Calculadora de resistência ao vento para pólos de luz solar
-- entradas, verificações, limites
Calculadora de resistência ao vento para pólos de luz solar: entradas, verificações, limites
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* Resposta curta: Nossa calculadora de resistência ao vento transforma um desenho de poste, uma velocidade do vento de projeto e alguns números de folha de dados em um veredicto estrutural (momento de flexão da base, estresse contra o rendimento, deflexão superior) em cerca de 10 a 15 minutos, contra um a dois dias que um cálculo manual leva. Ele existe para responder à pergunta que todo comprador costeiro faz: esse poste ainda estará de pé depois de um furacão de categoria 5? O que ele não faz é substituir um projeto estrutural estampado, e esta página é explícita sobre onde essa linha se senta.
Por que nós construímos uma calculadora para isso
Um poste de luz é um feixe de cantilever com um alvo no topo. Painel, luminária, caixa de bateria e braço todos pegam vento, e cada unidade de área que eles apresentam atua a uma altura acima da base, o que o multiplica em momento de capotamento. A aritmética em si não é difícil. O que consumiu um dia ou dois foi reunir as entradas: a velocidade do vento do código para o site, o EPA de cada anexo de três folhas de dados diferentes, o módulo de seção de um eixo cônico, a resistência ao escoamento do lote de aço real. e as mesmas entradas foram chaveadas de forma ligeiramente diferente a cada vez.
Nós construímos os postes e as luminárias que ficam sobre eles, então esse cálculo já fazia parte do nosso próprio processo de cotação antes de ser um produto. um assistente de oito etapas que coleta os parâmetros, executa os solucionadores estruturais e renderiza o campo de vento e a distribuição de tensão em 3D. Esta página explica o que entra, o que sai, E onde uma calculadora pára e um engenheiro licenciado começa.
As entradas, e de onde cada uma vem
O assistente executa oito etapas-Env, Pólo, Solar, Lum, Bateria, Braço, Altura e CAL para resolver.
Velocidade do vento (Passo 1: ENV)
A velocidade do vento do projeto vem do código de carga estrutural local (ASCE 7 - 22 nos Estados Unidos, EN 1991 na Europa, GB 50009 na China), nunca a partir de um aplicativo meteorológico. 150 mph (67 m/s) para zonas costeiras de furacões, 100 mph (45 m/s) para o interior. Linhas de base de projeto de furacões costeiros geralmente correm 130 - 150 mph (58 - 67 m/s); terreno interior 80 - 100 mph (36 - 45 m/s), tomada em um intervalo de recorrência média de 50 anos ou 100 anos.
Uma armadilha que vale a pena nomear: a leitura de rajada em um telefone é um pico de 3 segundos, não uma linha de base de código, e colá-la em um cálculo estrutural sub-constrói o poste. Nosso artigo complementar sobre qual velocidade do vento pertence ao projeto do pólo separa os três níveis.
Geometria do pólo e aço (Passo 2: Pólo)
Altura, diâmetros superior e inferior e espessura da parede saem do desenho de design. Faixas típicas: 6 - 12 m de altura, 60 - 100 mm de diâmetro superior, 130 - 200 mm de diâmetro inferior, 3 - 6 mm de parede. O grau de aço é uma decisão de força de rendimento:
- Q235 (ASTM A36 , Grau 36) , rendimento de 235 MPa , a escolha padrão para iluminação urbana
- Q345 (ASTM A572 , Grau 50) , rendimento de 345 MPa , preferido para zonas de alto vento
- ASTM A572 , Grau 65 , rendimento de 450 MPa , para áreas de furacões pesados
Anexos (Passos 3 - 7 : Solar , Lum , bateria , braço , altura)
Comprimento e largura do painel da folha de dados do módulo , ângulo de inclinação do desenho , dimensões da luminária e seu EPA do arquivo fotométrico , caixa de bateria EPA e altura de montagem , comprimento do braço de alcance e projeção de suporte e elevação total de montagem da luminária . EPA (área projetada efetiva , a silhueta que o vento realmente empurra) é o número de pessoas que erram com mais frequência . e a projeção de um suporte também pertence ao modelo .
O que o Solver verifica
O cálculo é executado como uma cadeia : pressão torna-se força , força vezes altura torna-se momento na base . Dois veredictos saem dela , e ambos têm que passar .
| Step | O que computa | Critério de passagem |
|---|---|---|
| Pressão básica de velocidade do vento | q = ½ ρ v ² , a pressão de estagnação da velocidade do vento de projeto | Input para a cadeia |
| Força por Componente | F = q × A × Cf , com Cf o coeficiente de força para essa forma | Input para a cadeia |
| Bending Moment Base do Momento | M = Σ (F 𝑥 × h 𝑥) , cada força vezes seu braço de altura acima da linha do solo | Input para a cadeia |
| Check de Força | Tensão = M ÷ módulo de seção na base ; fator de segurança = força de escoamento ÷ tensão | SF ≥ 1,5 - 2,0 ; 2,5 em zonas de categoria extrema - 5 |
| Deflexão check | Deslocamento horizontal superior sob a mesma carga | ≤ 1/100 da altura do poste |
A base é onde o pólo é mais fraco : o módulo de seção é menor na parte inferior de um eixo cônico , e é aí que a solda e os parafusos de ancoragem vivem . Um fator de segurança de 1,5 a 2,0 cobre o trabalho municipal padrão ; Categorias Extremas -5 zonas de tufão empurrar o requisito para 2,5 . Deflexão é verificado separadamente porque um pólo pode ser forte o suficiente e ainda balançar passado o que luminária objetivo e público conforto tolerar - códigos geralmente limitar o deslocamento superior a um centésimo da altura do pólo .
Lendo o output
O passo CAL retorna as matrizes de saída : validação de força , a taxa de deflexão e o fator de segurança final , ao lado da cena 3D , você pode girar para inspecionar o campo de vento e a distribuição de tensão localizada . A entrada de velocidade do vento converte automaticamente entre mph , m/s e km/h , então um código citado em um sistema e um desenho em outro não precisam ser reconciliados manualmente . Exporte o relatório de engenharia PDF e ele viaja com a cotação- o engenheiro do cliente pode verificar novamente cada entrada contra o desenho sem re-digitar nada . Quando citamos um poste , esse relatório é o anexo ; um fator de segurança sem as entradas por trás dele é apenas um número .
Onde a calculadora ganha seu sustento em nosso fluxo de trabalho
Durante a cotação , ele estabelece a seção do poste e a espessura da parede antes que qualquer coisa seja fabricada ; os 10 - 15 minutos que leva substituem a espera entre departamentos que costumava se estender a dois ou três dias ." Cairá ele numa tempestade ?") , respondemos com o fator de segurança e a taxa de deflexão na tela em vez de uma garantia . E quando um concurso nomeia uma velocidade do vento do site , a calculadora cruza nosso pólo padrão com esse número antes de nos comprometermos com um preço .
A saída 3D não é decoração . Zonas vermelhas na solda de base ou em uma conexão de braço dizem ao fabricante onde adicionar material antes que a primeira placa seja cortada , o que é mais barato do que um retrofit após uma temporada de tempestades . é um EPA tirado da linha errada de uma folha de dados , ou uma velocidade de vento de design silenciosamente trocada por uma leitura de rajada . Ambos produzem um poste que passa no papel e falha em uma tempestade .
Para um pacote de concurso completo , a verificação estrutural é uma das três . Execute a calculadora de consumo de energia de iluminação solar para o balanço de energia de 21 dias , o aplicativo de simulação de iluminação IES para conformidade com lux e esta calculadora para o pólo . O conjunto completo leva cerca de 30 minutos contra os 2 - 3 dias que as mesmas três respostas tradicionalmente levavam .
O que essa ferramenta não é
A calculadora é uma ferramenta de triagem e projeto preliminar . Ele não produz um projeto estrutural estampado . Se o seu projeto fica em uma zona de furacão grave (Flórida , Caribe) e requer selos PE certificados sob as disposições estruturais da AASHTO , esse trabalho passa por nossa equipe de engenharia [email protected], e a saída da calculadora torna-se uma entrada para esse processo , em vez de um substituto para it. Nós preferimos dizer que claramente do que deixar Uma captura de tela implica uma assinatura que não fizemos .
Para o hardware em si , cada luz de rua solar tudo-em - um que enviamos é cotada contra uma velocidade de vento de design declarada . Peça-nos o número antes de encomendar , e mostraremos o cálculo de onde veio .
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