Calculatrice de résistance au vent pour les pôles lumineux solaires
-- entrées, vérifications, limites
Calculatrice de résistance au vent pour les pôles lumineux solaires: entrées, vérifications, limites
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Réponse courte: notre calculateur de résistance au vent transforme un dessin de poteau, une vitesse de vent de conception et quelques chiffres de fiche technique en un verdict structurel (moment de flexion de la base, contrainte contre rendement, déflexion supérieure) en environ 10 à 15 minutes, contre un à deux jours pour un calcul manuel. Il existe pour répondre à la question que chaque acheteur côtier se pose: ce poteau sera-t-il toujours debout après un ouragan de catégorie 5? Ce qu 'il ne fait pas, c'est remplacer une conception structurelle estampillée, et cette page est explicite sur l'endroit où se trouve cette ligne.
Pourquoi avons-nous construit une calculatrice pour cela
Un mât de lumière est un faisceau en porte-à-faux avec une cible sur le dessus. Panneau, luminaire, boîte de batterie, et le bras tous attraper le vent, et chaque unité de surface qu 'ils présentent agit à une hauteur au-dessus de la base, ce qui le multiplie en moment de renversement. L'arithmétique elle-même n'est pas difficile. Ce qui a consommé un jour ou deux a été la collecte des entrées: la vitesse du vent codée pour le site, l'EPA de chaque accessoire à partir de trois fiches techniques différentes, le module de section d'un arbre conique, la limite d'élasticité du lot d'acier réel. et les mêmes entrées étaient légèrement différentes à chaque fois.
Nous construisons les poteaux et les luminaires qui s'assoient sur eux, donc ce calcul faisait déjà partie de notre propre processus de devis avant qu 'il ne soit un produit. un assistant en huit étapes qui collecte les paramètres, exécute les solveurs structurels et rend le champ de vent et la distribution des contraintes en 3D. Cette page explique ce qui entre, ce qui sort, et où une calculatrice s'arrête et un ingénieur démarre.
Les entrées, et d'où vient chacun
L'assistant exécute huit étapes-Env, Pôle, Solaire, Lum, Batterie, Bras, Hauteur, puis CAL pour résoudre.
Vitesse du vent (Étape 1: Env)
La vitesse du vent de conception provient du code de chargement structurel local (ASCE 7 - 22 aux États-Unis, EN 1991 en Europe, GB 50009 en Chine), jamais à partir d'une application météorologique.La densité de l'air est dérivée de l'altitude ou laissée à la valeur par défaut standard. Valeurs de référence de travail: 150 mph (67 m/s) pour les zones d'ouragan côtières, 100 mph (45 m/s) à l'intérieur des terres. lignes de base de conception d'ouragan côtier courent généralement 130 - 150 mph (58 - 67 m/s); terrain intérieur 80 - 100 mph (36 - 45 m/s), pris à un intervalle de récurrence moyen de 50 ans ou 100 ans.
Un piège qui mérite d'être nommé: la lecture des rafales sur un téléphone est un pic de 3 secondes, pas une ligne de base de code, et le coller dans un calcul structurel sous-construit le poteau. Notre article d'accompagnement sur quelle vitesse du vent appartient à la conception du poteau sépare les trois niveaux.
Géométrie du pôle et acier (étape 2: Pôle)
La hauteur, les diamètres supérieur et inférieur et l'épaisseur de la paroi découlent du dessin de conception. Gammes typiques: 6 - 12 m de hauteur, 60 - 100 mm de diamètre supérieur, 130 - 200 mm de diamètre inférieur, 3 - 6 mm de paroi. La qualité de l'acier est une décision de rendement-résistance:
- Q235 (ASTM A36 , Grade 36) , rendement de 235 MPa , le choix standard pour l'éclairage urbain
- Q345 (ASTM A572 , Grade 50) , rendement de 345 MPa , de préférence pour les zones de vent fort
- ASTM A572 , Grade 65 , rendement de 450 MPa , pour les zones de forts ouragans
Pièces jointes (étapes 3 - 7 : solaire , Lum , batterie , bras , hauteur)
Longueur et largeur du panneau à partir de la fiche technique du module , angle d'inclinaison à partir du dessin , dimensions du luminaire et son EPA à partir du fichier photométrique , boîtier de batterie EPA et hauteur de montage , longueur du bras d'extension et projection du support , et élévation totale du luminaire .(surface effective projetée , la silhouette sur laquelle le vent pousse réellement) est le nombre de personnes qui se trompent le plus souvent . et la projection d'un crochet appartient également au modèle .
Ce que le solveur vérifie
Le calcul se déroule comme une chaîne : la pression devient force , la force fois la hauteur devient moment à la base .
| étape | Ce qu ' il calcule | Critère Pass |
|---|---|---|
| Vélocité du vent Pression | q = ½ ρ v ² , la pression de stagnation de la vitesse du vent de conception | Entrée dans la chaîne |
| Force par composante | F = q × A × Cf , Cf étant le coefficient de force pour cette forme | Entrée dans la chaîne |
| Base du moment bending | M = Σ (F × h) , chaque force multipliée par la hauteur de son bras au-dessus de la ligne du sol | Entrée à la chaîne |
| Strength Check | Stress = M ÷ section module at the base ; safety factor = yield strength ÷ stress | SF ≥ 1,5 - 2,0 ; 2,5 dans les zones de catégorie 5 extrêmes |
| Déflection check | Déplacement horizontal sous la même charge | ≤ 1/100 de la hauteur du pôle |
La base est l'endroit où le poteau est le plus faible : le module de section est le plus petit au bas d'un arbre conique , et c'est là que vivent la soudure et les boulons d'ancrage . Un facteur de sécurité de 1,5 à 2,0 couvre les travaux municipaux standard ;- Catégorie extrême -5 zones de typhon poussent l'exigence à 2,5 . La déflexion est vérifiée séparément car un poteau peut être assez fort et toujours se balancer au-delà de ce que le luminaire vise et le public tolérer le confort - les codes plafonnent généralement le déplacement supérieur à un centième de la hauteur du poteau .
Lire le résultat
L'étape CAL renvoie les matrices de sortie : validation de la résistance , le taux de déflexion et le facteur de sécurité final , à côté de la scène 3D , vous pouvez tourner pour inspecter le champ de vent et la répartition des contraintes localisées . donc un code cité dans un système et un dessin dans un autre ne doivent pas être rapprochés à la main . Exportez le rapport d'ingénierie PDF et il voyage avec le devis- l'ingénieur du client peut revérifier chaque entrée par rapport au dessin sans rien re-saisir . Quand nous citons un poteau , ce rapport est la pièce jointe ; un facteur de sécurité sans les entrées derrière lui n'est qu ' un nombre .
Où la calculatrice gagne sa place dans notre workflow
Pendant le devis , il règle la section des poteaux et l'épaisseur des parois avant que quoi que ce soit ne soit fabriqué ; les 10 à 15 minutes qu ' il faut remplacent l'attente interdépartementale qui s'étendait jusqu'à deux ou trois jours .« Va-t - il tomber dans une tempête ? »") , nous répondons avec le facteur de sécurité et le rapport de déflexion à l'écran au lieu d'une assurance . Et lorsqu ' un appel d'offres nomme un site vitesse du vent , la calculatrice recoupe notre pôle standard avec ce nombre avant de nous engager sur un prix .
La sortie 3D n'est pas une décoration . Les zones rouges à la soudure de base ou à une connexion de bras indiquent au fabricant où ajouter du matériau avant que la première plaque ne soit coupée , ce qui est moins cher qu ' une rénovation après une saison de tempête . il s'agit d'un EPA tiré de la mauvaise ligne d'une feuille de données , ou une vitesse de vent de conception tranquillement échangée pour une lecture de rafale . Les deux produisent un poteau qui passe sur le papier et échoue dans une tempête .
Pour un ensemble d'appels d'offres complet , la vérification structurelle est l'une des trois . Exécutez le calculateur de consommation d'énergie d'éclairage solaire pour le bilan énergétique de 21 jours , l' application de simulation d'éclairage IES pour la conformité aux lux et cette calculatrice pour le poteau . L'ensemble complet prend environ 30 minutes contre les 2 - 3 jours que les mêmes trois réponses prenaient traditionnellement .
Ce que cet outil n'est pas
La calculatrice est un outil de dépistage et de conception préliminaire.Il ne produit pas de conception structurelle estampillée.Si votre projet se trouve dans une zone d'ouragan sévère (Floride , Caraïbes) et nécessite des timbres PE certifiés en vertu des dispositions structurelles AASHTO , ce travail passe par notre équipe d'ingénierie à[email protected] la sortie de la calculatrice devient une entrée dans ce processus plutôt qu ' un substitut pour lui.Nous préférerions dire cela clairement que de laisser Une capture d'écran implique une signature que nous n'avons pas faite .
Pour le matériel lui-même , chaque lampadaire solaire tout-en - un que nous expédions est cité par rapport à une vitesse de vent de conception déclarée . Demandez-nous le nombre avant de commander , et nous vous montrerons le calcul dont il provient .
1ère