单管塔设计计算.ppt

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1、单管塔设计简要介绍设计标准国家标准：1.高耸结构设计规范（GBJ135-90）2.建筑结构荷载规范（50009-2001)[已有2006年版]3.钢结构设计规范(50017-2003)行业标准：移动通信钢塔桅结构设计规范（YD/T5131-2005）架空送电线路钢管杆设计技术规定（DL/T5130-2001）设计要求设计结构方案，应做到安全适用、技术先进、经济合理，同时需考虑钢结构制作、运输、安装、施工以及建成后的环境影响，维护保养问题。1.强度、稳定－－安全性，包括塔体的计算、各种连接的计算等。2.刚度－－适用性，包括水平位移限值、

2、振动加速度幅值等，一般以满足规范及工艺要求为宜。荷载与作用塔身荷载类型：竖向荷载--塔身自重（含设备等）、裹冰荷载、施工检修荷载水平荷载--风荷载、地震荷载因为塔身属于高宽比较大的高耸结构，水平荷载将是控制结构的主导荷载。对地震设防烈度不高（≤6度）的地区，水平荷载将以风荷载为主。风荷载的大小与该地区基本风压、铁塔所处位置海拔高度、铁塔体形、构件挡风系数、铁塔自振周期等众多因素有关。地震作用与铁塔质量及分布、设防烈度、场地类别、自振周期、结构阻尼比等因素有关。风荷载1.气象上以风速的大小表示风级,自0至12级共分13个等级,每一个风级

3、相当于一段风速,见表一.荷载规范则不采用风级做为设计依据,而直接采用风速,将风速再换算成以力的形式出现,就是基本风压.其中风速以m/s为单位，风压单位则为kN/m21.2风荷载计算：风级和符合名称风速（m/s）陆地物象海面波浪浪高（米）0无风0.0-0.2烟直上平静0.01软风0.3-1.5烟示风向微波峰无飞沫0.12轻风1.6-3.3感觉有风小波峰未破碎0.23微风3.4-5.4旌旗展开小波峰顶破裂0.64和风5.5-7.9吹起尘土小浪白沫波峰1.05劲风8.0-10.7小树摇摆中浪折沫峰群2.06强风10.8-13.8电线有声大浪

4、到个飞沫3.07疾风13.9-17.1步行困难破峰白沫成条4.08大风17.2-20.7折毁树枝浪长高有浪花5.59烈风20.8-24.4小损房屋浪峰倒卷7.010狂风24.5-28.4拔起树木海浪翻滚咆哮9.011暴风28.5-32.6损毁普遍波峰全呈飞沫11.512飓风32.7-摧毁巨大海浪滔天14.0地震作用钢塔桅的地震作用计算推荐采用振型分解反应谱法。《高耸结构规范规范》规定下列高耸结构可以不进行截面抗震验算，仅需满足抗震构造要求：◆6度、任何类场地的高耸结构及其地基基础；◆小于或等于8度Ⅰ、Ⅱ类场地的不带塔楼的钢塔架，钢桅杆

5、及其地基基础；◆7度Ⅰ、Ⅱ类场地，基本风压ω0≥0.4kN/㎡；7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度Ⅰ、Ⅱ类场地,且基本风压ω0≥0.7kN/㎡的钢筋混凝土高耸筒体结构及其地基基础。《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》规定设防烈度为8度及以下时，可以不进行截面抗震验算；当为9度时，需要考虑竖向地震与水平地震作用的不利组合。内力分析单管塔静力分析一般按梁单元有限元法。水平风荷载可分段计算，以分段中央高度的风荷载作为该段的平均风荷载，整塔的分段数不宜小于5。另外，计算宜考虑自身重量等引起的P-△效应。单管塔高度不宜超过50m，超过50m时宜采用适当的振动

6、控制技术以减小结构边形。计算程序可采用通用有限元程序，如ANSYS、SAP2000等。构件验算按压弯构件并考虑管壁局部稳定的影响，按下式进行验算：其中μd是考虑管壁局部稳定对设计强度的修正系数。钢结构设计规范中规定径厚比不应大于100(235/fy)，但单管塔的受力特点是压力小、弯距大，如果按此控制，那么会是钢管的强度利用明显不足，为了解决这个问题，可通过降低单管塔的应力水平来解决局部稳定问题，使径厚比的限制得以放宽。由此，引入上式中的μd。设计强度修正系数μd对于圆形截面：设计强度修正系数μd连接计算：焊缝：焊缝等级：一般高耸结构不

7、承受疲劳动力荷载，按等强设计工厂焊时应采用熔透的二级对接焊缝；工地焊缝宜采用熔透及非熔透三级对接焊缝和角焊缝。尽量采用工厂焊缝。螺栓、锚栓：法兰螺栓一般用高强度螺栓，如8.8级；锚栓一般采用Q235材质，当风压较高，锚栓布置有困难时，可采用Q345。法兰盘连接：法兰板、加劲肋、螺栓、焊缝等计算内容。连接计算－－外法兰连接计算－－外法兰连接计算－－内法兰连接计算－－内法兰构造要求：塔体设计不仅要满足计算要求，还需要满足很多的构造要求，如焊缝、螺栓连接、法兰连接、塔体壁厚等。