STAAD．Pro软件在通信铁塔设计中的应用.pdf

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年8月第36卷第8期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2014Vol，36No．8STAAD．Pro软件在通信铁塔设计中的应用王国兴，任文明，何伟(中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000)方芳(中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊065000)[摘要]根据STAAD．Pro软件的特点，结合通信铁塔设计的需要，简要介绍了STAAD．Pro软件在通信铁塔设计过程中从模型建立、荷载输入、参数设置、结构设计等具体问题的解决办法，论述如何应用该软件对高耸结构进行内力分析和结构设计，旨在为类似管

2、道工程中的通信铁塔设计提供借鉴和参考。[关键词]STAAD．Pro软件；高耸结构；荷载输入；结构分析；结构设计；管道工程[中图分类号]TE978[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)08—0308—04通信铁塔是一种应用广泛的高耸结构，铁塔结构内力分析一般按空间桁架法进行整体分析。作为典型的钢结构形式之一，随着三维建模设计软件被广泛应用于结构工程领域，它为结构建模的精度和结构内力分析的准确性等方面提供了强有力支持，可以最大限度地模拟结构的实际状况，使得计算结果更趋合理。笔者结合某管道工程通信铁塔的设计实例，应用STAAD．Pro软件对铁塔进行模型建立、内力分析、并进

3、行规范检验。lSTAAD．Pro软件概述STAAD．Pro软件是一款基于三维有限元的结构分析与设计软件，它包括图形用户接口、分析引擎和图形化结果显示三部分。该软件内部提供了多种语言和数十种规范，提供了各种材料和截面、各种类型的结构单元用于结构设计。结构工程师可借助其便捷的建模环境、高级的分析功能及流畅的数据协同功能对任何类型的结构进行分析与设计。STAAD．Pro软件已经应用于各个设计领域，可进行空间网壳、变电构架和输电铁塔、大型钢结构厂房等建、构筑物的设计。在内力分析和结构设计方面有其独特的优势：①高度灵活的建模环境；②应用广泛的设计代码；③数据互用性的开放式体系结构；④功能最强大、

4、可自定义的计算报告。2工程概述某管道工程拟建一座通信铁塔，用于安装微波天线和VHF天线。塔高60m，塔上准备安装一面直径为3m的微波天线，在塔高55m处设置一个休息平台，塔脚的根开为10m×10m，塔身构件全部采用角钢连接。荷载：基本风压0．5kN／m。；微波天线重量400kg；平台重量1000kg。该类通信铁塔属于高耸结构，风荷载为主导荷载作用，在进行结构设计时，主要的技术特点和难点有：1)模型与实体之间的符合度，会对内力分析结果产生很大影响。若模型不能有效模拟实体结构，则不能准确地计算杆件内力和应变，易造成安全隐患。2)风荷载对整个结构的影响。风荷载计算值的准确性，以及加载到模型中

5、的精确度决定了铁塔本身及杆件的尺寸，对结构材料和工程成本有很大影响。[收稿日期]2014—07—12[作者简介]王国兴O981一)，男，2003年西安建毓科技大学毕业，工程师，现主要从事结构设计工作。第36卷第8期王国兴等：STAAD．Pro软件在通信铁塔设计中的应用3)结构设计参数的设置。设计参数的微小差别会对构件的设计结果造成巨大偏差，影响结构本身的设计结果。3模型建立60m高的通信铁塔模型是一个复杂的空间桁架结构，模型为由梁单元组成的杆系结构，各杆件之间相互连接和交叉。它由上百根杆件组成，不同的塔段之间均为平滑的弧度过度。目前，国内进行通信铁塔设计的主要软件有：①同济大学高耸结构

6、教研室自主开发软件MWT2．0；②同济大学开发软件3D3S钢与空间结构设计系统；③美国Bentley公司的软件STAAD．Pro。该次研究主要利用STAAD．Pro软件进行通信铁塔设计。STAAD．Pro软件在模型建立方面有以下特点o：．1)便捷的人机交互图形界面输入方式，可以方便直观地将模型在图形上显示出来。2)可以使用命令流方式完成，命令流能够将多个方案共存于一个文件中，可以快速比较模型修改前后的差异。3)开放的外部接口，可以与不同的软件之间进行模型的交互使用。一般来讲，通用结构分析软件主要优势是进行内力分析，三维模型的建模是其短板，特别是对于这类复杂的空间模型，需要专业的绘图软件

7、才能完成。STAAD．Pro软件则提供了一个开放性的外部接口，可以借助其他软件来辅助完成，可以将铁塔的三维模型先在AutoCAD软件中完成，然后整体导入sTAAD．Pro软件中，用于内力分析和结构设计。4荷载加载目前，大多设计软件对用户输入的荷载通常是自动进行，用户只需要输入基本参数，软件会按照规范条款自动计算，并自动进行荷载组合。这种方法虽然方便快捷，却也存在弊端，它基本不允许用户对荷载进行人工干预。相比较而言，STAAD．Pro软件则赋予了