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高杆燈的燈杆款型與施工設計要求是怎麽樣的

綜合高層建築的有關資料及高杆燈設計製作的個例 ,燈杆的造型以圓台形為佳 ,也可做成正12棱台形。圓台形杆體的風阻係數為 0. 7左右 ,正 12棱台形的風阻係數為 0. 96,且杆體截麵積相同的圓台形與正任何邊形的棱台形杆體相比 ,風阻係數最小。 但正12棱台形杆體適合於做成套接式燈杆 ,省去了各節燈杆間的焊接組合 ,但也因套接增加了整體燈杆的實際總長度 ( 30m高杆燈 ,做成三節燈杆、二處套接 ,實際增長杆體 1. 5~ 2. 0m) ,這樣既增大了成本 ,也增長了杆根的負荷 ,有利有弊。

在燈杆的整體設計時 ,應以科學的風荷載測算為依據。 參照擬定的高杆燈的抵抗風速、經受的風荷載作用力、各節燈杆杆根處的風荷載彎矩、杆根處的抵抗矩、應力等參數 ,複核驗算各節燈杆上、下端的外徑 ,壁厚和基礎承載情況 ,牽涉到整基高杆燈的穩定程度、整體燈杆的斜率和杆體鋼材的安全係數。 

一般要求:

( 1)整基高杆燈地上部分的重心在風荷載作用時的位移 X GO 小於燈杆杆根處底板的半徑 R;

( 2)燈杆的整體斜率 tgα在 0. 0055~ 0. 007之間 ,即 0. 0055≤ tgα≤ 0. 007。燈盤的自重越大 , tgα的值越接近上限值;

( 3)各節燈杆鋼材的安全係數 β。原則上 ,最下麵一節燈杆的安全係數 β 1 不小於 1. 64,且依次向上各節燈杆鋼材的安全係數值呈 β 4> β3> β2> β1 > 1. 64。

       筆者從手頭掌握的有關高杆燈資料發現 ,國內有些高杆燈的設計似乎頗注重增大杆體的壁厚 ,卻忽視了 tgα的合理性。 而有的壁厚合理了 , tgα的值又偏小 ,表現為杆根外徑偏小。這些問題值得商榷 ,壁厚過大 ,杆體的自重增大 ,既不經濟 ,對基座的壓強也增大 ,高杆燈受風荷載作用時因杆體的擾度而帶來的附加彎矩也增大 ,勢必增大了基礎預埋螺栓的軸向拉力。對燈杆的製作、安裝、基礎的修建和安全使用都有諸多不利; tgα值偏小 ,杆根外徑必然小 ,對整基高杆燈的自重穩定程度 ,杆根截麵的抵抗矩等一係列情況必然帶來影響 ,同時也可能隱伏著患害。

      筆者設 計的30m高 杆燈 , 設計最大風速為33. 5m /s;基本風壓 ω 0 = 0. 7014kN /m2 ;燈盤自重 G 0≤ 750kg;燈盤的直徑 D≤ 3. 5m,三節燈杆的壁厚分別為 5、 6、 8mm。 tgα= 0. 0058,杆梢 350mm,杆體的鋼材選用 Q235A型 ② ,則各節燈杆杆根處的安全係數分別為 3. 21、 1. 94、 1. 68,實踐表明較理想。如果這台高杆燈要求能經受的最大風速為 36m /s以上 ,燈盤的直徑、重量 ,燈杆的上、下端的外徑都不變的話 ,則三節燈杆的壁厚則需分別取 6、 8、 10mm,其杆根處鋼材的安全係數為 1. 64;而設計抗風速為 45m /s,燈盤的情況不變 ,高杆燈燈杆壁厚仍然取 6、 8、 10mm,鋼材的型號也依舊 ,要保證杆根處鋼材的安全係數大於1. 64,則要重新調整 tgα的值 ,並且增大杆根處的外徑。 由此可以看到 ,在不同地區、不同抗風速要求 ,即使同樣高度、同樣燈盤情況的高杆燈 ,其整體燈杆的斜率、各節燈杆的壁厚和燈杆上、下端處的外徑不一定相同。 在此 ,麻豆传媒网站不妨核算一下有些高杆燈生產廠家提供的 30m 高杆燈 ,上杆梢直徑 350mm;下杆梢直徑 650mm;整杆斜率 tgθ= 0. 005;燈盤的重量 G直達 1 200kg以上;直徑 3. 5m。如果高杆燈燈盤的造型為滿足裝飾型需求做蘑菇形、牽牛花形的話 ,那麽對設計抗風速為 45m /s,杆體鋼材也僅是選用 Q235A型 ,是否欠佳 ,值得探討。