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通信塔最常用的结构形式桁架塔选型和构造

2020-03-14

通信塔钢结构一般为空间桁架通信塔、单管通信塔和拉线通信塔,无论哪种结构形式,其动力分析的简化模型都是多质点层间弯剪模型空间桁架通信塔的每层横杆、横膈的平面内刚度较大,在水平荷载作用下,同一层塔架各节点之间的水平位移差值相对于它们的水平位移值很小,可以将塔架的一层看作一个质点,整个塔架的计算模型化为层间弯剪模型,此时可将每一层塔柱、斜杆、横杆、横膈质量集中到相应层上,层点集中在横杆处,各层杆件都假定与横杆铰接。计算等效抗弯刚度时,只考虑塔柱作用,不考虑斜杆作用,但在计算等效抗剪刚度时,则应考虑塔柱与斜杆都起作用。

单管通信塔的计算模型也可化为层间弯剪模型,每层筒壁质量集中在横膈(法兰盘连接处),形成多质点结构体系。拉线通信塔的计算模型与上述两种塔相同,每层纤绳和杆身质量集中在纤绳节点上,也形成多质点结构体系。

通信塔最常用的结构形式桁架塔选型和构造 

一、桁架塔平立面形式

通信塔最常用的结构形式就是空间桁架塔,其平面形式多数是正三角形或正四边形

空间桁架构件常用角钢和钢管,故有角钢塔和钢管塔之分。国产角钢基本是直角角钢,很少有内角60°角钢,因此角钢塔基本上采用正四边形截面,便于腹杆连接。钢管构件则灵活得多,钢管塔有正三角形和正四边形截面。

由于角钢的最小回转半径很小,大约只有边宽的1/5。如采用单角钢构件必须考虑其构件长细比的限值,因而角钢塔的腹杆形式多用再分式(图2—1a),以减少构件的自由长度。钢管的回转半径约为其直径的1/3,比角钢大很多,因而钢管塔的节间可拉开,采用单斜杆或十字交叉腹杆体系是恰当的(图2—1b、c)。

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通信塔最常用的结构形式桁架塔构件还可用圆钢做主肢或腹杆,其优点是材料价格较低,圆形截面风阻力较小,用在十字交叉腹杆中作为预应力柔性斜杆(用花篮螺栓)较好,若用于主肢,大直径圆钢材质较差,不经济。

二、预应力柔性腹杆的应用

钢塔的腹杆有刚性斜腹杆和预应力柔性斜腹杆之分,后者迎风面积较小,杆件长度不受长细比限制,因而采用预应力柔性斜腹杆的用钢量较刚性斜腹杆为少。

塔架作为悬臂结构,塔身弯矩和剪力都是沿塔身高度向下而递增,弯矩的增量呈抛物线形式变化,剪力的增量则呈1次线性关系。因此塔柱内力(主要承受 塔身弯矩)呈二次曲线,斜杆内力(主要承受塔身剪力)呈线性变化。

通信塔最常用的结构形式桁架塔下部塔柱受力很大,斜杆受力相对很小,下部斜杆较长时用预应力柔性斜腹杆是较经济的。

柔性斜杆采用预应力,一方面避免柔性斜杆一旦受压退出工作,另一方面非预应力柔性斜杆有长细比限制,而预应力斜杆则无长细比限制。此外预应力柔性斜腹杆塔的刚度较非预应力斜腹杆塔要大,因此若采用柔性斜腹杆施加预应力。


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