路灯灯杆的抗风设计.doc

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1、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

2、。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1013hPa,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

3、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。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，2×70W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为477N。考虑1.3的安全系数，F=1.3×477=620.1N。所以，M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。根据数学

4、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=88.768×10－6m3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=16.5Mpa＜＜215Mpa其中，215Mpa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。2.4控制器太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反

5、接等。蓄电池防过充、过放保护电压一般参数如表1，当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。在选用器件上，目前有采用单片机的，也有采用比较器的，方案较多，各有特点和优点，应该根据客户群的需求特点选定相应的方案，在此不一一详述。2.5表面处理该系列产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，