抗风设计计算.doc

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1、抗风设计计算1.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40m/s（相当于十级台风），依据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有565Pa。所以组件本身是完全可以承受40m/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固定连接。2.路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角A=16°，灯杆高度=4米设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径Φ218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

2、到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ=【5000+（218+6）/tan16°】*sin16°=1616mm=1.616m。所以，风载荷在灯杆破坏面上的作用矩M=F*1.616根据40m/s的设计最大允许风速，50W的单灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为630N。考虑1.3的安全系数，F=1.3*630=819N。所以，M=F*1.616=819*1.616=1323N·m。根据数学推导，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*105*105*4+3*105

3、*16+64)=137404mm³=137.404*10-6m³风载荷在破坏面上作用矩引起的应力为=M/W=1323（137.404*10-6）=12.5*106Pa=12.5MPa＜＜215MPa其中，215MPa是Q235钢的抗弯强度。所以灯杆及太阳能组件均满足抗风技术要求。