[发明专利]一种路灯或信号灯杆结构计算和校核方法

权利要求书

1.一种路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立灯杆三维CAD模型，并根据三维CAD模型建立灯杆有限元模型；

S2：判断相关标准中的载荷是否可对应边界条件，如果对应，执行步骤S3，如果不对应，则等效处理为可加载的边界条件后再执行步骤S3；

S3：在有限元模型上设定边界条件；

S4：利用有限元求解器进行计算；

S5：判断计算数据是否对应相关标准用的指标，如果对应则执行步骤S6，如果不对应则等效处理为相关标准用的指标数据，再执行步骤S6；

S6：生成计算报告。

2.根据权利要求1所述的路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于：采用前处理软件进行网格划分、设置边界条件和设置求解参数。

3.根据权利要求1所述的路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于：步骤S3和步骤S4中进行灯杆的优化设计，优化设计的步骤包括：

S341：将有限元模型进行参数化设置；

S342：DOE设定；

S343：采用DOE软件调用有限元求解器进行分析计算子流程；

S344：在DOE结果中得到最优方案。

4.根据权利要求1所述的路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于：所述载荷包括永久载荷和可变载荷，所述永久载荷包括灯杆自重载荷和恒载荷，所述可变载荷包括风荷载、雪荷载、施工和检修荷载、以及裹冰荷载。

5.根据权利要求4所述的路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于：判断载荷时，按照承载能力极限状态进行计算校核，所采用荷载效应的基本组合表达式为：

式中：γ₀——结构重要性系数；

γ_G——永久荷载的分项系数；

S_GK——永久载荷标准值的效应；

γ_Qi——第i个可变荷载的分项系数；

S_Qik——第i个可变荷载标准值的效应；

ψ_Ci——可变荷载Qi的组合值系数；

n——参与组合的可变荷载数；

R——结构或构件抗力的设计值。

6.根据权利要求1所述的路灯或信号灯杆结构计算和校核方法，其特征在于：垂直作用在灯杆高耸结构表面单位计算面积上的风荷载标准值计算公式为：

ω_k＝β_zμ_sμ_zω_o

式中：ω_k——作用在高耸结构Z高度处单位投影面积上的风荷载标准值；

μ_z——z高度处的风压高度变化系数；；

μ_s——风荷载体型系数；；

β_z——z高度处的风振系数；；

ω_o——基本风压，单位为kN/m²；

裹冰荷载值计算公式：

q_a＝0.6bα₂γ10^-3

式中：q_a——单位长度上的裹冰荷载，单位为kN/m²；

b——基本裹冰厚度，单位为mm；

α₂——裹冰厚度的高度递增系数；

γ——裹冰重度，单位为kN/m³；

灯杆的雪荷载值计算公式为：

S_k＝μ_rS₀

式中：S_k——水平投影面上的雪荷载标准值，单位为kN/m²；

μ_r——积雪分布系数；

S₀——基本雪压，单位为kN/m²；

施工和检修荷载值计算方法：

施工或检修集中荷载值不小于1.0kN，并在最不利位置处进行验算。