单管塔设计计算课件.ppt

1、单管塔设计简要介绍设计标准设计标准国家标准国家标准：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)行业标准行业标准：移动通信钢塔桅结构设计规范（YD/T 5131-2005）架空送电线路钢管杆设计技术规定（DL/T 5130-2001）设计要求设计要求 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、稳定强度、稳定安全性，安全性，包括塔体的计算、各种连接的计算等。 2.刚度刚度适用性适用性，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,每一个风级相当于一段风速,见表一.荷载规范则不采

3、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：1600/20vw 0wwszzk风级和符合风级和符合名称名称风速（风速（m/sm/s）陆地物象陆地物象海面波浪海面波浪浪高（米）浪高（米）0无风无风0.0-0.20.0-0.2烟直上平静0.0 1软风软风0.3-1.50.3-1.5烟示风向微波峰无飞沫0.1 2轻风轻风1.6-3.31.6-3.3感觉有风小波峰未破碎0.2 3微风微风3.4-5.43.4-5.4旌旗展开小波峰顶破裂0.6 4和风和风5.5-7.95.5-7.9吹起尘土小浪白沫波峰1.

4、0 5劲风劲风8.0-10.78.0-10.7小树摇摆中浪折沫峰群2.0 6强风强风10.8-13.810.8-13.8电线有声大浪到个飞沫3.0 7疾风疾风13.9-17.113.9-17.1步行困难破峰白沫成条4.0 8大风大风17.2-20.717.2-20.7折毁树枝浪长高有浪花5.5 9烈风烈风20.8-24.420.8-24.4小损房屋浪峰倒卷7.0 10狂风狂风24.5-28.424.5-28.4拔起树木海浪翻滚咆哮9.0 11暴风暴风28.5-32.628.5-32.6损毁普遍波峰全呈飞沫11.5 12飓风飓风32.7-32.7-摧毁巨大海浪滔天14.0 地震作用地震作用 钢塔

5、桅的地震作用计算推荐采用振型分解反应谱法。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、类场地的不带塔楼的钢塔架，钢桅杆及其地基基础；7度、类场地，基本风压00.4kN/；7度、类场地和8度、类场地,且基本风压00.7kN/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。内力分析内力分析 单

6、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d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，

7、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d。fWMANd设计强度修正系数设计强度修正系数d对于圆形截面：设计强度修正系数设计强度修正系数d连接计算：连接计算：焊缝：焊缝： 焊缝等级：一般高耸结构不承受疲劳动力荷载，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：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外法兰连接计算外法兰连接计算内法兰连接计算内法兰连接计算内法兰连接计算内法兰构造要求：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。