路灯的参数如下: 电池板倾角A=16°灯杆高度=5m; 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= [5000+(168+6)/tan16°] × sin16°=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,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。
考虑1.3的安全系数,F=1.3×730=949N。
所以,M= F×1.545=949×1.545=1466N/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×(3×842×4+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,215 MPa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。