基于ABAQUS的路灯灯杆抗风能力校核

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1、基于ABAQUS的路灯灯杆抗风能力校核摘要：出现台风等大风灾害时，因为路灯灯杆抗风能力不够导致路灯破坏会给人们的生命财产安全带来巨大的危害。因此根据路灯安装地区的风力情况对设计的路灯灯杆进行抗风能力校核是非常重要的。本文对风力计算、灯杆的受力面积及其抗风能力进行了理论分析，利用有限元分析软件ABAQUS处理非线性问题的强大能力，对路灯杆的抗风能力进行了校核，并将有限元分析的结果与理论分析的结果进行了比较。关键字：灯杆；抗风能力；校核；有限元分析Abilityofanti–windcheckforlamppostbasedonABAQUSAbstract：Whentyphoonsando

2、therstrongwindsdisastersrage,thedestructionofstreetlampsbecausethatlampposts’abilityofanti–windisnotenoughwouldbringgreatharmtopeople'slifeandpropertysafety.Soitisveryimportanttochecktheabilityofanti-windbasedonwindconditions.Inthispaper,thewindcalculation,thestressareaofthelamppostanditsability

3、ofanti–windareanalyzedintheory.UsingthefiniteelementanalysissoftwareABAQUS’strongabilitytohandlenonlinearproblems,thelampposts’abilityofanti–windischecked.Andfiniteelementanalysisresultsarecomparedwiththetheoreticalanalysisresults.Keywords：lamppost;abilityofanti–wind;check;finiteelementanalysis路

4、灯在我们生活中随处可见，其提供的照明作用为人们的夜间活动提供了很大的便利。在现在的城市生活中，我们无法想象没有路灯的夜晚要如何出行。甚至可以从路灯的状况，看出一个地区的经济发展水平。在设计路灯时，除了要考虑路灯的照明效果、能耗成本及装饰作用外，路灯的安全性也是一个重要的问题。在中国东南沿海及内蒙古、新疆、西藏等风力较大的地区，路灯灯杆的抗风能力是影响其安全性的主要问题。出现台风等大风灾害时，因为路灯灯杆抗风能力不够导致路灯破坏会给人们的生命财产安全带来巨大的危害。因此根据路灯安装地区的风力情况对设计的路灯灯杆进行抗风能力校核是非常重要的。本文对风力、灯杆受力面积及灯杆的抗风能力进行了理

5、论分析，利用有限元分析软件ABAQUS处理非线性问题的强大能力，对路灯杆的抗风能力进行了校核，并将有限元分析的结果与理论分析的结果进行了比较。1.风力的计算风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为：wp=0.5·ro·v²(1)式中:wp为风压(kN/m²)；ro为空气密度(kg/m³)；v为风速(m/s)。由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g,因此有ro=r/g。在(1)中使用这一关系，得到：wp=0.5·r·v²/g(2)此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013hPa（毫巴）,温度为15°C),空气重度r=0.

6、01225(kN/m³)。纬度为45°处的重力加速度g=9.8(m/s²),我们得到wp=v²/1600(3)此式为用风速估计风压的通用公式。应当指出的是，空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。一般来说，r/g在高原上要比在平原地区小，也就是说同样的风速在相同的温度下，其产生的风压在高原上比在平原地区小。现在我们将风速v=45m/s（相当于14级风）代入(3)，可以得到在此风速下的风压wp=1.265625(kN/m²)。路灯灯杆在45m/s风速时，承受的实际风压wa=β·µz·µc·(A·wp)（4）式中：β为风振系数。建筑物的不同高度层次的风振系数β值不同。不同高度层次的风振系

7、数(5)式中：H——建筑物的总标高；Hk——建筑物的各层次的中心高度；ε——脉动增大系数。对总高度不足30m的建筑物各高度层次的脉动增大系数一般取1.28；µz——风压高度系数。此路灯灯杆的风压高度系数取1.14；γ——脉动影响系数。此灯杆安装使用地属A类地区，γ值取0.53；µc——建筑物的体形系数。此灯杆在总体上讲，对于任何风向，其受风面皆可看作圆弧面，µc值取0.8；A——地理地形系数。考虑到灯杆安装使用地周围环境、建筑等有可能复杂，故A