Calcolatore di resistenza al vento per i poli solari
-- ingressi, controlli, limiti
Calcolatore di resistenza al vento per i poli solari: ingressi, controlli, limiti
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Risposta breve: il nostro calcolatore di resistenza al vento trasforma un disegno di palo, una velocità del vento di progetto e alcuni numeri di scheda tecnica in un verdetto strutturale (momento flettente di base, tensione contro resa, deflessione superiore) in circa 10 o 15 minuti, contro l'uno o due giorni necessari per un calcolo manuale. Esiste per rispondere alla domanda che ogni acquirente costiero chiede: questo polo sarà ancora in piedi dopo un uragano di categoria 5? Quello che non fa è sostituire un disegno strutturale stampato, e questa pagina è esplicita su dove si trova quella linea.
Perché abbiamo costruito una calcolatrice per questo?
Un palo della luce è un fascio a sbalzo con un bersaglio sulla parte superiore. Pannello, apparecchio di illuminazione, scatola della batteria, e il braccio tutti cattura vento, e ogni unità di area che presentano agisce ad un 'altezza sopra la base, che lo moltiplica in ribaltamento momento. L'aritmetica stessa non è difficile. Ciò che ha consumato un giorno o due stava raccogliendo gli ingressi: la velocità del vento del codice per il sito, l'EPA di ciascun attacco da tre diverse schede tecniche, il modulo di sezione di un albero conico, la resistenza allo snervamento del lotto di acciaio effettivo. Gli ingegneri lo hanno fatto in fogli di calcolo, e gli stessi input sono stati digitati in modo leggermente diverso ogni volta.
Costruiamo i pali e gli apparecchi di illuminazione che si trovano su di essi, quindi questo calcolo faceva già parte del nostro processo di preventivazione prima che fosse un prodotto. una procedura guidata in otto fasi che raccoglie i parametri, esegue i solutori strutturali e rende il campo del vento e la distribuzione delle sollecitazioni in 3D. Questa pagina spiega cosa entra, cosa esce, dove una calcolatrice si ferma e un ingegnere autorizzato inizia.
Gli ingressi, e da dove ognuno viene
La procedura guidata esegue otto passaggi: Env, Pole, Solar, Lum, Battery, Arm, Height, quindi CAL da risolvere.
Velocità del vento (Step 1: Env)
La velocità del vento di progetto deriva dal codice di carico strutturale locale (ASCE 7 - 22 negli Stati Uniti, EN 1991 in Europa, GB 50009 in Cina), mai da un 'app meteorologica. La densità dell' aria è derivata dall 'altitudine o lasciata allo standard predefinito. Valori di riferimento di lavoro: 150 mph (67 m/s) per le zone costiere uragano, 100 mph (45 m/s) nell 'entroterra. linee di base di progettazione uragano costiero generalmente correre 130 - 150 mph (58 - 67 m/s); terreno interno 80 - 100 mph (36 - 45 m/s), preso a un intervallo di ricorrenza media di 50 anni o 100 anni.
Una trappola degna di essere nominata: la lettura di raffica su un telefono è un picco di 3 secondi, non una linea di base del codice, e incollarlo in un calcolo strutturale sotto-costruisce il palo. Il nostro articolo di accompagnamento su quale velocità del vento appartiene al design del palo separa i tre livelli.
Geometria del palo e acciaio (Step 2: Pole)
Altezza, diametri superiore e inferiore, e lo spessore della parete vengono fuori il disegno di progettazione. gamme tipiche: 6 - 12 m di altezza, 60 - 100 mm diametro superiore, 130 - 200 mm diametro inferiore, 3 - 6 mm parete. Il grado di acciaio è una decisione di resistenza alla resa:
- Q235 (ASTM A36 , Grade 36) , resa di 235 MPa , la scelta standard per l'illuminazione urbana
- Q345 (ASTM A572 , Grado 50) , resa di 345 MPa , preferibile per le zone con vento forte
- ASTM A572 , Grado 65 , resa di 450 MPa , per aree soggette a forti uragani
Attachments (Fasi 3 - 7 : solare , Lum , batteria , braccio , altezza)
Lunghezza e larghezza del pannello dal foglio dati del modulo , angolo di inclinazione dal disegno , dimensioni dell ' apparecchio e relativo EPA dal file fotometrico , scatola della batteria EPA e altezza di montaggio , lunghezza del braccio di sbraccio e proiezione della staffa e elevazione totale del montaggio dell ' apparecchio . EPA (area proiettata effettiva , la sagoma che il vento spinge effettivamente) è il numero di persone che sbagliano più spesso . e la proiezione di una parentesi appartiene al modello .
Cosa verifica il solver
Il calcolo funziona come una catena : la pressione diventa forza , la forza per l'altezza diventa momento alla base . Ne escono due verdetti ed entrambi devono passare .
| Passo | Cosa è computabile | Passaggio Criterio |
|---|---|---|
| Pressione di base della velocità del vento | q = ½ ρ v ² , la pressione di stagnazione della velocità del vento di progetto | input alla catena |
| Forza per componente | F = q × A × Cf , con Cf il coefficiente di forza per quella forma | input alla catena |
| Bending Moment di base | M = Σ (F × h) , ogni forza moltiplicato per il suo braccio di altezza sopra la linea di terra | input alla catena |
| Controllo di forza | Sforzo = M ÷ modulo di sezione alla base ; fattore di sicurezza = resistenza allo snervamento ÷ sollecitazione | SF ≥ 1,5 - 2,0 ; 2,5 nelle zone di categoria estrema - 5 |
| Deflazione Check | Spostamento orizzontale superiore sotto lo stesso carico | ≤ 1/100 di altezza del polo |
La base è dove il palo è più debole : il modulo di sezione è più piccolo nella parte inferiore di un albero conico , ed è lì che vivono la saldatura e i bulloni di ancoraggio . Un fattore di sicurezza da 1,5 a 2,0 copre il lavoro municipale standard ; Categoria estrema -5 zone tifoni spingono il requisito a 2.5 . La deflessione viene controllata separatamente perché un palo può essere abbastanza forte e ancora ondeggiare oltre ciò che l'obiettivo dell ' apparecchio e il pubblico tollerabilità del comfort - i codici generalmente limitano lo spostamento superiore a un centesimo dell ' altezza del polo .
Lettura dell ' output
Il passaggio CAL restituisce le matrici di output : convalida della forza , il rapporto di deflessione e il fattore di sicurezza finale , insieme alla scena 3D è possibile ruotare per ispezionare il campo del vento e la distribuzione delle sollecitazioni localizzate . L'immissione della velocità del vento converte automaticamente tra mph , m/s e km/h , così un codice citato in un sistema e un disegno in un altro non devono essere riconciliati a mano . Esporta il rapporto di ingegneria PDF e viaggia con la citazione- l'ingegnere del cliente può ricontrollare ogni input rispetto al disegno senza ridigitare nulla . Quando citiamo un palo , quel rapporto è l'allegato ; un fattore di sicurezza senza gli ingressi dietro di esso è solo un numero .
Dove la calcolatrice guadagna il suo mantenimento nel nostro flusso di lavoro
Lo eseguiamo in tre punti . Durante la quotazione , si deposita sezione polare e spessore della parete prima di tutto è fabbricato ; i 10 - 15 minuti necessari sostituisce l'attesa cross-reparto che utilizzato per allungare a due o tre giorni . Quando un cliente chiede la domanda diretta " Cadrà in una tempesta ?") , rispondiamo con il fattore di sicurezza e il rapporto di deflessione sullo schermo anziché una rassicurazione . E quando un tender nomina una velocità del vento del sito , La calcolatrice controlla il nostro polo standard rispetto a quel numero prima di impegnarci in un prezzo .
L'uscita 3D non è decorazione . Zone rosse alla saldatura di base o ad una connessione braccio dire al costruttore dove aggiungere materiale prima che la prima piastra viene tagliata , che è più economico di un retrofit dopo una stagione di tempesta . La modalità di guasto che vediamo più spesso non è la matematica ; è un EPA preso dalla riga sbagliata di un datasheet , o una velocità del vento di design tranquillamente scambiato per una lettura a raffica . Entrambi producono un palo che passa sulla carta e si rompe in una tempesta .
Per un pacchetto di gara completo , il controllo strutturale è uno dei tre . Eseguire il calcolatore del consumo di energia dell ' illuminazione solare per il bilancio energetico di 21 giorni , l' app di simulazione dell ' illuminazione IES per la conformità lux e questo calcolatore per il palo . Il set completo richiede circa 30 minuti contro i 2 - 3 giorni delle stesse tre risposte tradizionalmente prese .
Cosa non è questo strumento
La calcolatrice è uno strumento di screening e di progettazione preliminare . Non produce un progetto strutturale stampato . Se il tuo progetto si trova in una zona di uragani gravi (Florida , Caraibi) e richiede timbri PE certificati in base alle disposizioni strutturali AASHTO , quel lavoro passa attraverso il nostro team di ingegneri [email protected] l'output della calcolatrice diventa un input per quel processo piuttosto che un sostituto di esso . Preferiremmo dirlo chiaramente piuttosto che lasciare che sia il processo stesso a essere sostituito . Uno screenshot implica una firma che non abbiamo effettuato .
Per l'hardware stesso , ogni all-in - one lampione solare che spediamo è citato contro una velocità del vento di progetto dichiarato .
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