1、第三章第三章 天线美化工程结构安全分析天线美化工程结构安全分析 第一节 美化杆体的分类 目前， 在广东移动较为普遍采用的美化天线工程有以下几种： 仿圆桶水箱、 仿空调箱、美化灯杆、集束天线、仿变色龙外墙、广告牌等，从外观造型上分 类，主要分为两类： 一、落地式： 落地式是指美化杆体固定于地面或者屋面上， 比如仿圆桶水箱、 仿空调箱、 美化灯杆及集束天线等，从主体结构的角度进行分类， 落地式美化杆体主要可 分为三管结构、四柱结构以及单管结构三种类型。 二、悬挂式： 悬挂式是指美化杆体悬挂于原有砼结构或者原有钢结构上， 比如仿变色龙 外墙及广告牌等， 此类美化杆体基本不具备明确的主体结构体系，其重
2、点在于 悬挂连接结构的安全性分析。 第二节 美化工程的结构安全分析 美化工程的结构安全分析主要是主体结构安全分析及基础处理安全分析。 现对美化工程的主体结构安全及基础处理分析如下： 一、主体结构受力分析： 美化杆体主体主要受力：悬挂天线自重、外包 pvc 板或玻璃钢自重、风荷 载。美化杆体主体结构均是由钢构件组成，其受压承载力相对较高，同时美化 杆体因外包 pvc 板或玻璃钢的迎风面积较大，因此， 对于美化杆体的安全性而 言，起控制性作用的是风荷载，以下主要对作用于美化杆体上的风荷载进行分 析。 二、基础处理思路分析 美化杆体的基底反力主要有压力、剪力以及弯矩。目前基础处理方式主要 是采取多点
3、的化学锚栓或化学植筋固定方式， 因此需要把基底反力中的面荷载 弯矩转化为点荷载拔力，拔力的大小与弯矩及化学锚栓间距密切相关。因美化 杆体基底存在着一定的拔力，所以在基础处理时，不应采取直接固定于楼板或 悬挂在砖墙上的措施，以免造成楼板打穿或结构拉裂。 第三节 美化工程的个例分析 1.仿圆桶水箱 该方案采用外罩罩住天线，使天线隐藏在外罩内， 天线外罩应选用损耗小，反射少的非金属材料，外罩 伪装成圆桶水箱形状，安装于楼面的钢质支架上。 1.1 典型规格：水箱 1500mm，h2000mm，支架： 1m、2m、3m、4m、5m 1.2 受力分析： 通过公式（1） （2）可计算出天线美化箱体受力值，在
4、风力的作用下，支 架与箱体连接处、 支架部分会受到相应的剪切力和弯曲力作用，支架与箱体连 接处所采用连接方式及支架所采用的结构形式须满足荷载要求， 支架与楼面连 接处亦须满足相应的荷载要求。 1.3 仿圆桶水箱基础处理思路： 图中仿圆桶水箱主体结构由三个圆管主杆经过腹杆连接形成的格构式结 构，经受力计算分析，在 50 年一遇地区最大风荷载作用下，杆底主要受力有 拉力、压力、剪力及弯矩，在基础施工时，不应直接固定于原有楼板上，以免 造成原有楼板在植入化学锚栓时开裂或在后期台风作用下， 造成与原有楼板连 接处结构拉裂。建议基础处理方式如下： .通过化学锚栓方式直接固定于原框架柱或框架梁上； .通过
5、钢结构梁或混凝土结构反梁间接固定于原有框架柱或框架梁上。 根据仿圆桶水箱主体结构特点，在实际工程中，很难直接找到适当的结构 可以满足第点的处理条件，除非对美化杆体进行改良设计，使仿圆桶水箱主 体的三根主杆成直角布置，因此，实际施工过程中，将更多的需要采用间接固 定方式。 间接固定方式有两种，一、混凝土结构反梁方式，即在原结构面上新增混凝土 反梁，新增反梁通过化学植筋方式与原框架柱或框架梁可靠连接，在新增反梁 中预埋仿圆桶水箱的地脚锚栓， 仿圆桶水箱通过预埋的地脚锚栓与新增反梁可 靠连接。这种基础处理方式的特点是：安全性高，施工工艺简单，但施工工期 较长；二、钢结构梁方式，钢结构梁一般采取 H
6、型组合型钢，钢结构梁通过化 学锚栓方式与原框架柱或框架梁可靠连接， 仿圆桶水箱通过适当尺寸的螺栓固 定于钢结构梁上。这种基础处理方式特点是：安全性较高，施工工期较短，但 施工工艺要求较高。 仿圆桶水箱基础处理思路可作为其他三管结构美化杆体基础处理参照。 2.仿空调箱 该方案采用外罩罩住天线， 使天线隐藏在外罩内， 天线外罩 应选用损耗小， 反射少的非金属 材料， 外罩伪装成空调室外机箱 形状， 安装于楼面的铁架上或者 建筑物的外墙上。 2.1 典型规格： 高长宽 (mm)：1600950600 2.2 受力分析： 通过公式（1） （2）可计算出天线美化箱体受力值，在风力的作用下，支 架与箱体连
7、接处、 支架部分会受到相应的剪切力和弯曲力作用，支架与箱体连 接处所采用连接方式及支架所采用的结构形式须满足荷载要求， 支架与楼面连 接处亦须满足相应的荷载要求。 2.3 仿空调箱基础处理思路： 图中仿空调箱主体结构由四个主杆经过撑杆连接形成的格构式结构， 经受 力计算分析，在 50 年一遇地区最大风荷载作用下，杆底主要受力有拉力、压 力、剪力及弯矩（因仿空调箱架主杆间距较大，因此杆底弯矩很小，可忽略不 计） ，在基础施工时，不宜直接固定于原有楼板上，以免造成原有楼板在植入 化学锚栓时开裂或在后期台风作用下，造成与原有楼板连接处结构拉裂， 更不 应采用膨胀螺栓的方式进行固定。建议基础处理方式如
8、下： . 通过化学锚栓方式直接固定于原框架柱或框架梁上； .通过钢结构梁或混凝土结构反梁间接固定于原有框架柱或框架梁上。 根据仿空调箱主体结构特点（可看成规则的矩形结构） ，在实际工程中， 存在直接固定于原结构梁柱上的可能，因此，实际施工过程中，应尽可能采用 此种基础处理方式，以达到施工简便、工期短、基础造价低的目的。当仿空调 箱主体结构与原有混凝土框架结构略有出入时， 应考虑适当调整原仿空调箱主 体结构（即调整空调架的方式） ，以达到基础直接固定于原有框架柱或框架梁 上的目的。 仿空调箱基础处理的间接固定方式与“仿圆桶水箱”的相同。 仿空调箱基础处理思路可作为其他四柱结构美化杆体基础处理参照
9、。 3.仿变色龙外墙 该方案采用外罩罩住天 线，使天线隐藏在外罩内， 天线外罩应选用损耗小，反 射少的非金属材料，外罩伪 装成建筑物的外墙面，安装 于建筑物的外墙上，与建筑 物融为一体。 3.1 典型规格：高长 宽(mm)：1600600600 3.2 受力分析： 通过公式（1） （2）可计算出天线美化箱体受力值，在来自不同方向的风 力作用下，箱体各部分受到不同方向力的作用，箱体与建筑物外墙的连接处应 根据受力情况，合理设置化学锚栓来固定天线美化箱体。 3.3 仿变色龙外墙基础处理思路： 经受力计算分析，在 50 年一遇地区最大风荷载作用下，仿变色龙外墙主 体结构主要受力有拉力、压力及剪力，在
10、基础施工时，一般采用化学锚栓的方 式固定于外墙的框架柱或框架梁上， 而不应直接固定于原有砖墙上，目前各化 学锚栓厂家提供的锚栓受力参数， 往往是针对锚栓打入不同强度的混凝土中的 力学参数，而不提供打入砖墙中的化学锚栓力学参数，在相关规范中，也未有 化学锚栓打入墙体的相关力学参数，因此，仿变色龙外墙基础处理时，应在外 墙处找出原有框架柱及梁位，将“仿变色龙外墙”通过化学锚栓固定于原框架 柱或框架梁上。 仿变色龙外墙基础处理思路可作为其他挂墙式美化杆体基础处理参照。 4.仿灯杆 该方案采用外罩罩住天线，使 天线隐藏在外罩内， 天线外罩应选 用损耗小，反射少的非金属材料， 外罩伪装成圆柱形的灯杆，
11、与周围 环境融为一体。 4.1 典型规格： 水箱 700mm， h2000mm，支架：3m、4m、5m、6m、 7m、8m 4.2 受力分析： 通过公式（1） （2）可计算出天线美化外罩受力值，在风力的作用下，杆 体与外罩连接处、 杆体部分会受到相应的剪切力和弯曲力作用，杆体与外罩连 接处所采用连接方式及杆体所采用的结构形式须满足荷载要求， 杆体与楼面连 接处亦须满足相应的荷载要求。尤其是当杆体长度较长时，应合理选择杆体材 料和规格，满足荷载要求。 4.3 仿灯杆基础处理思路： 图中仿灯杆主体结构为单根钢管结构，经受力计算分析，在 50 年一遇地 区最大风荷载作用下，杆底主要受力有压力、剪力及
12、弯矩（因仿灯杆是单管结 构，弯矩较大） ，在基础处理时，一般通过化学锚栓的方式固定于原有框架柱 上，同时要求原有框架柱有足够大的尺寸及配筋，仿灯杆结构基础处理受弯矩 控制，因此，不应采取固定于原有梁位或屋面板方式。当原有框架柱较小，尺 寸无法满足基础处理需要时， 应考虑在仿灯杆主体结构下部增设两直角支撑或 四个方向垂直支撑方式，减小杆底弯矩，经仿灯杆主体结构处理后，主杆基础 可通过化学锚栓固定于较小的框架柱上， 而短小撑杆可通过化学锚栓固定于柱 边的直角交叉梁或十字交叉梁上。 （因支撑可以很小，一般支撑可设置在杆体 的 1m 以下，因此，基本不影响杆体的总体美观。 ） 仿灯杆基础处理思路可作为其他单管美化杆体基础处理的参照。 5.广告牌 该方案采用外罩罩住天线，使 天线隐藏在外罩内，天线外罩应选 用损耗小，反射少的非金属材料， 外罩伪装成建筑物楼顶的广告牌， 天线隐藏于广告牌后面的天线支撑 杆上。 对此类美化形式，只需根据公式（1） （2）和广告牌面积核算相应广告牌 的载荷、风荷，采用相应支架固定广告牌即可，天线的载荷、风荷等核算仅按 常规方式核算即可。 因广告牌基础是直接固定于原有广告牌钢骨架上，因此， 其安全前提是建 立在原有广告牌钢骨架及基础满足相关受力规范要求基础上， 在缺乏原有广告 牌的相关资料前提下，从规范角度出发，此种美化方式应慎重采用。
