 高杆灯总体设计概论[M]. 石听安 (常为市新北区吕墅中学,213132)2003.3[7] 高杆灯承受最大风荷载时紧固地脚螺栓的拉力计算[M]. 石听安(江苏武进市照明电器厂武进市 213117 1999[8] 铌在强化超合金中的作用 (李惠平)[9] 35米高杆灯基础设计施工新方法曹守海(丹东港务局)[10] 高杆灯的介绍与施工北京市第五市政工程公司机电分公司工程师窦剑飞[11] 浅议高杆灯塔开发与应用沈阳铁路局锦州勘测设计院赵拘传[12] 高杆照明技术姜启鹏 1998[13] 港口固定式高杆照明灯的改造山东省龙口港务管理局仲杰[14] 高杆照明系统的应用和结构上海铁路局勘设所蔡君伟发出任务书日期：完成期限：指导教师签名：专业主任签名：年月日参观实习报告在大学的学习生活中，实习是不可缺少的一部分。

基于abaqus的钢管混凝土l型柱节点抗震性能计算研究

基于abaqus的钢管混凝土l型柱节点抗震性
能计算研究
钢管混凝土（precast concrete reinforced with steel bars）L型柱是一种常用的结构系统，它们拥有抗震性能良好的优势，具有高强度、较好的阻力和可靠性。

为了进一步优化该结构系统，在研究其
震害范围以及变形构造特征方面，基于 ABAQUS软件的数值模拟分析研究起到了重要的作用。

利用ABAQUS软件，我们对混凝土L型柱节点的抗震性能进行了
计算研究。

为此，我们首先对结构中构件的尺寸，弹性模量，屈服强度，材料性质，供应外部力等进行了设定；然后，基于有限元理论，
根据加载试验，以抗性力法作为刚度的有限元模型进行了构建；最后，使用施加的正弦波加速度和加载速度，结合不同的抗震措施，对混凝
土L型柱节点的震害范围和变形构造特征进行了数值分析和模拟。

经过精心设计和多次数值模拟，我们发现，利用ABAQUS可以有
效预测混凝土L型柱节点在抗震设计过程中可能遇到的损伤和失稳情况。

本研究的成果表明，以ACAQUS为基础的节点抗震性能分析可以明
确节点变形、损坏情况以及抗震处理措施的有效性，进而提升建筑结
构地震抗力。

太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计

太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计在进行太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计时，通常需要考虑以下几个方面：1.结构设计：太阳能光伏路灯灯杆的结构设计必须充分考虑到其在强风条件下的受力情况。

首先，灯杆必须具备足够的刚度和强度，能够分散风力对它的影响。

其次，灯杆应该尽量减少风阻，例如采用空气动力学设计原理，使得空气在流过灯杆时能够更加顺畅地通过，减少阻力的作用。

2.地基设计：太阳能光伏路灯灯杆的地基设计同样重要。

地基的深度、尺寸和材料的选择等都会影响灯杆的抗风能力。

一般来说，地基的深度应该足够深以确保灯杆的稳定性，而且地基的底部应该能够承受风力产生的压力，以避免灯杆的倾斜或倒塌。

3.材料选择：太阳能光伏路灯灯杆的材料选择也是抗风设计的一个重要因素。

常见的灯杆材料有铝合金、钢材和玻璃钢等。

其中，铝合金具有优良的抗腐蚀性，重量轻，容易加工成型，但其强度相对较低；钢材具有较高的强度和稳定性，但容易生锈；而玻璃钢具有优异的强度和耐腐蚀性，但成本较高。

根据实际情况选择合适的材料，可以提高灯杆的抗风能力。

4.风洞试验：为了更准确地评估太阳能光伏路灯灯杆的抗风性能，可以进行风洞试验。

风洞试验能够模拟真实的强风环境，通过对灯杆的试验和观察，得出它在不同风速下的受力情况和响应。

根据试验结果可以进一步优化太阳能光伏路灯的设计。

总结起来，太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计需要充分考虑结构设计、地基设计、材料选择和风洞试验等因素。

通过合理的设计和选择，可以提高灯杆的抗风能力，确保太阳能光伏路灯的稳定运行和延长使用寿命。

路灯灯杆的抗风设计

在太阳能路灯系统中，抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。

下面按以上两块分别做分析。

⑴太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2400Pa。

若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有477Pa。

风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。

根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为wp=0.5·ro·v² (1)其中wp为风压[kN/m²]，ro为空气密度[kg/m³]，v为风速[m/s]。

由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有ro=r/g。

在(1)中使用这一关系，得到wp=0.5·r·v²/g (2)此式为标准风压公式。

在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度r=0.01225 [kN/m³]。

纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²], 我们得到wp=v²/1600 (3)太阳板受力面积为0.770*0.680m+0.770*0.680m即：太阳板所受风压=（27）²\(1600*0.77*0.68*2)=0.4771305kpa≈477pa 所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。

所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。

在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。

⑵路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角A =25度灯杆高度= 8m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 = [8000+（168+6）/tan25]× Sin25 = 1545mm =1.545m。

基于ABAQUS的路灯灯杆抗风能力校核

基于ABAQUS的路灯灯杆抗风能力校核摘要：出现台风等大风灾害时，因为路灯灯杆抗风能力不够导致路灯破坏会给人们的生命财产安全带来巨大的危害。

因此根据路灯安装地区的风力情况对设计的路灯灯杆进行抗风能力校核是非常重要的。

本文对风力计算、灯杆的受力面积及其抗风能力进行了理论分析，利用有限元分析软件ABAQUS处理非线性问题的强大能力，对路灯杆的抗风能力进行了校核，并将有限元分析的结果与理论分析的结果进行了比较。

关键字：灯杆；抗风能力；校核；有限元分析Ability of anti–wind check for lamppost based on ABAQUS Abstract：When typhoons and other strong winds disasters rage, the destruction of street lamps because that lampposts’ ability of anti–wind is not enough would bring great harm to people's life and property safety. So it is very important to check the ability of anti-wind based on wind conditions.In this paper, the wind calculation, the stress area of the lamppost and its ability of anti–wind are analyzed in theory. Using the finite element analysis software ABAQUS’ strong ability to handle nonlinear problems, the lampposts’ ability of anti–wind is checked . And finite element analysis results are compared with the theoretical analysis results.Key words：lamppost ; ability of anti–wind ; check ; finite element analysis路灯在我们生活中随处可见，其提供的照明作用为人们的夜间活动提供了很大的便利。