移动通信钢塔桅结构设计规范.docx

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1、中华人民共和国信息产业部 发布200X-XX-XX实施200X-XX-XX发布YD/T XXXXXXYD中华人民共和国通信行业标准 电信设备安装抗震设计规范YD XXXX-XX移动通信钢塔桅结构设计规范 Design Specifications of structure for Mobile Communication Steel Tower and mast(送审稿)中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准移动通信钢塔桅结构设计规范Design Specification of structure for Mobile Communication Steel Tower and

2、mastYD/T XXXX-XX主管部门:信息产业部综合规划司 批准部门:中华人民共和国信息产业部 施行日期:200X年XX月XX日XX出版社200X 北 京前 言本规范是根据信息产业部 信部规函【2004】508号“关于安排通信工程建设标准修订和制定计划的通知”的要求,由广东省电信规划设计院会同华信邮电咨询设计研究院有限公司编写而成。本规范的编制是以国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB 500682001为准则,遵守建筑结构荷载和建筑结构(钢结构、建筑抗震、建筑地基基础等)设计规范的基本规定,结合移动通信钢塔桅结构的特性,对移动通信钢塔桅结构设计中的技术问题作出规定。在编制过程中,编制组进

3、行了广泛的调查研究,总结了近年来工程实践经验,参考国外及国内其它行业的相关规定,并以多种方式广泛征求了有关单位和专家的意见,经反复讨论、修改、充实,最后经审查定稿。本规范的主要内容包括移动通信钢塔桅结构的基本设计规定、结构分析、构件及节点连接、构造与工艺技术要求、地基与基础等。本规范用黑体字标注的条文为强制性条文,必须严格执行。本规范由信息产业部综合规划司负责解释、修订、监督管理。本规范具体条文规定的解释由广东省电信规划设计院主编单位负责。在规范使用过程中,各单位注意总结经验,并将意见寄往广东省电信规划设计院主编单位(地址:广州市中山大道华景路一号 南方通信大厦23楼,邮编:510630),以

4、供修订时参考。 主编单位:广东省电信规划设计院 主要起草人:谢郁山、徐少伟、楚 劲参编单位:华信邮电咨询设计研究院有限公司主要起草人:陆 皞、殷晓霞 目 次1总 则12术语和符号22.1术语22.2符号33基本设计规定93.1设计原则93.2 荷载和地震作用143.3材料选用174 结构分析254.1 一般规定254.2 自立式钢塔架254.3 单管塔274.4 拉线塔285 构件及节点连接295.1 一般规定295.2 构件设计305.3 连接设计385.4 法兰连接计算395.5 塔脚板连接计算426 构造与工艺技术要求446.1 一般规定446.2 节点连接466.3 制作与安装496.

5、4 工艺技术要求507 地基与基础527.1 一般规定527.2 地基计算547.3 基础设计587.4 基础的抗拔稳定60附录A 法兰盘内力计算64附录B 基础和锚板基础抗拔稳定计算66附录C 常用镀锌钢绞线规格68本规范用词说明70条文说明71总 则1.0.1 为在移动通信铁塔工程设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、施工方便,特制定本规范。1.0.2 本规范适用于悬挂移动通信天线为主的钢塔桅结构(自立式和拉线式)的设计,其它通信钢塔桅结构设计可参照使用。1.0.3 本规范的编制是以国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB 500682001为准则,执行和

6、引用以下技术规范:建筑结构荷载规范GB 500092001;钢结构设计规范GB 500172003;建筑抗震设计规范GB500112001。钢塔桅结构的基础设计,尚应执行土建设计的其它技术规范和强制性标准。1.0.4 在执行本规范与国家规定有矛盾时,应以国家规定为准。1.0.5 在移动通信钢塔桅结构设计文件中,应注明结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。此外,还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端部刨平顶紧部位及对施工的要求。1.0.6 在已有建筑物上加建移动通信钢塔桅结构时,应经技术鉴定或设计许可,确保建筑物的安全。

7、1.0.7 未经技术鉴定或设计许可,不得改变钢塔桅结构的用途和使用环境。1.0.8 钢塔桅结构设计采用新理论、新材料或新结构形式,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。1.0.9 在进行移动通信钢塔桅结构设计时,凡本规范未作出规定的,尚应符合现行国家标准和相关行业标准的有关规定。术语和符号术语2.1.1 塔桅高度 Height of tower 塔桅塔脚基础顶面至塔顶避雷针安装处的垂直距离。2.1.2 塔桅根开 Tower spacing 三、四边形塔架相邻塔柱中心线之间的距离。2.1.3 长细比 Slenderness ratio构件计算长度与构件截面回转半径的比值。2.1.4 主材 Major

8、 member 铁塔的塔柱,主要受力构件,相当于空间桁架的弦杆。2.1.5 腹杆 Web member 连接铁塔各主材的支撑构件,包括水平横杆和斜杆。2.1.6 横隔杆 Horizontal Cross member 用于连接水平横杆的杆件。2.1.7 辅助杆 Secondary member 用于减小受力构件的计算长度的构件。2.1.8 角钢塔 Angle steel tower 主材及腹杆主要采用角钢制作的塔桅。2.1.9 钢管塔 Steel pipe tower 主材采用钢管制作的铁塔。2.1.10 单管塔 Single-pipe-tower 用于通信用途的单管悬臂式构筑物。2.1.11

9、拉线塔 Guyed steel mast 由立柱和拉索构成的塔桅钢结构。 符号2.2.1 作用与作用效应基础或锚板基础所受的拔力、上部结构传到基础的竖向荷载;基础自重(包括基础上的土重) 标准值;土体重量标准值;基础自重标准值;力矩或弯矩、上部结构传至基础的弯矩;、对x轴、对y轴的弯矩;轴向力(拉力或压力)、纤绳拉力;在荷载效应标准组合下基础底面的平均压力;在荷载效应标准组合下基础边缘的最大压力;在荷载效应标准组合下基础边缘的最小压力;底板的均布反力;、单位长度、单位面积上的裹冰荷载;结构构件抗力的设计值;法兰盘之间的顶力;永久荷载标准值的效应;地震作用下重力荷载代表值效应;可变荷载标准值的效

10、应风荷载标准值效应;水平地震作用标准值效应;竖向地震作用标准值效应;作用在底板上的拉力;一个地脚螺栓承受的上拔力;2.2.2 计算指标钢材的屈服强度;钢材的抗弯强度设计值;钢材的抗剪强度设计值;修正后的地基承载力特征值;调整后的地基抗震承载力;钢绞线强度设计值;每个螺栓的受拉承载力设计值;欧拉临界力;地基变形的规定限值;结构或构件的变形限值;2.2.3 几何参数截面面积、毛截面面积、基础底面积;底板宽度;主角钢边至底板边的距离;地脚螺栓对应的计算宽度;塔桅结构的总高度;截面抗弯模量;、对x、y轴的抗弯模量;地脚螺栓中心至主角钢的最大距离;第i个螺栓中心到旋转轴的距离;底板计算区段的自由边长度、

11、合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离;合力作用点至一侧基础边缘的距离;合力作用点至一侧基础边缘的距离; 计算高度处的裹冰厚度、平行于x轴的基础边长、多边形单管塔单边宽度;塔脚底板各区段中的最小宽度; 圆截面构件、拉索的直径;力矩;X方向的偏心距;Y方向的偏心距; 土重法计算的临界深度;平行于y轴的基础底面边长;连接件的厚度;螺栓的间距;两螺栓之间的圆心角,弧度、拔力与水平地面的夹角; 土体计算的抗拔角;2.2.4 计算系数及其他可变荷载组合值系数准永久值系数;风荷载组合值系数;裹冰重度;结构重要性系数;土体重的抗拔稳定系数; 基础重的抗拔稳定系数;永久荷载的分项系数;可变荷载的分项系数;、分

12、别为水平、竖向地震作用分项系数;风荷载分项系数;承载力抗震调整系数;覆冰厚度的高度变化系数;与构件直径有关的裹冰厚度修正系数;轴心受压构件稳定系数;风荷载的体形系数;基本设计规定设计原则3.1.1 移动通信钢塔桅结构设计,采用以概率论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,以分项系数设计表达式进行计算。3.1.2 移动通信钢塔桅结构的设计基准期为50年。3.1.3 移动通信钢塔桅结构的设计使用年限一般为50年。3.1.4 移动通信钢塔桅的结构安全等级为二级。3.1.5 移动通信钢塔桅的抗震设防类别为丙类。3.1.6 移动通信钢塔桅应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计

13、:1 承载能力极限状态:这种状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力,或达到不适于继续承载的变形; 2 正常使用极限状态:这种极限状态对应于结构或结构构件达到变形或耐久性能的有关规定限值。3.1.7 移动通信钢塔桅结构构件承载能力极限状态设计应采用荷载效应的基本组合,并按下列极限状态设计表达式中的最不利值确定: 1 由可变荷载效应控制的的组合: (3.1.71)2 由永久荷载效应控制的的组合: (3.1.72)式中 结构重要性系数,不应小于1.0;永久荷载的分项系数,按表3.1.7采用:表3.1.7 永久荷载分项系数荷载效应对结构不利由可变荷载效应控制的组合1.2由永久荷载效应控制的组合1.3

14、5荷载效应对结构有利一般情况下1.0对结构的倾覆、滑移验算0.9第i 个可变荷载的分项系数,其中 为可变荷载 的分项系数,一般情况下应取1.4,可变荷载效应对结构有利时取0;永久荷载标准值的效应;第i项可变荷载标准值的效应,其中为第一个可变荷载标准值的效应,其荷载效应在诸可变荷载效应中起控制作用;可变荷载的组合值系数,应根据不同的荷载组合按第3.1.8条的规定采用;参与组合的可变荷载数。结构构件抗力的设计值。 3.1.8 移动通信钢塔桅结构构件承载能力极限状态设计应考虑如下两种不同荷载基本组合,其可变荷载组合值系数应分别按表3.1.8采用:表3.1.8 荷载基本组合及可变荷载组合值系数荷载组合

15、可变荷载组合值系数IG+W+L1.00.7IIG+W+L+I0.250.60.71.0注: 表中G代表永久荷载,W代表风荷载,L代表平台活荷载,I代表裹冰荷载; 组合II中一般取0.25,但对裹冰后冬季风很大的区域,应根据实地情况调查选用相应的值; 需要考虑雪荷载时,雪荷载的组合系数均取0.7;3.1.9 结构或构件承载力的抗震验算,应采用下列极限状态设计表达式: (3.1.9)式中 重力荷载分项系数,取值同上;重力荷载代表值效应,重力荷载代表值应取结构自重和各竖向可变荷载的组合值之和,规定如下:对结构自重(结构构配件自重、固定设备重等)取1.0;对平台的等效均布荷载取0.5,按实际情况时取1

16、.0;对平台的雪荷载取0.5。、分别为水平、竖向地震作用分项系数,按表3.1.9采用: 水平地震作用标准值效应;竖向地震作用标准值效应;风荷载分项系数,应采用1.4;风荷载标准值效应;抗震基本组合中的风荷载组合值系数,可采用0.2,承载力抗震调整系数,对钢构件取0.8,对连接焊缝取0.9,对连接螺栓取0.85。原建筑抗震设计规范和构筑物抗震设计规范为1.0,现行建筑抗震设计规范有修改。表3.1.9 地震作用分项系数地震作用仅按水平地震作用计算1.30.0仅按竖向地震作用计算0.01.3同时按水平地震和竖向地震作用计算1.30.53.1.10 正常使用极限状态应分别按荷载效应的标准组合、准永久组

17、合进行计算,并应满足本规范要求的限值。1 标准组合应用于计算结构或构件的变形,其表达式为: (3.1.10-1)2 准永久组合用于地基变形的计算,其表达式为: (3.1.10-2)式中 结构或构件的变形限值;地基变形的规定限值;准永久效应组合时,任何第i个可变荷载的准永久值系数,按表3.1.10取用。表3.1.10 可变荷载准永久值系数荷载类别风荷载活荷载雪荷载地区I地区II地区III准永久值系数0(0.4)0.40.50.20注: 在风玫瑰图呈严重偏心的地区,计算地基不均匀变形时风荷载的准永久值系数采用0.4(频遇值); 雪荷载的分区按建筑结构荷载规范GB 500092001执行。 3.1.

18、11 移动通信钢塔桅结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列规定:1 在以风荷载为主的荷载标准组合作用下,塔桅结构任意点的水平位移不得大于表3.1.11的规定。表3.1.11 移动通信钢塔桅结构的水平位移限值结构类型水平位移限值自立式塔架u/Hi1/75桅杆u/Hi1/75u/h1/50单管塔u/Hi1/40注:表中 u任意点水平位移(与Hi高度对应) u层间相对位移(与h对应) Hi任意点高度 h层间间距2 在以风荷载为主的荷载标准组合作用下,当塔(杆)上挂有微波天线时,微波天线所在位置的塔身挠度角和扭转角,应不超过1o。3 塔桅结构的地基变形应符合本规范第7.2.6条的规定。3.2 荷载和

19、地震作用3.2.1 移动通信钢塔桅结构上的荷载一般可分为下列二类:1 永久荷载:结构自重、固定的设备自重、拉索的初应力、土重、土压力等;2 可变荷载:风荷载、裹冰荷载、地震作用、雪荷载、活荷载(包括平台安装检修荷载)、温度变化、地基变形等。3.2.2 风荷载应按如下规定计算:1 塔桅结构所承受风荷载的计算应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 500092001的规定执行,基本风压按50年一遇采用,但基本风压不得小于0.35 kN/m2。2 风荷载的计算应考虑塔桅构件、平台、天线及其他附属物的挡风面积;移动通信天线的挡风面积应按实际方向角度计算,当同一高度的天线具体方向无法确定时,可假定天线为均

20、匀对称分布。3 移动通信天线的体型系数s可按下表3.2.2-1取用。表3.2.2-1 移动通信天线的体型系数s天线形状高宽比7高宽比25板状1.42棍状0.81.2注: 高宽比为垂直风方向的天线高度和宽度(直径)的比值; 中间取值可以采用插值法。4 单管塔的杆身体形系数s可按下表3.2.2-2取用。表3.2.2-2 单管塔的杆身体型系数s截面形式体型系数s环形0.6十六边形及以上0.8十二边形1.0六边形及八边形1.23.2.3 雪荷载:平台雪荷载的计算应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 500092001的规定执行,基本雪压按50年一遇采用。3.2.4 裹冰荷载的计算应遵循如下原则:1 设

21、计移动通信钢塔桅结构时,应考虑结构构件、拉索和天线等表面裹冰后所引起的重力荷载及挡风面积增大的影响。2 基本裹冰厚度应根据当地离地10m高度处的观测资料,取统计50年一遇的最大裹冰厚度为标准。当无观测资料时,应通过实地调查确定,或按下列经验数值分析采用: 1)重裹冰区:大凉山、川东北、川滇、秦岭、湘黔、闽赣等地区,基本裹冰厚度可取10-30mm; 2)轻裹冰区:东北(部分)、华北(部分)、淮河流域等地区,基本裹冰厚度可取5-10mm。 注:裹冰还会受地形和局地气候的影响,因此轻裹冰区内可能出现个别地点的重裹冰或无裹冰的情况;同样,重裹冰区内也可能出现个别地点的轻裹冰或超裹冰的情况。3 管线及结

22、构构件上的裹冰荷载的计算应符合下列规定: 1)圆截面的构件、拉索等每单位长度上的裹冰荷载可按下式计算: (3.2.4-1)式中 单位长度上的裹冰荷载(kN/m); 基本裹冰厚度(mm),按本条款的规定采用; 圆截面构件、拉索的直径(mm); 与构件直径有关的裹冰厚度修正系数,按表3.2.4-1采用;覆冰厚度的高度变化系数,按表3.2.4-2采用; 裹冰重度,一般取9kN/m3。表3.2.4-1 与构件直径有关的裹冰厚度修正系数直径(mm)5102030405060701.11.00.90.80.750.70.630.6表3.2.4-2 裹冰厚度的高度变化系数 离地面高度(m)105010015

23、02002503003501.01.62.02.22.42.62.72.82)非圆截面构件上每单位表面面积上的裹冰荷载q(kN/m2)可按下式计算: (3.2.4-2)式中单位面积上的裹冰荷载(kN/m2);3.2.5 地震作用应按塔桅所在地的抗震设防基本烈度进行计算;设防烈度为8度及以下时可以不进行截面抗震验算,仅需满足抗震构造要求;设防烈度为9度时应同时考虑竖向地震与水平地震作用的不利组合。3.2.6 平台的活荷载,应按实际工艺条件确定,一般情况下可按2kN/m2考虑;平台栏杆顶部水平荷载可按1.0kN/m采用。 3.3 材料选用3.3.1 移动通信钢塔桅结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长

24、率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。3.3.2 移动通信钢塔桅的钢材,宜采用Q235 普通碳素结构钢、Q345低合金结构钢、有条件时也可采用Q390钢或钢材强度等级更高的结构钢、以及优质碳素结构钢, 其质量标准应分别符合我国现行国家标准碳素结构钢(GB700)、低合金高强度结构钢(GB/T1591)和优质碳素结构钢技术条件(GB699)的规定。需要焊接的构件不得采用Q235 普通碳素结构钢A级;主要受力构件在冬季工作温度等于或低于-20oC时,不宜采用Q235沸腾钢。3.3.3 角钢塔塔

25、身杆件一般采用Q235、Q345结构钢,钢管塔架塔身构件宜采用材质为20号优质碳素钢的无缝钢管。3.3.4 拉线塔的拉索宜采用镀锌钢绞线。3.3.5 连接材料应符合下列要求:1 塔桅结构的焊接一般采用手工电弧焊,选用的焊条,应符合现行国家标准碳钢焊条GB5117或低合金钢焊条GB5118的规定,焊条型号应与构件钢材的强度相适应,可按下列原则选用:1)对于Q235钢,宜选用E43型焊条;2)对于Q345钢,宜选用E50型焊条;3)对于Q390钢,宜选用E55型焊条;4)对于不同强度钢材的连接焊缝,可采用与低强度钢材相适应的焊条。2 采用自动焊接或半自动焊接时,焊丝和相应的焊剂应与主体金属强度相适

26、应,不同强度的钢材相焊接时,可按强度较低钢材选用焊接材料。焊丝和焊剂应符合熔化焊用钢丝和焊剂GB1300的规定。3 角钢塔采用螺栓连接时可选用普通螺栓,并应分别符合现行国家标准六角头螺栓A级和B级(GB5782)、六角头螺栓C级(GB5780)的规定。4 钢管采用法兰连接时宜选用高强度材料的普通螺栓,高强度螺栓可采用45号钢、40Cr、40B、或20MnTiB钢制作并应符合钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件(GB/T1228GB/T1231)的规定。5 地脚锚栓可采用现行国家标准碳素结构钢(GB700)规定的Q235钢或低合金高强度结构钢(GB/T1591)规定的Q345钢制

27、作,有特殊要求时可采用优质碳素结构钢技术条件(GB699)规定的35号、45号优质碳素钢制作,但不得焊接。3.3.6 钢塔桅结构常用材料设计指标如下:表3.3.6-1 钢材的强度设计值(N/mm2) 类 别抗拉、抗压和抗弯抗剪v端面承压(刨平顶紧)ce牌 号 厚度或直径mmQ235钢162151253251740205120Q345钢163101804001735295170Q390钢163502054151735335190注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。 20号优质碳素钢(无缝钢管)的强度设计值同Q235钢。 表3.3.6-2 螺栓和锚栓

28、连接的强度设计值(N/mm2)螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号普 通 螺 栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A级、B级螺栓抗拉tb抗剪tb承压cb抗拉tb抗剪tb承压cb抗拉tb抗拉tb抗剪tb承压cb普通螺栓4.6级、4.8级1701405.6级2101902101906.8级3002403002408.8级400320地脚锚栓Q235140Q34518035号钢20045号钢225承压型连接高强度螺栓8.8级40025010.9级500310构件Q235305405470Q345385510590Q390400530615注:A级螺栓用于d24mm和l10d或l150mm(按较小值)的

29、螺栓;B级螺栓用于d24mm或l10d或l150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度。 A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度均应符合移动通信塔桅工程验收规范的要求。表3.3.6-3 钢材焊缝的强度设计值(N/mm2)焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径(mm)抗压cw焊缝质量为下列等级时,抗拉tw抗剪vw抗拉、抗压和抗剪fw一级、二级三级自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢162152151851251601740205205175120自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢163103102651

30、802001735295295250170自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢163503503002052201735335335285190注:自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行国家标准埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T 5293和低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T 12470中相关的规定。焊缝质量等级应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝,不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取cw,在受拉区的抗弯强度设计值取tw。表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和

31、轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。表3.3.6-4 拉线用镀锌钢绞线强度设计值(N/mm2)股数热镀锌钢丝抗拉强度标准值备 注12701370147015701、整根钢绞线拉力设计值等于总截面与的积;2、强度设计值中已计入了换算系数:7股0.92,19股0.90。3、拉线金具的强度设计值由国家标准的金具强度标准值或试验破坏值定,R=1.8整根钢绞线抗拉强度设计值7股74580086092019股7207808409003.3.7计算下列情况的结构构件或连接时,第3.3.6条规定的强度设计值应乘以相应的折减系数:1 单面连接的单角钢: )按轴心受力计算强度和连接 0.85; )按轴心受压计算

32、稳定性性 等边角钢 0.6+0.0015l,但不大于1.0;短边相连的不等边角钢 0.5+0.0025l,但不大于1.0;长边相连的不等边角钢 0.7注:l为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,但当l20时,取l20。2 施工条件较差的高空安装焊缝 0.90;注:当两种情况同时存在时,其折减系数应连乘。4 结构分析4.1 一般规定4.1.1 移动通信钢塔桅结构一般采用自立式钢塔架、单管塔、拉线塔等型式。4.1.2 塔桅结构的选型应综合考虑使用要求、周围环境与景观、建筑物的承受能力以及工程造价等因素。4.1.3 塔桅结构应按本规范3.1节的规定进行承载能力极限状态计算,并依次

33、以风荷载及裹冰荷载作为第一个可变荷载进行组合计算,必要时还应进行抗震验算。 4.1.4 塔桅结构应按本规范第3.1节的规定进行正常使用极限状态验算,并应满足相应的变形规定。4.1.5 塔桅结构平台内力和位移的计算,应根据平台结构类型选用相应的计算简图,塔体可视为平台结构的支座。4.2 自立式钢塔架4.2.1 自立式钢塔架的横截面通常为三角形、正方形等,一般情况下宜采用正方形的角钢塔,为配合场地条件或装饰效果,也可采用矩形的角钢塔或小根开的三角形钢管塔等。4.2.2 塔架的根开尺寸,应根据塔高、荷载及场地情况等确定。一般正方形(塔柱坡度变化)的角钢塔,根开尺寸不宜小于塔高1/8,钢管塔的根开尺寸

34、不宜小于塔高的1/25,因场地条件限制或有其它特殊要求的,可不受此限。4.2.3 钢塔架为空间结构,计算塔架结构时,宜将结构作为整体,按整体空间刚架法,采用三维空间程序进行受力分析,主材与腹杆之间、腹杆与腹杆之间的连接,可按实际情况,视为刚接或铰接。4.2.4 当钢塔架截面为四边形时,在风荷载或地震作用下,应考虑如下两种作用方向(图4.2.4)。 图4.2.4 塔架水平力作用方向4.2.5 当钢塔架截面为三角形时,在风荷载或地震作用下,应考虑如下三种作用方向(图4.2.5)。图4.2.5 塔架水平力作用方向4.2.6 当计算所得四边形钢塔架斜杆承担的剪力与同层塔柱承担的剪力之比 时,斜杆内力取

35、塔柱内力乘系数, (4.2.6) 图4.2.6 斜杆最小内力限值计算如图4.2.6,V、M为层顶剪力、弯矩;b为层顶宽度; 为塔柱与垂直线之夹角;h为所计算截面以上塔体高度;当为刚性斜杆时1,柔性斜杆时2。4.2.7 塔架辅助杆件的承载能力应不低于所支撑主材内力的2、斜材内力的5。4.3 单管塔4.3.1 单管塔一般采用异型钢管制作,外观向上呈圆锥形,为悬臂式的单杆结构。4.3.2 单管塔可按悬臂压弯杆件计算,并应考虑竖向荷载因杆身变形产生的二次效应影响。 4.3.3 锥形单管塔的水平风荷载可分段计算,以分段中央高度的风荷载作为此段的平均风荷载,分段长度不应超出10米。4.3.4 钢管外壁的坡

36、度小于2%的单管塔,应计算由脉动风引起的垂直于风向的横向振动效应。4.3.5 单管塔高度超过50米时宜采用适当的振动控制技术以减小结构变形。4.4 拉线塔4.4.1 拉线塔塔身的内力分析可按拉线节点处为弹性支承的连续压弯杆件计算,并考虑拉线节点处的偏心弯矩;有条件时也可用梁索单元或杆索单元有限元法计算。 当塔身为格构式时,其刚度应考虑杆身剪切变形后的抗弯刚度变化,其刚度应乘以折减系数。折减系数可按下式确定: (4.4.1)式中 弹性支承点之间杆身计算长度(m); 杆身截面回转半径(m); 弹性支承点之间杆身换算长细比,按本规范第5.2.4条计算。4.4.2 拉线塔的拉线可按一端连接于塔身的抛物

37、线计算,拉线上有集中荷载时,可将集中荷载换算成均布荷载。拉线的截面强度应按下式验算: (4.4.2) 式中 拉线拉力设计值(N); 拉线的钢绞线截面面积(mm2);钢绞线的抗拉强度设计值(N/mm2)。4.4.3 拉线的初始应力应综合考虑杆体变形、内力和稳定以及拉线承载力等因素确定,宜在100250N/mm2。4.4.4 拉线塔应进行整体稳定验算,按杆身屈曲临界压力计算的整体稳定安全系数不应低于2.0;4.4.5 拉线塔高度小于20米时杆身可采用钢管,大于20米时宜采用格构式杆身;拉线布置:平面上宜为互交120o的三个对称方向,或互交90o的四个对称方向,拉线与地面夹角宜为40 o 60 o,

38、最大不能超过65 o。4.4.6 拉线塔高度不宜超过40米。5 构件及节点连接5.1 一般规定5.1.1 钢塔桅结构的构件和连接设计应满足施工和建成使用阶段的受力要求。5.1.2 结构构件的强度、稳定和连接强度,应按承载能力极限状态的要求,采用荷载基本组合和强度的设计值进行计算。5.1.3 攀登设施(爬梯、爬钉)应能承受至少1.0kN的集中活荷载。5.2 构件设计5.2.1 结构构件的设计,必须进行受弯、轴向受力强度计算以及整体稳定和局部稳定验算,具体计算应按现行国家标准钢结构设计规范GB 500172003的有关规定进行,但塑性发展系数应取为1,有关计算可结合钢塔桅总体结构分析,通过计算机软件计算。 5.2.2 塔架的主材、腹杆等构件的长细比应不超过下列规定值:塔柱、受压弦杆 150横杆、斜杆 150,当内力小于杆件承载力的50%时,200辅助杆、横隔杆 200受拉杆 350桅杆两相邻拉线节点间杆身长细比宜符合下列规定:格构式桅杆(换算长细比) 100实腹式桅杆 1505.2.3 塔桅构件的长细比应按如下规定计算:1 主材长细比按表5.2.3-1采用。2 斜杆长细比按表5.2.3-2采用。3 横杆和横膈长细比按表5.2.3-3采用。表5.2.3-1 塔架和桅杆的主材长细比 弦杆形式二塔面

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