单管通信塔设计

目录

一、工程概况 (1)

1.1设计参数 (1)

1.2结构选型与构件布置 (1)

1.2.1主体结构 (1)

1.2.2平台 (2)

1.2.3天线 (2)

1.2.4馈线、爬梯 (2)

1.2.5基础 (2)

二、荷载计算 (3)

1.1永久荷载 (3)

1.1.1塔身自重 (3)

1.1.2平台自重 (3)

1.1.3天线自重 (3)

1.1.4爬梯和馈线自重 (3)

1.1.5永久荷载计算结果 (3)

1.2横向风荷载计算 (3)

1.2.1基本公式 (3)

1.2.2基本风压w0 (3)

1.2.3风压高度变化系数μz (4)

1.2.4风荷载体形系数μs (4)

1.2.5风振系数βz (4)

1.2.6平台及栏杆所受风荷载 (5)

1.2.7横向风荷载计算结果 (6)

1.3其他可变荷载 (6)

1.3.1覆冰荷载 (6)

1.3.2地震作用 (6)

1.3.3雪荷载 (6)

1.3.4安装检修荷载 (6)

1.3.5平台活荷载 (7)

1.3.6其他活荷载计算结果 (7)

1.4荷载计算结果 (7)

三、荷载效应组合 (8)

3.1承载能力极限状态 (8)

3.2正常使用极限状态 (8)

3.3荷载分布图 (9)

3.3.1承载能力极限状态荷载分布图 (9)

3.3.2正常使用极限状态荷载分布图 (10)

四、内力计算 (11)

4.1分析方法 (11)

4.2计算模型 (11)

4.3荷载工况 (12)

4.4计算结果 (13)

4.4.1轴力计算结果 (13)

4.4.2剪力计算结果 (14)

4.4.3弯矩计算结果 (15)

五、截面验算 (16)

5.1承载能力极限状态验算 (16)

5.1.1强度验算 (16)

5.1.2稳定验算 (16)

5.2正常使用极限状态验算 (17)

六、连接设计 (18)

6.1连接形式 (18)

6.2螺栓设计 (18)

6.2.1螺栓规格 (18)

6.2.2螺栓在法兰板上的位置 (18)

6.2.3螺栓验算 (18)

6.3法兰板设计 (19)

6.3.1法兰板基本尺寸 (19)

6.3.2法兰板受弯计算方法 (19)

6.3.3法兰板厚度 (20)

6.4加劲肋设计 (21)

6.4.1加劲肋尺寸 (21)

6.4.1加劲肋板焊缝验算 (21)

七、材料统计 (22)

参考文献： (23)

附件：单管塔分析命令流 (24)

附表：单管塔计算表 (33)

表1永久荷载计算表 (33)

表2可变荷载计算表 (34)

表3荷载效应组合计算表 (35)

表4法兰板计算表 (36)

表5加劲肋板计算表 (37)

一、工程概况

1.1设计参数

1.2 结构选型与构件布置

1.2.1主体结构

单管塔塔身总高度为52m，其中塔身结构高度为50m，避雷针高2m；同济大学的黄健等对单管塔的选型进行了研究，本文采用《单管塔的简化设计》提供的公式预估单管塔底径：

z=0.017x+1.4y+0.2

式中：z：单管塔底径

x：塔高，x=50m

y：风压，y=0.35kN/m2

采用变截面圆钢管，底径z=0.017×50+1.4×0.35+0.2=1.54m，取为1600mm，顶部直径600m；根据结构设计高度与荷载情况，按照《高耸结构设计规范》与《钢结构单管通信塔技术规程》中基本条文规定，此单管塔主要结构布置如下：

主体结构如图所示：

1.2.2平台

分别在44m和48m高度处设置两个平台，平台的自重按100kg/m2计。

1.2.3天线

天线采用板状天线，每层6根，每根重量为80kg，挡风面积为1.0m2。

1.2.4馈线、爬梯

爬梯选择内爬梯，馈线布置在塔筒内部。

1.2.5基础

选择现浇独立板式基础。

二、荷载计算

1.1永久荷载

1.1.1塔身自重

塔身自重考虑法兰板、螺栓、加劲肋，将精确计算的塔身自重乘以系数1.3。

1.1.2平台自重

分别在44m和48m高度处设置两个平台，栏杆采用L25×3。平台的自重按100kg/m2计。

G=pA=100×9.8×πr2/1000=6.927kN

1.1.3天线自重

板状天线，每层6根，每根重量为80kg。

G=nmg=6×80×9.8/1000=4.704kN

1.1.4爬梯和馈线自重

取为g=0.4kN/m。

1.1.5永久荷载计算结果

1.2横向风荷载计算

1.2.1基本公式

根据《钢结构单管通信塔技术规程CECS 236：2008》第4.1.2条规定：作用于单管塔表面单位投影面积上的水平风荷载标准值应按下式计算：

w k=βzμsμz w0

1.2.2基本风压w0

w0=0.35kN/m2

根据《建筑结构荷载规范GB50009-2001》第7.1.2条以及《钢结构单管通信塔技术规程CECS 236：2008》第4.2.2条规定，基本风压w0不得小于0.35kN/m2所以本文的基本风压按照规范取，而非作业规定的0.30kN/m2。