一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法，包括如下步驟：對于相互插接的兩節(jié)子桿體，由被插接的子桿體的小端外徑計算得到該插接的插接長度；計算得到插接子桿體的大端外徑；沿著桿體方向選取多個標準點，并且計算得到每一個標準點處的桿體外徑；計算得到每一個標準點處的慣性矩；計算得到每一個標準點處的風荷載；計算得到每一個標準點處的撓度和擺幅角度；計算得到每一個標準點處的總彎矩；計算得到每一個標準點處的軸力和剪切力；計算得到每一個標準點處的組合應(yīng)力比；根據(jù)組合應(yīng)力比判斷設(shè)計得到的桿體是否正確。所述設(shè)計方法考慮了高桿燈的使用環(huán)境的差異，使得桿體能夠保證安全，并且避免了桿體材料的浪費。
【專利說明】一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于高空照明的高桿燈【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高桿燈一般是指20米以上鋼質(zhì)錐形燈桿和大功率組合式燈架組成的新型照明設(shè)備。高桿燈照明范圍大，使用便利，廣泛用于城市廣場、大型立交橋、體育場、機場和港口碼頭等場所。高桿燈已成為國內(nèi)城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中使用越來越多的新興產(chǎn)品。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的高桿燈桿體的設(shè)計方法存在如下缺點和不足:
[0004](I)風荷載的計算僅僅考慮了風壓高度變化系數(shù)、風振系數(shù)和風荷載體形系數(shù)的影響，但沒有考慮振型系數(shù)的影響；
[0005](2)高桿燈的使用環(huán)境不同，其受力情況將不同，例如，對于同一高桿燈桿體，在城市的鬧市區(qū)內(nèi)該高桿燈桿體的受力情況與其在港口碼頭的受力情況偏差很大，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計方法沒有考慮高桿燈的使用環(huán)境的差異，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的高桿燈桿體存在嚴重的安全隱患，現(xiàn)有技術(shù)的高桿燈的桿體要么不能保證安全，存在安全隱患；要么雖然能夠保證安全，但造成了桿體材料的浪費；
[0006](3)在風速大的環(huán)境中使用高桿燈時，桿體受風荷載作用將會產(chǎn)生撓度和擺幅角度，撓度過大會使桿體彎曲或折斷，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計方法沒有考慮撓度的影響，也沒有考慮撓度導(dǎo)致的附加彎矩的影響，致使在風速大的環(huán)境中，桿體易產(chǎn)生劇烈的搖擺，甚至折斷，例如，在惡劣的狂風暴雨下出現(xiàn)高桿燈桿體彎曲或折斷的現(xiàn)象時有發(fā)生；
[0007](4)為便于運輸和安裝，現(xiàn)有技術(shù)的高桿燈的桿體大多采用多節(jié)插接的方式連接，這就需要精確設(shè)計桿體的插接長度，但是現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計方法并沒有對桿體的插接長度進行精確計算，導(dǎo)致桿體的插接長度或者不足，或者過長；如果插接長度不足將導(dǎo)致桿體整體的強度不夠；如果插接長度過長將給其生產(chǎn)工藝帶來困難，并且浪費材料；
[0008](5)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計方法，對應(yīng)力的計算比較單一，或者單獨計算彎矩應(yīng)力，或者單獨計算剪切應(yīng)力，沒有綜合考慮桿體各截面的彎矩應(yīng)力、剪切應(yīng)力和扭矩應(yīng)力，即沒有對整個桿體各截面的彎矩應(yīng)力、剪切應(yīng)力和扭矩應(yīng)力分項計算后合并組合，然后通過組合值與允許值比較來判定所設(shè)計的桿體是否合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法。
[0010]本發(fā)明提供的高桿燈的桿體的設(shè)計方法包括如下步驟:
[0011]對于相互插接的兩節(jié)子桿體，由被插接的子桿體的小端外徑計算得到該插接的插接長度；
[0012]由被插接子桿體的長度和插接長度計算得到插接子桿體的長度；
[0013]由被插接子桿體的長度、被插接子桿體的小端外徑、被插接子桿體的大端外徑、插接子桿體的長度、插接后的累計長度、以及插接子桿體的壁厚計算得到插接子桿體的大端外徑；
[0014]沿著桿體方向選取多個標準點，并且計算得到每一個標準點處的桿體外徑；
[0015]計算得到每一個標準點處的慣性矩；
[0016]計算得到每一個標準點處的風荷載；
[0017]計算得到每一個標準點處的撓度和擺幅角度；
[0018]計算得到每一個標準點處的總彎矩；
[0019]計算得到每一個標準點處的軸力和剪切力；
[0020]計算得到每一個標準點處的組合應(yīng)力比；
[0021]根據(jù)組合應(yīng)力比判斷設(shè)計得到的桿體是否正確。
[0022]優(yōu)選地，所述插接長度的計算公式為:
[0023]AL = C1Cl1 ；
[0024]其中，Λ L為插接長度噸為被插接的子桿體的小端外徑K1為經(jīng)驗系數(shù)，且C1的數(shù)值大小為1.74-1.8。
[0025]優(yōu)選地，所述插接長度大于插接子桿體的大端外徑的1.5倍。
[0026]優(yōu)選地，所述插接子桿體的長度的計算公式為:
[0027]L2 = L-L1+ Δ L ；
[0028]其中，L2為插接子桿體的長度A為被插接子桿體的長度；L為兩節(jié)子桿體插接后的累計長度。
[0029]優(yōu)選地，所述插接子桿體的大端外徑的計算公式為:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，該設(shè)計方法包括如下步驟: 對于相互插接的兩節(jié)子桿體，由被插接的子桿體的小端外徑計算得到該插接的插接長度； 由被插接子桿體的長度和插接長度計算得到插接子桿體的長度； 由被插接子桿體的長度、被插接子桿體的小端外徑、被插接子桿體的大端外徑、插接子桿體的長度、插接后的累計長度、以及插接子桿體的壁厚計算得到插接子桿體的大端外徑; 沿著桿體方向選取多個標準點，并且計算得到每一個標準點處的桿體外徑； 計算得到每一個標準點處的慣性矩； 計算得到每一個標準點處的風荷載； 計算得到每一個標準點處的撓度和擺幅角度； 計算得到每一個標準點處的總彎矩； 計算得到每一個標準點處的軸力和剪切力； 計算得到每一個標準點處的組合應(yīng)力比； 根據(jù)組合應(yīng)力比判斷設(shè)計得到的桿體是否正確。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述插接長度的計算公式為:
AL = C1Ci1 ； 其中，AL為插接長度噸為被插接的子桿體的小端外徑K1為經(jīng)驗系數(shù)，且C1的數(shù)值大小為1.74-1.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述插接長度大于插接子桿體的大端外徑的1.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述插接子桿體的長度的計算公式為:
L2 = L-L1+ Δ L ； 其中，L2為插接子桿體的長度；1^為被插接子桿體的長度；L為兩節(jié)子桿體插接后的累計長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述插接子桿體的大端外徑的計算公式為:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述標準點的選取方法為:從地面起，桿體的高度每增加0.5米為一個標準點。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，所述桿體外徑的計算公式為:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，沿X軸方向的分慣性矩的計算公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，風荷載的計算公式為:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高桿燈的桿體的設(shè)計方法，其特征在于，基本風壓Xtl的計算公式為:
【文檔編號】F21V21/108GK103900046SQ201410146167
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】蘆官巨, 李宏宇 申請人:李寶明