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监控立杆抗风能力的分析与计算.docx

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  • 卖家[上传人]:飞***
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    • 监 控 立 杆 抗 风 能 力 的 分 析 与 计 算李 晓 宁 , 廖 静 云 ( 福 建 省 特 种 设 备 检 验 研 究 院 福 建 福 州 350008 )[ 摘 要 ] 监 控 立 杆 主 要 用 于 室 外 的 监 控 摄 像 头 安 装 的 支 架 本 文 介 绍 一 种 简 单 易 行 、 便 于 现 场 计 算 操 作 的 监 控 杆 件 抗 风强 度 分 析 与 计 算 方 法 经 验 证 本 计 算 方 法 简 练 、 可 操 作 强 , 有 广 泛 的 使 用 与 推 广 价 值 [ 关 键 词 ] 抗 风 强 度 ; 直 立 杆 件 ; 强 度 校 核Analysis and calculation of wind resistance of monitoring PoleAbstract: The monitoring pole is mainly used for outdoor installed stent of surveillance cameras. This paper introduces a simple and con-venient for calculating and analysis the wind resistance strength of the monitoring pole. This calculation method is succinct and operable, which has a wide range of use and popularization value.Key words: the wind resistance strength; vertical pole; strength check0 引言监 控 立 杆 也 被 称 之 为 监 控 杆 , 主 要 用 于 室 外 的 监 控 摄 像 头 安 装 的 支 架 , 在 较 多 的 道 路 交 通 上 都 有 全 面 的 使 用 , 能 够 提 升 城 市 交 通 的 文 明 程 度 , 完 善 城 市 的 安 全 防 范 。

      在 使 用 的 过 程 中 , 需 要 遵 循 设 备 的 相 关 技 术 规 范 与 原 则 监 控 立 杆 是 采 用 一 些 优 质 的 钢 板 来 进 行 加 工 , 然 后 进 行 制 作 在 需 要 使 用 的 时 候 , 要 保 障 设 备 的 安 全 稳 固 性 , 并 且 能 够 起 到 很 好 的 抗 风 能 力 很 多 时 候 , 城 市 中 监 控 立 杆 没 有 安 装 好 或 本 身 的 抗 风 能 力 不 足 , 在 刮 台 风 或 是 下 大 雨 的 时 候 , 会 承 受 不 住 风 的 侵 袭 , 从 而 导 致 设 备 连 根 拔 起 或 折 断 , 不 仅 仅 会 伤 害 到 路 人 , 对 整 座 城 市 的 交 通 都 起 到 了 不 好 的 影 响 所 以 , 监 控 立 杆 对 于 这 种 室 外 安 装 的 支 架 , 一 方 面 要 能 够 满 足 摄 像 头 的 安 装 , 另 外 一 方 面 就 是 要 保 证 公 众 的 安 全 , 所 以 对 于 其 质 量 也 是 有 一 定 的 要 求 的 在 日 常 市 政 设 施 设 计 中 , 常 会 碰 到 计 算 一 个 直 立 杆 状 物 体 的 抗 风 强 度 , 比 如 市 政 的 监 控 立 杆 抗 风 设 计 、 旗 杆 用 材 选 定 、 通 信 塔 上 天 线 架 设 杆 的 尺 寸 选 取 。

      在 实 际 检 测 工 作 中 , 作 者 摸 索 出 了 一 套 简 单 的 计 算 方 法 , 简 单 易 行 、 便 于 操 作 , 并 与 大 型 软 件 计 算 结 果 对 比 , 结 果 非 常 接 近 本 文 以 两 段 不 同 截 面直 立 杆 件 的 监 控 立 杆 为 例 , 介 绍 其 抗 风 能 力 的 分 析 与 计 算 过 程 1 建 立 力 学 模 型监 控 立 杆 一 般 要 求 抗 风 能 力 达 到 11 级 , 其 相 应 风 速 达 到36. 9 米 / 秒 监 控 立 杆 在 架 设 时 往 往 都 是 自 立 式 结 构 , 没 有 拉 绳 , 受 力 情 况 类 似 悬 臂 梁 风 载 荷 在 监 控 杆 上 的 作 用 是 均 布 的 , 计 算 时 可 等 效 为 一 个 集 中 载 荷 , 简 化 为 如 图 1 所 示 的 力 学 模 型 , 根 据 直 径 不 同 由 上 向 下 分 为 Ⅰ 、 Ⅱ 两 段 杆 件 所 承 受 的 主 要 载 荷 为 剪 力 和 弯 矩 , 各 段 杆 的 受 力 最 大 处 均 在 根 部 , 产 生 载 荷 的 原 因 为 风 载 荷 。

      2 强 度 条 件[ σ] = σs / n≥ σ, [ τ] = Q/ A≥ τ 其 中 σ = M / W, M - 弯 矩 , W = π( D4 - d4 ) /32D - 杆 件 抗 弯 截 面 模 量[ σ] - 许 用 应 力 ; σs - 材 料 拉 伸 强 度 极 限 ; n - 安 全 系 数 ;[ τ] - 切 应 力 ; [ τ] - 许 用 剪 切 应 力 ; A - 杆 件 横 截 面 积 根据 第 三 强 度 理 论 , 当 承 受 综 合载 荷 时 , 综 合 应 力 σ合 = 2 2槡 σ + 3τ 杆 件 选 用 Q235, 其 拉 伸 强 度 极限 σs = 370MPa; 剪 切 强 度 τ, 根 据 塑 性 材 料 的 剪 切 强 度 为 拉 伸 强 度 的 0. 6~ 0. 8 倍 , 因 此 τ = 250MPa 安 全 系 数取 n = 1. 5 ~ 2.3 风 载 荷 计 算因 风 载 荷 在 监 控 杆 上 的 作 用 是 均 布 的 , 计 算 时 可 等 效 为 一 个 集 中 载 荷 。

      风 载 荷 的 作 用 产 生 弯 矩 , 各 段 杆 图 1 简 化 力 学 模 型的 受 力 最 大 处 均 在 根 部 该 项 目 要 求 监 控 杆 抗 风 能 力 达 到36. 9 米 / 秒 ( 11 级 ) 以 上 q = uV2 /2 = 85. 1Kg / m2根 据 风 压 计 算 式 ( 1)其 中 q - 风 压 , V - 速 度 , u - 空 气 密 度 , 在 标 准 大 气 压15℃ 时 : u = 0. 125kgS 2 / m3 .根 据 伯 努 力 方 程 , 风 力 F = CF ·s·q其中 S - 受 风 面 积 , CF - 杆 件 风 载 荷 体 型 系 数 2)当 qD2 ≤ 0. 3 时 , C = 1. 2, D - 杆 件 物 体 的 外 径 , 当 qD2 ≥F2 时 , C = 0. 6F当 0. 3 < qD2 < 2 时 , 按 线 性 差 值 计 算 , 即 : C = [ ( 1. 2 -F0. 6) ( 2 - qD2 ) / ( 2 - 0. 3) ]+ 0. 6。

      受 风 面 积 计 算 : S1 = D1 L1 ( m ) ; S2 = D2 L2 ( m )2 2作 者 简 介 : 李 晓 宁 , 男 , 1970 年 4 月 出 生 , 汉 族 , 工 程 师 , 主 要 从 事 特 种 设备 检 测 技 术 研 究 表 1 为 各 段 杆 所 承 受 的 风 载 荷 各 步 骤 计 算 分 析 过 程 福 建 建 设 科 技 712014. No. 3■ 建 筑 环 境 与 设 备表 1 各 段 杆 所 承 受 的 风 载 荷 各 步 骤 计 算 分 析 过 程 表 2 各 段 杆 所 承 受 的 风 载 荷 各 步 骤 计 算 值由 表 2 可 见 , 杆 最 大 应 力 处 在 下 杆 的 根 部 最 大 应 力 σ合 2 = 3. 98MPa. [ σ] = σs / n = 370 /2 = 185 MPa> σ合 2 因 此 所 选 定 的 杆 抗 风 能 力 符 合 要 求 5 结 束 语本 文 以 两 段 不 同 截 面 直 立 杆 件 的 监 控 立 杆 为 例 , 介 绍 了 抗 风 能 力 的 分 析 与 计 算 过 程 。

      本 方 法 简 单 易 行 、 容 易 现 场 操 作 计 算 , 有 广 泛 的 使 用 与 推 广 价 值 参 考 文 献[ 1] 刘 鸿 文 . 材 料 力 学 ( 第 2 版 ) [ M] . 北 京 : 人 民 教 育 出 版 社 , 2012. 5.[ 2] 徐 会 清 . 浅 议 杆 状 物 体 抗 风 计 算 方 法 [ J] . 中 国 新 技 术 新 产 品 . 2009( 16) : 62.由 表 1 可 得 知 , 两 个 不 同 截 面 的 Ⅰ 号 杆 综 合 应 力 σ合 1 =槡 1 + 3τ1 , Ⅱ 号 杆 综 合 应 力 σ合 2 = 槡 σ2 + 3τ1 2σ2 2 2 24 校 核 抗 风 能 力最 近 某 单 位 委 托 福 建 省 特 检 院 做 监 控 立 杆 的 检 测 业 务 笔 者 以 检 测 的 监 控 立 杆 Ⅰ 号 杆 杆 外 直 径 D( mm) 、 杆 内 直 径 d ( mm) 、 长 度 L( m) 值 为 : 114、 106、 4. 529, Ⅱ 号 杆 杆 外 直 径 D ( mm) 、 杆 内 直 径 d( mm) 、 长 度 L( m) 值 为 : 165、 156、 1. 510 为 例 , 要 求 抗 风 能 力 达 到 11 级 为 例 , 计 算 分 析 如 下 :q1 D1 = 85. 1 × 0. 114 = 1. 11, CF1 = = 0. 914; q2 D2 = 85. 12 2 2× 0. 1652 = 2. 31, C = 0. 6; 根 据 表 1 分 析 过 程 , 其 抗 风 能 力 各F2计 算 结 果 如 下 表 2。

      檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲( 上 接 第 27 页 )化 , 用 全 满 堂 基 础 的 伐 板 基 础 , 使 环 墙 内 填 充 料 不 受 地 下 水 影 响 场 地 处 理 后 的 地 基 承 载 力 特 征 值 为 160kpa, 将 上 述 预 制 桩 或 灌 注 桩 模 型 由 SATWE、 PMSAP 和 JCCAD 计 算 得 基 础 截 面 分 别 为 15. 4m × 15. 4m, 16. 2m × 16. 2m 由 式 ( 1 ) ~ 式 ( 2) 、 式 ( 10) 和 式 ( 11) 计 算 得 : Pk = 130kpa, 118kpa < 160kpa, σN = 100 ~ 160kpa, 92 ~ 144kpa≤ 160kpa, 满 足 要 求 5 结语1) 储 罐 桩 基 作 用 效 应 最 不 利 单 桩 竖 向 力 在 群 桩 中 心 或 靠 中 , 最 小 值 在 群 桩 周 边 , 最 不 利 水 平 力 相 反 , 且 不 均 匀 ; 储 罐 中 心 或 靠 中 的 桩 基 配 筋 量 最 小 , 边 桩 。

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