Conception sismique des pôles de lampadaire solaire: ce qui compte vraiment

Comment les pôles échouent réellement dans un tremblement de terre

Trois modes de dégâts couvrent presque tout ce que nous avons vu revenir des zones sismiques:

Renversement. L'accélération horizontale du sol met un grand moment de flexion dans la base du poteau. Lorsque ce moment dépasse la limite de résistance du matériau du poteau ou l'adhérence de la fondation, le poteau s'enclenche à la racine ou la fondation elle-même se desserre, et tout l'assemblage passe. C'est le mode de défaillance avec des conséquences pour la sécurité publique, et c'est celui contre lequel il faut concevoir en premier.

Déformation. Les ondes sismiques entraînent des vibrations complexes à travers l'arbre, ce qui peut laisser le pôle déformé localement ou définitivement. La structure peut encore être debout, mais sa stabilité et le but du luminaire sont compromis.

Dommages de connexion. Les joints entre le poteau et la fondation, et entre le poteau et la tête de lampe, portent une contrainte inégale lors de la secousse. La conséquence typique est des boulons desserrés et des soudures fissurées, le genre de dommages qui survit au tremblement de terre et échoue dans la prochaine tempête de vent.

Pourquoi les pôles finissent vulnérables

• La conception du poteau a ignoré la charge sismique. Choix de section déraisonnable, résistance insuffisante du matériau ou épaisseur de paroi qui n'a jamais été vérifiée par rapport au moment de base.
• La fondation était sous-dimensionnée. Petite empreinte, enfouissement peu profond et un détail de connexion qui ne peut pas développer les forces d'ancrage.
• Le sol n'a jamais été caractérisé. Les sols mous amplifient les secousses, et la liquéfaction du sable-sol qui perd temporairement de sa force et se comporte comme un liquide lors des secousses-peut miner une fondation qui était parfaitement adéquate sur le papier.

Ce que nous changeons dans la spécification du pôle pour les zones sismiques

Section transversale. En comparant les sections circulaires et polygonales, un arbre octogonal ou circulaire-conique donne le meilleur comportement de flexion pour cette application, et il améliore la torsion ainsi que la résistance à la flexion pendant le tremblement. La section doit également répartir la contrainte uniformément le long de l'arbre plutôt que de la concentrer sur un nœud.

Épaisseur de la paroi. La base du pôle voit le plus grand moment sismique, de sorte que la section inférieure devient plus épaisse, et le matériau est distribué pour suivre le diagramme de force. Ce n'est pas une mise à niveau uniforme: un arbre qui est également épais partout gaspille de l'acier où il ne fait rien.

Détail de la connexion . C'est là que nous passons l'attention de l'ingénierie . boulons d'ancrage obtenir un ancrage plus long , boulons à haute résistance avec écrous de verrouillage , et une combinaison soudée-plus - boulon à la base de sorte que la connexion ne lâche pas lors de la secousse . La défaillance que nous voyons le plus souvent dans le matériel retourné n'est pas un arbre plié ; c'est une plaque de base qui a décollé ses ancrages .

Raccordements flexibles . Lorsque l'ingénieur de projet en spécifie un , un support de charnière sphérique à l'interface poteau-fondation permet au poteau de basculer dans les limites et de dissiper l'énergie qui irait autrement dans l'arbre , et il réduit la concentration de contrainte à la racine . Traitez cela comme une décision au niveau du projet , pas un accessoire à ajouter unilatéralement : il change le chemin de charge , et l'ensemble doit être calculé pour cela .

Ce que la fondation doit faire

Taille et profondeur . Les dimensions de l'empreinte et la profondeur d'enfouissement suivent le calcul de la force sismique et la géologie locale , et non un catalogue par défaut . Une empreinte plus grande élargit la zone de contact avec le sol et améliore à la fois la stabilité et la résistance au soulèvement . Aller plus profondément atteint les couches du sol qui sont moins perturbées par les secousses de surface .

Forme de fondation . Les fondations sur pieux et les fondations de radeau sont les réponses standard lorsque les conditions du sol l'exigent . Les pieux contournent le sol de surface faible et transportent la charge vers les strates compétentes ; un radeau répartit la charge sur une zone plus large où une semelle discrète n'est pas pratique . Type de sol , niveau d'eau souterraine et sismicité locale déterminent tous le choix .

Connexion pôle à fondation . Longueur d'ancrage , qualité du boulon , et la combinaison de boulon soudé sont spécifiés ensemble , puis inspectés sur un calendrier . Après tout tremblement de terre important , les connexions sont la première chose à vérifier , avant l'arbre .

Ce que cette page ne couvre pas

Cette page couvre les mesures de conception qu ' un fabricant applique aux poteaux destinés aux zones sismiques . Elle n'effectue ni ne remplace le calcul sismique lui-même : Les exigences en matière de demande , de classe de sol et de code sont définies par l'ingénieur de projet pour chaque site.Elle ne couvre pas non plus la photométrie des luminaires ni l'autonomie électrique.Pour les contrôles de charge latérale sur l'assemblage des poteaux et des luminaires , notre calculateur de charge de vent couvre le côté vent de la même question structurelle . Les luminaires complets , avec poteau et luminaire assortis , sont dans notre ligne lampadaires solaires tout-en - un .