风光互补路灯设计 - 图文

风光互补路灯的设计 光源的价格在整个太阳能照明系统中所占的比例很小很小。 3. 适用场所：城市道路，人行道，广场，学校，公园，庭院，居住区，厂区以及其他需要室外照明的场所。 4. 功率选择：光源照度15 lx, LED发光效率75lm/w 15×H×S/（0.95×0.9×75）=39.47W 取灯源功率为40W 3.2.4 灯杆强度 根据《城市道路照明工程施工及验收规范》和《小型风力发电机技术条件》的相关要求，灯杆应与风力机组的自振频率相差很大，可以抗 12 级台风。 最终选定的灯杆厚度为5mm，强度校核如下： (1) 计算依据 a) 风速V=120km/h(十二级风) b)基本风压W0=0.7MPa c) 整基杆风振系数取1.3 d) 设计计算依据： ①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 ②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002 ③、《钢结构设计规范》GB50017-2003 ④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90 13 / 38 风光互补路灯的设计 (2) 设计条件 基本数据：170W硅铁模块距地面高度10m，面积1.34m,每块重量45kg, 220W硅铁模块距地面高度7m，面积1.74m ,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/mm，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。 (3) 灯柱强度计算 a) 风载荷系数 Wk=βz2μs2μz2μr2W0 222式中：Wk—风荷载标准值（kN/m）； 2βz—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1.2。 b) 太阳能板：高度为10m和7m 风压高度变化系数μz取1.38 风荷载体型系数μs =0.8 μr=1.2 整基杆风振系数βz取1.3 灯盘风载荷系数WK1=βz·μs·μz·ur·W0 14 / 38 风光互补路灯的设计 =1.3×0.8×1.38×1.2×0.7=1.2kN/m c) 灯杆：简化为均布荷载 风压高度变化系数μz取1.38 风荷载体型系数μs =0.6 μr=1.2 整基杆风振系数βz取1.3 灯杆风载荷系数WK2=βz·μs·μz·μr·W0 =1.3×0.6×1.38×1.2×0.7=0.90kN/m d) 太阳能板及灯杆迎风面积 S太阳能板1S太阳能板2S灯杆22=(1.34+1.34)×Sin22°=0.96㎡ =1.74×Sin22°=0.63㎡ =(0.12+0.26)×10/2=1.9㎡ (4) 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 =1.4×1.2×0.96×10+1.4×1.2×0.63×7+1.4×0.90×1.9×5=35.5 kN2m 最大剪力V=γQ×Wk1×S太阳能板+γQ×Wk2×S灯杆 =5.05kN 式中γQ---载荷组合系数 15 / 38 风光互补路灯的设计 (5) 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=34.25kN2m W—抗弯截面系数 W=I/y I为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离 4截面惯性矩I=∏(D-d)/64 4 d------灯柱根部内径 D------灯柱根部外径 44 (250mm)(260mm) I=3.14×[-]/64 =0.32×108mm 弯曲应力бmax=M×y/I=35.5×106 N2mm×130mm/0.32×108mm =144.2N/mm =144.2MPa 轴向应力---P/ψA P—轴向负荷 P=路灯总重=380kg ψ—稳定系数 A—灯杆根部截面积。 当长细比λ=2L/i=(2x10000)/(0.707x130)=218时 16 / 38 244