太陽能路燈的燈桿和基礎抗風設計,路燈燈桿和基礎的抗風設計與電池板高度、面積、傾角及燈桿結構、當地最大風速等有關。電池組件抗風設計,根據最大風力進行太陽能路燈抗風設計。我國南方沿海臺風偏多,太陽能路燈燈桿至少應能抗12級臺風,北方多數地區應能抗10級大風。
一:依據電池組件廠家的技術參數資料,太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2700Pa,若抗風系數選定為27m/s(相當于十級臺風),根據非粘性流體力學,電池組件承受的風壓只有365Pa。設計中關鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。
二:路燈的周圍可能會有很多行人或者其他建筑物,出現碰撞可以呈現傾斜角度,但是不能出現倒塌的現象,一旦出現倒塌可能會出現壓倒其他建筑物或者壓傷行人的可能性。
三:破壞面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3=88.768×10-6 m3;風荷載在破壞面上作用矩引起的應力 = M/W= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa;其中,215 Mpa是Q235鋼的抗彎強度。
四:根據27m/s的設計最大允許風速,2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N。考慮1.3的安全系數,F = 1.3×730 = 949N。
五:路燈焊縫所在面即燈桿毀壞面。燈桿毀壞面抵御矩W 的計算點P到燈桿遭到的電池板作用荷載F作用線的間隔為PQ = 5000+(168+6)/tan16o× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,風荷載在燈桿毀壞面上的作用矩M = F×1.545。
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