Сопротивление ветру для солнечных уличных фонарей: что на самом деле держит их стоящими

Как ветровая нагрузка достигает земли

Давление ветра действует на открытую область светильника и панели. Это давление становится изгибающим моментом у основания полюса, и фундамент превращает момент в реакцию против почвы. Каждый элемент выше по течению от фундамента только размер этого момента; фундамент решает, остается ли столб вертикальным.

Один вход управляет всей цепочкой: основное давление ветра для участка, взятое из местных метеорологических данных. Прибрежные и открытые равнинные участки несут более высокое базовое давление ветра, чем внутренние участки, поэтому тот же прибор, который хорошо на защищенном кампусе, может быть уменьшен на открытой дороге. Получите это число первым, прежде чем кто-нибудь выберет столб.

Конструкция полюса: форма секции, конус и материал

Три рычага определяют, насколько хорошо столб переносит изгиб, и они торгуются друг против друга:

• *Форма секции. Круглое поперечное сечение проливает ветер хорошо, что снижает нагрузку, но оно несет меньшее сопротивление изгибу на килограмм стали, чем полигональная секция. Гексагональная и восьмиугольная секции повышают момент инерции, поэтому они сопротивляются изгибу с меньшим количеством материала. Мы по умолчанию полигональные конические секции на более высоких полюсах и используем круглые секции, где высота сохраняет момент скромным.
• Taper. Момент изгиба достигает пика у основания и падает почти до нуля в верхней части, поэтому полюс должен быть широчайшим внизу и сужаться вверх. Пошест постоянного диаметра платит за сталь на кончике, которая никогда не зарабатывает его содержание.
• *Материал. Высокопрочная сталь является нашим по умолчанию. Волоконно-армированный полимер (FRP) представляет собой композитный столбный материал, который является легким и прочным, который сокращает усилия по транспортировке и установке и сопротивляется коррозии в прибрежном воздухе-но детали соединения на базовой пластине и руке нуждаются в собственных структурных данных производителя столбов, поэтому мы рассматриваем FRP как вариант конкретного проекта, а не каталог по умолчанию.

Установка светильника и панели

Светильник должен сидеть как перпендикулярно столбу, как позволяет оптика, поэтому ветер толкает его прямо назад, а не скручивает крепление. Исправьте его с помощью высокопрочных болтов, гайки и шайбы замка-замочная шайба-это то, что удерживает гайку от отхода под вибрацией, и это самая дешевая часть в сборке.

Панельная кронштейн является вторым парусом. Установите панель параллельно преобладающему ветру, или под небольшим углом к нему, чтобы край массива соответствовал потоку вместо его поверхности. Используйте специальные кронштейны, прикрепленные к столбу, размером с достаточную прочность и жесткость, чтобы панель не колебалась-хлопая панель работает своими болтами быстрее, чем любой порыв ветра может вытащить их.

Основы: где начинаются неудачи

На мягкой земле или высоком уровне грунтовых вод, мы специфицируем свайный фундамент, прежде чем кто-либо спросит. Палки переносят нагрузку на более глубокие, стабильные слои почвы и дают гораздо лучшее сопротивление вытаскиванию и опрокидыванию, чем мелкая подушка, и проверка подъема на мелком фундаменте, где бюджетные проекты попадают в беду.

Если почва компетентна, работает бетонный фундамент размером с высоту столба, вес крепежа, местную геологию и давление ветра на участке. Глубина встраивания устанавливается как пропорция высоты столба структурным расчетом, а не по привычке. балласт-железные блоки или камни, равномерно отлитые в бетон для добавления сопротивления опрокидыванию-и анкерные стержни или грунтовые анкеры, связывающие фундамент с окружающей землей для дополнительного трения и адгезии.

Количество ветровых нагрузок и моделирование

Расчет выполняется в три шага: взять базовое давление ветра на основе местных метеорологических данных, применить коды формы и размера для светильника и панели, проверить базовый момент, отклонение и опрокидывание фундамента относительно столба и емкости почвы. Какой код применяется, зависит от проекта-ASCE 7 в Соединенных Штатах, EN 1991 - 1 - 4 в Европе, ISO 4354 в качестве международного справочника. Для стандартных сайтов мы запускаем цифры через наш калькулятор ветровой нагрузки; все, что имеет необычную экспозицию, пользовательскую руку или агрессивный наклон, идет к местному инженеру-строителю для штампованного расчета.

Для критически важных проектов-открытых мостов, прибрежных автомагистралей, всего, где сбой блокирует дорогу-мы моделируем сборку в 3D, применяем ветровую нагрузку и ищем слабые места до того, как будет залит первый полюс. Тестирование аэродинамической трубы стоит выше моделирования в уверенности и стоимости; мы резервируем его для проектов, где этого требует спецификация клиента.

Инспекция и обслуживание

Штормы находят свободные болты, поэтому проверяйте после серьезных ветровых событий, а не только по календарю. Прогуляйтесь по столбу, светильнику, панели и фундаменту: ищите деформации, трещины и рыхление, уделяя особое внимание сварным швам и болтам базовых пластин. Затем посмотрите на землю вокруг фундамента для поселения или растрескивания-движение почвы под прокладкой появляется там за несколько недель до наклона столб.

Ремонтировать быстро. Спрячьте или замените деформированный столб, замените свободные или ржавые болты, а не перекручивая их, и укрепите любой фундамент, который потерял устойчивость.

Что это руководство не охватывает

Эта страница охватывает принципы проектирования, которые мы применяем к стандартным светильникам. Она не заменяет штампованный структурный расчет-фундамент и столб для любого реального проекта должны быть подписаны местным инженером на ветровую зону и отчет о почве участка. Для сайтов, где ветер и слабое зимнее солнце спорят только против солнечной энергии, наш ветро-солнечный гибридный гид охватывает другую сторону торговли. wind load calculator