本发明公开了一种高杆灯的杆体的设计方法，包括如下步骤：对于相互插接的两节子杆体，由被插接的子杆体的小端外径计算得到该插接的插接长度；计算得到插接子杆体的大端外径；沿着杆体方向选取多个标准点，并且计算得到每一个标准点处的杆体外径；计算得到每一个标准点处的惯性矩；计算得到每一个标准点处的风荷载；计算得到每一个标准点处的挠度和摆幅角度；计算得到每一个标准点处的总弯矩；计算得到每一个标准点处的轴力和剪切力；计算得到每一个标准点处的组合应力比；根据组合应力比判断设计得到的杆体是否正确。所述设计方法考虑了高杆灯的使用环境的差异，使得杆体能够保证安全，并且避免了杆体材料的浪费。
1.一种高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，该设计方法包括如下步骤：对于相互插接的两节子杆体，由被插接的子杆体的小端外径计算得到该插接的插接长度；
由被插接子杆体的长度和插接长度计算得到插接子杆体的长度；
由被插接子杆体的长度、被插接子杆体的小端外径、被插接子杆体的大端外径、插接子杆体的长度、插接后的累计长度、以及插接子杆体的壁厚计算得到插接子杆体的大端外径；
沿着杆体方向选取多个标准点，并且计算得到每一个标准点处的杆体外径；
其中，ri为第i个标准点Ai处的组合应力比；Wni为第i个标准点Ai处的弯矩应力的计算值；Wbi为第i个标准点Ai处的弯矩应力的最大容许值；Nni为第i个标准点Ai处的轴力应力的计算值；Nbi为第i个标准点Ai处的轴力应力的最大容许值；Fni为第i个标准点Ai处的扭矩应力的计算值；Fbi为第i个标准点Ai处的扭矩应力的最大容许值；
所述步骤“根据组合应力比判断设计得到的杆体是否正确”为：当组合应力比小于或等于1时，设计得到的杆体正确；当组合应力比大于1时，设计得到的杆体不正确。
2.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述插接长度的计算公式为：△L＝C1d1；
其中，ΔL为插接长度；d1为被插接的子杆体的小端外径；C1为经验系数，且C1的数值大小为1.74-1.8。
3.根据权利要求2所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述插接长度大于插接子杆体的大端外径的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述插接子杆体的长度的计算公式为：L2＝L-L1+△L；
其中，L2为插接子杆体的长度；L1为被插接子杆体的长度；L为两节子杆体插接后的累计长度；ΔL为插接长度。
5.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述插接子杆体的大端外径的计算公式为：其中，D2为插接子杆体的大端外径；D1为被插接子杆体的大端外径；B2为插接子杆体的壁厚；d1为被插接的子杆体的小端外径；L1为被插接子杆体的长度；L2为插接子杆体的长度；L为两节子杆体插接后的累计长度。
6.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述标准点的选取方法为：从地面起，杆体的高度每增加0.5米为一个标准点。
7.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述杆体外径的计算公式为：其中，Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；i为正整数，且i的最大值为T；D为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的大端外径；d为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的小端外径；Li为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的长度，ΔH为第i个标准点Ai距离该标准点Ai处的最外侧的子杆体大端端面的高度。
8.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，每一节子杆体的横截面为正多边形；
其中，Ixi为第i个标准点Ai处的沿x轴方向的分惯性矩；n为正多边形的边数，n为正偶数，且n≥4；Ri为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的角对角的外半径；Bi为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的壁厚；
对每一个标准点处，沿y轴方向的分惯性矩与沿x轴方向的分惯性矩相等。
9.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，风荷载的计算公式为：Pi＝Kzi*Qzi*C3*X0；
其中，Pi为第i个标准点Ai处的风荷载；Kzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数；Qzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风压高度变化系数；C3为杆体的体形系数；
10.根据权利要求9所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，基本风压X0的计算公式为：其中，V为风速；
第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数Kzi的计算公式为：其中，Hi为第i个标准点Ai距离地面的高度；H为杆体总高度；E为脉动增大系数；C2为脉动影响系数。
11.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述挠度的计算公式为：其中，Yi为第i个标准点Ai处的挠度；G为杆体材料的弹性模量；Ii为第i个标准点Ai处的惯性矩；V为风速；Hi为第i个标准点Ai距离地面的高度；H为杆体总高度；Di为第i个标准点Ai处的杆体外径。
12.根据权利要求11所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，每一个标准点处的挠度小于或等于杆体总高度的10％。
13.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述摆幅角度的计算公式为：其中，θi为第i个标准点Ai处的摆幅角度；V为风速；Hi为第i个标准点Ai距离地面的高度；H为杆体总高度；Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；G为杆体材料的弹性模量；Ii为第i个标准点Ai处的惯性矩。
14.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述总弯矩的计算公式为：Mzi＝Md+Mgi+Mf；
其中，Mzi为第i个标准点Ai处的总弯矩；Md为灯盘所受的弯矩；Mgi为第i个标准点Ai处的杆体所受的弯矩；Mf为附加弯矩。
15.根据权利要求1所述的高杆灯的杆体的设计方法，其特征在于，所述轴力的计算公式为：
其中，Fzi为第i个标准点Ai处的轴力；Ni为第i个标准点Ai处所受的杆体的重量；N0为杆体顶端的灯盘和灯具的重量之和；
距离地面的高度最大的标准点处的剪切力的计算公式为：Fτ-0＝Pz0*S；
其中，Fτ-0为距离地面的高度最大的标准点处的剪切力；Pz0为距离地面的高度最大的标准点处的风荷载；S为整个杆体的迎风面积；
除距离地面的高度最大的标准点之外的每一个标准点处的剪切力的计算公式为：其中，Fτ-i为第i个标准点Ai处的剪切力；i的取值不等于T；Di为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的外径；Di+1为第i+1个标准点Ai+1处的最外侧的子杆体的外径；Hi+1为第i+1个标准点Ai+1距离地面的高度；Fτ-(i+1)为第i+1个标准点Ai+1处的剪切力，V为风速；Hi为第i个标准点Ai距离地面的高度。
一种高杆灯的杆体的设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于高空照明的高杆灯技术领域，特别涉及一种高杆灯的杆体的设计方法。
背景技术
[0002] 高杆灯一般是指20米以上钢质锥形灯杆和大功率组合式灯架组成的新型照明设备。高杆灯照明范围大，使用便利，广泛用于城市广场、大型立交桥、体育场、机场和港口码头等场所。高杆灯已成为国内城镇化建设过程中使用越来越多的新兴产品。
[0003] 现有技术的高杆灯杆体的设计方法存在如下缺点和不足：
[0004] (1)风荷载的计算仅仅考虑了风压高度变化系数、风振系数和风荷载体形系数的影响，但没有考虑振型系数的影响；
[0005] (2)高杆灯的使用环境不同，其受力情况将不同，例如，对于同一高杆灯杆体，在城市的闹市区内该高杆灯杆体的受力情况与其在港口码头的受力情况偏差很大，现有技术的设计方法没有考虑高杆灯的使用环境的差异，导致现有技术的高杆灯杆体存在严重的安全隐患，现有技术的高杆灯的杆体要么不能保证安全，存在安全隐患；要么虽然能够保证安全，但造成了杆体材料的浪费；
[0006] (3)在风速大的环境中使用高杆灯时，杆体受风荷载作用将会产生挠度和摆幅角度，挠度过大会使杆体弯曲或折断，现有技术的设计方法没有考虑挠度的影响，也没有考虑挠度导致的附加弯矩的影响，致使在风速大的环境中，杆体易产生剧烈的摇摆，甚至折断，例如，在恶劣的狂风暴雨下出现高杆灯杆体弯曲或折断的现象时有发生；
[0007] (4)为便于运输和安装，现有技术的高杆灯的杆体大多采用多节插接的方式连接，这就需要精确设计杆体的插接长度，但是现有技术的设计方法并没有对杆体的插接长度进行精确计算，导致杆体的插接长度或者不足，或者过长；如果插接长度不足将导致杆体整体的强度不够；如果插接长度过长将给其生产工艺带来困难，并且浪费材料；
[0008] (5)现有技术的设计方法，对应力的计算比较单一，或者单独计算弯矩应力，或者单独计算剪切应力，没有综合考虑杆体各截面的弯矩应力、剪切应力和扭矩应力，即没有对整个杆体各截面的弯矩应力、剪切应力和扭矩应力分项计算后合并组合，然后通过组合值与允许值比较来判定所设计的杆体是否合理。
发明内容
[0009] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高杆灯的杆体的设计方法。
[0010] 本发明提供的高杆灯的杆体的设计方法包括如下步骤：
[0011] 对于相互插接的两节子杆体，由被插接的子杆体的小端外径计算得到该插接的插接长度；
[0012] 由被插接子杆体的长度和插接长度计算得到插接子杆体的长度；
[0013] 由被插接子杆体的长度、被插接子杆体的小端外径、被插接子杆体的大端外径、插接子杆体的长度、插接后的累计长度、以及插接子杆体的壁厚计算得到插接子杆体的大端外径；
[0014] 沿着杆体方向选取多个标准点，并且计算得到每一个标准点处的杆体外径；
[0015] 计算得到每一个标准点处的惯性矩；
[0016] 计算得到每一个标准点处的风荷载；
[0017] 计算得到每一个标准点处的挠度和摆幅角度；
[0018] 计算得到每一个标准点处的总弯矩；
[0019] 计算得到每一个标准点处的轴力和剪切力；
[0020] 计算得到每一个标准点处的组合应力比；
[0021] 根据组合应力比判断设计得到的杆体是否正确。
[0022] 优选地，所述插接长度的计算公式为：
[0023] ΔL＝C1d1；
[0024] 其中，ΔL为插接长度；d1为被插接的子杆体的小端外径；C1为经验系数，且C1的数值大小为1.74-1.8。
[0025] 优选地，所述插接长度大于插接子杆体的大端外径的1.5倍。
[0026] 优选地，所述插接子杆体的长度的计算公式为：
[0027] L2＝L-L1+ΔL；
[0028] 其中，L2为插接子杆体的长度；L1为被插接子杆体的长度；L为两节子杆体插接后的累计长度。
[0029] 优选地，所述插接子杆体的大端外径的计算公式为：
[0030]
[0031] 其中，D2为插接子杆体的大端外径；D1为被插接子杆体的大端外径；B2为插接子杆体的壁厚。
[0032] 优选地，所述标准点的选取方法为：从地面起，杆体的高度每增加0.5米为一个标准点。
[0033] 优选地，所述杆体外径的计算公式为：
[0034]
[0035] 其中，Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；i为正整数，且i的最大值为T；D为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的大端外径；d为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的小端外径；Li为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的长度，ΔH为第i个标准点Ai距离该标准点Ai处的最外侧的子杆体大端端面的高度。
[0036] 优选地，沿x轴方向的分惯性矩的计算公式为：
[0037]
[0038] 其中，Ixi为第i个标准点Ai处的沿x轴方向的分惯性矩；n为正多边形的边数，n为正偶数，且n≥4；Ri为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的角对角的外半径；Bi为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的壁厚；
[0039] 对每一个标准点处，沿y轴方向的分惯性矩与沿x轴方向的分惯性矩相等。
[0040] 优选地，风荷载的计算公式为：
[0041] Pi＝Kzi*Qzi*C3*X0；
[0042] 其中，Pi为第i个标准点Ai处的风荷载；Kzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数；Qzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风压高度变化系数；C3为杆体的体形系数；X0为基本风压。
[0043] 优选地，基本风压X0的计算公式为：
[0044]
[0045] 其中，V为风速；
[0046] 第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数Kzi的计算公式为：
[0047]
[0048] 其中，Hi为第i个标准点Ai距离地面的高度；H为杆体总高度；E为脉动增大系数；C2为脉动影响系数。
[0049] 优选地，所述挠度的计算公式为：
[0050]
[0051] 其中，Yi为第i个标准点Ai处的挠度；G为杆体材料的弹性模量；Ii为第i个标准点Ai处的惯性矩。
[0052] 优选地，每一个标准点处的挠度小于或等于杆体总高度的10%。
[0053] 优选地，所述摆幅角度的计算公式为：
[0054]
[0055] 其中，θi为第i个标准点Ai处的摆幅角度。
[0056] 优选地，所述总弯矩的计算公式为：
[0057] Mzi＝Md+Mgi+Mf；
[0058] 其中，Mzi为第i个标准点Ai处的总弯矩；Md为灯盘所受的弯矩；Mgi为第i个标准点Ai处的杆体所受的弯矩；Mf为附加弯矩。
[0059] 优选地，所述轴力的计算公式为：
[0060] Fzi＝Ni+N0；
[0061] 其中，Fzi为第i个标准点Ai处的轴力；Ni为第i个标准点Ai处所受的杆体的重量；N0为杆体顶端的灯盘和灯具的重量之和；
[0062] 距离地面的高度最大的标准点处的剪切力的计算公式为：
[0063] Fτ-0＝Pz0*S；
[0064] 其中，Fτ-0为距离地面的高度最大的标准点处的剪切力；Pz0为距离地面的高度最大的标准点处的风荷载；S为整个杆体的迎风面积；
[0065] 除距离地面的高度最大的标准点之外的每一个标准点处的剪切力的计算公式为：
[0066]
[0067] 其中，Fτ-i为第i个标准点Ai处的剪切力；i的取值不等于T；Di为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的外径；Di+1为第i+1个标准点Ai+1处的最外侧的子杆体的外径；Hi+1为第i+1个标准点Ai+1距离地面的高度；Fτ-(i+1)为第i+1个标准点Ai+1处的剪切力。
[0068] 优选地，所述组合应力比的计算公式为：
[0069]
[0070] 其中，ri为第i个标准点Ai处的组合应力比；Wni为第i个标准点Ai处的弯矩应力的计算值；Wbi为第i个标准点Ai处的弯矩应力的最大容许值；Nni为第i个标准点Ai处的轴力应力的计算值；Nbi为第i个标准点Ai处的轴力应力的最大容许值；Fni为第i个标准点Ai处的扭矩应力的计算值；Fbi为第i个标准点Ai处的扭矩应力的最大容许值。
[0071] 优选地，所述步骤“根据组合应力比判断设计得到的杆体是否正确”为：当组合应力比小于或等于1时，设计得到的杆体正确；当组合应力比大于1时，设计得到的杆体不正确。
[0072] 本发明具有如下有益效果：
[0073] (1)本发明的设计方法，对风荷载的计算不仅考虑了风压高度变化系数、风振系数和风荷载体形系数的影响，而且考虑振型系数的影响；
[0074] (2)本发明的设计方法考虑了高杆灯的使用环境的差异，使得杆体能够保证安全，并且避免了杆体材料的浪费；
[0075] (3)本发明的设计方法考虑了挠度的影响，并且考虑了挠度导致的附加弯矩的影响，使得在风速大的环境中，杆体不再产生剧烈的摇摆或折断；
[0076] (4)本发明的设计方法对杆体的插接长度进行精确计算，在保证杆体整体的强度的前提下避免了浪费材料；
[0077] (5)本发明的设计方法综合考虑了杆体各截面的弯矩应力、剪切应力和扭矩应力，即对整个杆体各截面的弯矩应力、剪切应力和扭矩应力分项计算后合并组合，然后通过组合值与允许值比较来判定所设计的杆体是否合理。
附图说明
[0078] 图1为高杆灯的杆体的纵剖面示意图；
[0079] 图2为本发明实施例的高杆灯的杆体的设计方法的流程图。
具体实施方式
[0080] 下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。
[0081] 在本实施例中，高杆灯的杆体包括多节子杆体，且该多节子杆体通过插接方式固定连接为一体。如图1所示，杆体包括例如第一子杆体1、第二子杆体2和第三子杆体3。每一节子杆体为一端较大、另一端较小的筒状结构，其内部中空，以方便通过插接方式连接。每一节子杆体的横截面优选为正多边形。第一子杆体1的大端固定于地面4上；第二子杆体2的大端插接于第一子杆体1的小端；第三子杆体3的大端插接于第二子杆体2的小端。
对于第一子杆体1与第二子杆体2之间的插接，第一子杆体1为被插接子杆体，第二子杆体
2为插接子杆体；与之同理，对于第二子杆体2与第三子杆体3之间的插接，第二子杆体2为被插接子杆体，第三子杆体3为插接子杆体。
[0082] 下面以横截面为正多边形的杆体为例来说明本发明的设计方法。
[0083] 如图2所示，本实施提供的高杆灯的杆体的设计方法包括如下步骤：
[0084] S1：对于相互插接的两节子杆体，由被插接的子杆体的小端外径计算得到该插接的插接长度；
[0085] 插接长度的计算公式为：
[0086] ΔL＝C1d1； 公式(1)
[0087] 其中，ΔL为插接长度；d1为被插接的子杆体的小端外径；C1为经验系数，且C1的数值大小为1.74-1.8；
[0088] 优选地，插接长度大于插接子杆体的大端外径的1.5倍；
[0089] S2：由被插接子杆体的长度和插接长度计算得到插接子杆体的长度；
[0090] 插接子杆体的长度的计算公式为：
[0091] L2＝L-L1+ΔL； 公式(2)
[0092] 其中，L2为插接子杆体的长度；L1为被插接子杆体的长度；L为两节子杆体插接后的累计长度；ΔL为插接长度；
[0093] S3：由被插接子杆体的长度、被插接子杆体的小端外径、被插接子杆体的大端外径、插接子杆体的长度、插接后的累计长度、以及插接子杆体的壁厚计算得到插接子杆体的大端外径；
[0094] 插接子杆体的大端外径的计算公式为：
[0095] 公式(3)
[0096] 其中，D2为插接子杆体的大端外径；D1为被插接子杆体的大端外径；d1为被插接的子杆体的小端外径；L1为被插接子杆体的长度；L2为插接子杆体的长度；L为两节子杆体插接后的累计长度；B2为插接子杆体的壁厚；
[0097] S4：沿着杆体方向选取多个标准点，并且计算得到每一个标准点处的杆体外径；在本实施例中，标准点的选取方法优选为：从地面4起，杆体的高度每增加0.5米为一个标准点；
[0098] 杆体外径的计算公式为：
[0099] 公式(4)
[0100] 其中，Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；i为正整数，且i的最大值为T；D为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的大端外径；d为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的小端外径；Li为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的长度，ΔH为第i个标准点Ai距离该标准点Ai处的最外侧的子杆体大端端面的高度；例如，当第i个标准点Ai位于第一节子杆体1与第二节子杆体2之间的插接部分时，第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体为第二节子杆体2；
[0101] S5：计算得到每一个标准点处的惯性矩；
[0102] 沿x轴方向的分惯性矩的计算公式为：
[0103] 公式(5)
[0104] 其中，Ixi为第i个标准点Ai处的沿x轴方向的分惯性矩；n为正多边形的边数，n为正偶数，且n≥4；Ri为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的角对角的外半径；Bi为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的壁厚；x轴、y轴和z轴如图1所示；
[0105] 对每一个标准点处，沿y轴方向的分惯性矩与沿x轴方向的分惯性矩相等，即[0106] Iyi＝Ixi； 公式(6)
[0107] 其中，Iyi为第i个标准点Ai处的沿y轴方向的分惯性矩；
[0108] S6：计算得到每一个标准点处的风荷载；
[0109] 风荷载的计算公式为：
[0110] Pi＝Kzi*Qzi*C3*X0； 公式(7)
[0111] 其中，Pi为第i个标准点Ai处的风荷载；Kzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数；Qzi为第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风压高度变化系数；C3为杆体的体形系数；X0为基本风压；
[0112] 基本风压X0的计算公式为：
[0113] 公式(8)
[0114] 其中，V为风速；
[0115] 第i个标准点Ai处的沿Z轴方向的风振系数Kzi的计算公式为：
[0116] 公式(9)
[0117] 其中，Hi为第i个标准点Ai距离地面4的高度；H为杆体总高度；E为脉动增大系数；C2为脉动影响系数；
[0118] S7：计算得到每一个标准点处的挠度和摆幅角度；
[0119] 挠度的计算公式为：
[0120] 公式(10)
[0121] 其中，Yi为第i个标准点Ai处的挠度；V为风速；Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；H为杆体总高度；G为杆体材料的弹性模量；Ii为第i个标准点Ai处的惯性矩；Hi为第i个标准点Ai距离地面4的高度；
[0122] 优选地，每一个标准点处的挠度小于或等于杆体总高度的10%；
[0123] 摆幅角度的计算公式为：
[0124] 公式(11)
[0125] 其中，θi为第i个标准点Ai处的摆幅角度；V为风速；Di为第i个标准点Ai处的杆体外径；H为杆体总高度；G为杆体材料的弹性模量；Ii为第i个标准点Ai处的惯性矩；Hi为第i个标准点Ai距离地面4的高度；
[0126] S8：计算得到每一个标准点处的总弯矩；
[0127] 总弯矩的计算公式为：
[0128] Mzi＝Md+Mgi+Mf； 公式(12)
[0129] 其中，Mzi为第i个标准点Ai处的总弯矩；Md为灯盘所受的弯矩；Mgi为第i个标准点Ai处的杆体所受的弯矩；Mf为附加弯矩；
[0130] S9：计算得到每一个标准点处的轴力和剪切力；
[0131] 轴力的计算公式为：
[0132] Fzi＝Ni+N0 公式(13)
[0133] 其中，Fzi为第i个标准点Ai处的轴力；Ni为第i个标准点Ai处所受的杆体的重量；N0为杆体顶端的灯盘和灯具的重量之和；
[0134] 剪切力的计算方法是：先计算距离地面4的高度最大的标准点处的剪切力，然后由距离地面4的高度最大的标准点处的剪切力依次计算距离地面4的高度逐步降低的标准点处的剪切力；
[0135] 距离地面4的高度最大的标准点处的剪切力的计算公式为：
[0136] Fτ-0＝Pz0*S 公式(14)
[0137] 其中，Fτ-0为距离地面4的高度最大的标准点处的剪切力；Pz0为距离地面4的高度最大的标准点处的风荷载；S为整个杆体的迎风面积；
[0138] 除距离地面4的高度最大的标准点之外的每一个标准点处的剪切力的计算公式为：
[0139] 公式(15)
[0140] 其中，Fτ-i为第i个标准点Ai处的剪切力；i的取值不等于T；V为风速；Di为第i个标准点Ai处的最外侧的子杆体的外径；Di+1为第i+1个标准点Ai+1处的最外侧的子杆体的外径；Hi为第i个标准点Ai距离地面4的高度；Hi+1为第i+1个标准点Ai+1距离地面4的高度；Fτ-(i+1)为第i+1个标准点Ai+1处的剪切力；
[0141] S10：计算得到每一个标准点处的组合应力比；
[0142] 组合应力比的计算公式为：
[0143] 公式(16)
[0144] 其中，ri为第i个标准点Ai处的组合应力比；Wni为第i个标准点Ai处的弯矩应力的计算值；Wbi为第i个标准点Ai处的弯矩应力的最大容许值；Nni为第i个标准点Ai处的轴力应力的计算值；Nbi为第i个标准点Ai处的轴力应力的最大容许值；Fni为第i个标准点Ai处的扭矩应力的计算值；Fbi为第i个标准点Ai处的扭矩应力的最大容许值。
[0145] S11：根据组合应力比判断设计得到的杆体是否正确：当组合应力比小于或等于1时，设计得到的杆体正确；当组合应力比大于1时，设计得到的杆体不正确。
[0146] 应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
