




要准确计算4米通径114mm立杆壁厚3mm能承受的风力和力较为复杂,需要考虑多种因素,监控杆,以下是大致的分析:
- 风力承受分析:
- 相关因素:立杆承受风力的大小与风速、立杆的形状、尺寸、表面粗糙度以及周围环境等因素有关。
- 粗略估算:一般情况下,对于圆形截面的立杆,可根据风荷载计算公式W=0.5﹨times﹨rho﹨times v^{2}﹨times C﹨times A来估算,其中﹨rho为空气密度(取1.29kg/m^{3}),v为风速,C为风荷载体型系数(圆形截面取0.7),A为立杆迎风面积。该立杆的迎风面积约为4﹨times0.114 = 0.456m^{2}。假设在空旷地区,当风速为20m/s时,计算可得风荷载W=0.5﹨times1.29﹨times20^{2}﹨times0.7﹨times0.456﹨approx82.5N。相当于能承受约8.4kg物体的重力产生的力。
- 力承受分析:
- 相关因素:立杆能承受的力与立杆的材料特性、结构形式、基础固定方式以及所在地区的动参数等因素密切相关。
- 粗略估算:通常采用底部剪力法来估算作用下立杆所受的力。计算公式为F_{Ek}=﹨alpha_{max}﹨times G_{eq},其中F_{Ek}为结构总水平作用标准值,﹨alpha_{max}为水平影响系数大值(根据烈度确定,如8度烈度时取0.16),G_{eq}为结构等效总重力荷载。假设该立杆及附属设施总重力为1000N,在8度烈度下,计算可得水平作用标准值F_{Ek}=0.16﹨times1000 = 160N。
监控杆和路灯杆合用是一种比较的设施整合方式。
将监控设备安装在路灯杆上,可以节省城市空间和建设成本。路灯杆有电力供应系统,能为监控设备提供便利的电力接入,交通监控杆,减少额外的布线工作。而且路灯杆在位置分布上比较广泛且合理,很多地方都有路灯杆,利用它们安装监控设备能获得良好的视野覆盖范围,更好地实现监控目的。在安装时,需要考虑监控设备的安装高度、角度,确保其能够有效到所需的监控画面,同时还要注意对路灯原有照明功能的影响。
,以下是一些监控杆壁厚选择时可参考的计算公式或依据:
一、基于强度理论的简单计算
1. 抗风强度计算
- 根据材料力学原理,对于承受风力作用的监控杆,可采用以下简化公式来初步估算壁厚。
- 风力计算公式: ,其中 是风力(N), 是空气密度( 标准状态下), 是风速(m/s), 是监控杆在垂直于风向平面上的投影面积( ), 是风阻系数(圆形杆体取0.6 - 0.7左右)。
- 监控杆承受的弯曲应力 ,其中 是弯矩( , 为监控杆高度或风力作用点高度), 是抗弯截面系数, 是监控杆的外径, 是监控杆的内径( ,八角监控杆, 为壁厚)。
- 为保证监控杆的安全,6米监控杆, 应小于材料的许用应力 。对于常用的钢材,许用应力 取值在140 - 210MPa之间。
二、考虑稳定性的计算
1. 压杆稳定计算(当监控杆受轴向压力时)
- 根据欧拉公式的临界力 ,其中 是材料的弹性模量(对于钢材 ), 是截面惯性矩, 是长度系数(取决于杆端约束情况,两端铰支 ,一端固定一端自由 等), 是监控杆的长度。
- 当监控杆实际承受的轴向压力 小于 时,监控杆在轴向压力下是稳定的。这一计算在有特殊安装情况(如监控杆可能承受较大轴向力)时可用于确定壁厚等参数。
在实际应用中,还需要考虑安全系数。一般安全系数取1.5 - 2.5,即将上述计算得出的理论壁厚乘以安全系数得到终的设计壁厚。同时,这些计算是基于理论模型,实际工程中还需结合当地的气象条件、监控杆的具体安装情况等因素进行综合调整。
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