YD/T 5131-2019 移动通信工程钢塔诡结构设计规范.pdf

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  • F一基础或锚板基础所受的拨力、上部结构传到基础的竖 力; Gk一基础自重(包括基础上的土重)标准值; G一土体重量标准值; G一一基础自重标准值; M一一力矩或弯矩设计值; Mzk、Mk一一对c轴、对y轴的弯矩标准值; N一一轴向力(拉力或压力)、纤绳拉力设计值; Pk一 在荷载效应标准组合下基础底面的平均压力; Pmax— 在荷载效应标准组合下基础边缘的最大压力; Pmin一 在荷载效应标准组合下基础边缘的最小压力; 底板的均布反力设计值; qIvqa 一单位长度、单位面积上的覆冰荷载; 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; SGE一 地震作用下重力荷载代表值的效应; 可变荷载标准值的效应; Swk一 风荷载标准值的效应; SEhk 水平地震作用标准值的效应; SEvk 竖向地震作用标准值的效应; T 作用在底板上的拉力设计值; T 个地脚螺栓承受的上拔力设计值,

    f,一钢材的屈服强度; 一钢材的抗弯、抗压、抗拉强度设计值

    fv 钢材的抗剪强度设计值; fa 修正后的地基承载力特征值; faE 调整后的地基抗震承载力; 钢绞线强度设计值; Nb 每个螺栓的受拉承载力设计值; S—地基变形的规定限值; 8 结构或构件的变形限值。

    形位公差标准2. 2. 3几何参数

    A 面面 B一一底板宽度; C一一主角钢边至底板边的距离; D一一地脚螺栓对应的计算宽度; H一一一塔榄结构的总高度; W一截面抗弯模量; W、W一一对、y轴的截面抗弯模量; Ymax 一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; α—一底板计算区段的自由边长度、合力作用点至基础底面最 大压力边缘的距离: a 合力作用点至e一侧基础边缘的距离; 合力作用点至e一侧基础边缘的距离; 6一一计算高度处的覆冰厚度、平行于3轴的基础边长、多边 形单管塔单边宽度; bmin 塔脚底板各区段中的最小宽度; 圆截面构件、拉线的直径; e&一 一方向的偏心距; e y方向的偏心距; her 土重法计算的临界深度; h 基础上拔深度;

    l一平行于y轴的基础底面边长; t一连接件的厚度; S—一螺栓的间距; 0—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。

    dc 可变荷载的组合值系数; 中 可变荷载的准永久值系数; w——抗震设计时的风荷载组合值系数; Y 覆冰重度; 结构重要性系数; Y1 土体重的抗拔稳定系数; Y2 基础重的抗拔稳定系数: YG 永久荷载的分项系数; YQ 可变荷载的分项系数; YEh、YEv 分别为水平、竖向地震作用分项系数: Yw 风荷载分项系数; YRE 承载力抗震调整系数; α1 与构件直径有关的覆冰厚度修正系数; α2 覆冰厚度的高度变化系数; 轴心受压构件稳定系数; P L 风荷载的体型系数,

    3.1.1移动通信工程钢塔榄结构设计,采用以概率论为基础

    3.1.1移动通信工程钢塔结构设计,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移动通信工程钢塔梳结构的设计基准期为50年

    使用要求的钢塔结构,其安全等级可按实际情况确定。

    1.承载能力极限状态:这种极限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

    3.1.6移动通信工程钢塔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组合:

    3.1.6移动通信工程钢塔结构构件承载能力极限状态设计应

    Y。 (YGSk +Q YL, Sik + YQ,YL,c, SQ,k)< R

    2.由永久荷载效应控制的组合:

    式中:%—— 结构重要性系数;

    (Sck +Q, L,c,SQ,k)

    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; L,一一第讠个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数,其中 YL,为主导可变荷载Q1考虑设计使用年限的调整系数,对于雪荷载 和风荷载,不考虑此调整系数,应取重现期为设计使用年限选取相 应的荷载值,对于其他可变荷载,取值按GB50009《建筑结构荷载 规范》的规定采用; Sck一一永久荷载标准值的效应; SQ,k一一第i项可变荷载标准值的效应,其中 Sαk为第一个可 变荷载标准值的效应,其荷载效应在各可变荷载效应中起控制 作用; c.一一可变荷载Q:的组合值系数,应根据不同的荷载组合按 第3.1.7条的规定采用;

    结构或构件抗力的设计值。 移动通信工程钢塔榄结构构件承载能力极限状态设计应 下两种不同荷载基本组合,其可变荷载组合值系数应分别 1.7采用。

    R 一结构或构件抗力的设计值

    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. 7 采用。

    表3.1.7荷载基本组合及可变荷载组合值系数

    注:①表中G代表永久荷载,W代表风荷载,L代表平台活荷载,I代表覆冰荷载。 ②组合Ⅱ中一般取0.25,但0.25wo不小于0.15kN/m;对于覆冰后冬季风很大 的区域,应根据实地情况调查选用相应的值。 ③需要考虑雪荷载时,雪荷载的组合系数均取0.7

    3.1.8结构或构件承载力的抗震验算,应按式(3.1.8)进行计算:

    +YEhSEhk+ESEvk+wwSwk

    式中:c重力荷载分项系数,按表3.1.6采用; SGE一一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1.0,对平台的雪荷载取0.5; Eh、Ev——分别为水平、竖向地震作用分项系数,按表3.1.8 采用:

    表3.1.8地震作用分项系数

    Sck + SQk +Zc,SQ,k ≤

    Sck +a,SQ,k ≤ S

    表3.1.9可变荷载准永久值系数

    ①在风玫瑰图呈严重偏心的地区,风荷载的准永久值系数采用0.4(频遇值)。 ②雪荷载的分区按GB50009《建筑结构荷载规范》执行

    3.1.10移动通信工程钢塔榄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,塔榄结构任意点 的水平位移不得大于表 3.1.10的规定

    .10移动通信工程钢塔结构的水平位

    2在以风荷载为主的何载标准组合作用下,当塔梳结构上挂 有微波天线时,微波天线所在位置的塔(杆)身挠度角和扭转角,应 满足工艺设计要求且不大于1/2微波天线的半功率角。 3.按10m高处10min平均风速10m/s计,单管塔最上层平 台处的水平加速度幅值不应大于300mm/s?。 4.钢塔结构的地基变形应符合本规范第7.2.6条的规定

    3.2.1移动通信工程钢塔榄结构上的荷载与作用一般可分为以 下两类: 1.永久荷载与作用:结构自重、固定设备自重、拉线的初应力 土重、土压力、地基变形作用等。 2.可变荷载与作用:风荷载、覆冰荷载、地震作用、雪荷载、活 荷载(包括平台安装检修荷载)温度作用等。

    3. 2.2风荷载应按如下规定计算

    1.钢塔榄结构所承受的风荷载计算应按GB50009《建筑结构 荷载规范》的规定执行;当重现期为50年时,基本风压取值不得小 于0.35kN/m

    号中的数值用于圆形结构的表面粗糙,有凸出

    注:①高宽比为垂直风方向的天线高度和直径的比值。 ②中间取值可以采用插值法

    式中:qI 单位长度上的覆冰荷载(kN/m); 6一基本覆冰厚度(mm),按本条款的规定采用; d一一圆截面构件、拉索的直径(mm); 采用;

    式中:qa 单位面积上的覆冰荷载(kN/m)。

    3.2.5地震作用可按如下规定确负

    载可按2.0kN/m考虑,平台及栏杆还应考虑天线及支架的水平荷 载的作用,栏杆顶部水平荷载应按实际计算且不小于1.0kN/m

    3.3.1移动通信工程钢塔榄结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸 长率、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

    结构钢、Q345低合金结构钢、20号优质碳素结构钢,有条件时也可 采用Q390、Q420、Q460等钢材强度等级更高的结构钢,其质量标 准应分别符合GB/T700《碳素结构钢》、GB/T1591《低合金高强度 结构钢》和GB/T699《优质碳素结构钢技术条件》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一20℃时,不宜采用Q235沸腾钢。

    3.3.3拉线塔的拉索宜采用镀锌钢丝绳和钢绞线,其质量标准应 分别符合GB/T20118《一般用途钢丝绳》、GB8918《重要用途钢丝 绳》和YB/T5004《镀锌钢绞线》的规定。

    .3.4连接材料应符合下列要求:

    1.钢塔榄结构的焊接宜采用手工电弧焊,选用的焊条应符合现 行国家标准GB/T5117《非合金钢及细晶粒钢焊条》或GB/T5118 热强钢焊条》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、Q420钢、Q460钢,宜选用E55××型或 E60××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 体金属强度相适应,不同强度的钢材相焊接时,可按强度较低的钢 材选用焊接材料。焊丝和焊剂应符合GB/T14957《熔化焊用钢 丝》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 GB/T5782《六角头螺栓》、GB/T5780《六角头螺栓C级》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 GB/T1231《钢结构用高强度天六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术 条件》的规定。 5.地脚锚栓宜采用Q235钢、Q345钢或Q390钢制作,也可采 用35号、45号优质碳素钢或40Cr合金结构钢制作,但不得焊接。

    主:①表中直径指实芯棒材直径,厚度 和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度 ②20号优质碳素钢(无缝钢管)的强度设计值同Q235钢

    3.3.6计算下列情况的结构构件或连接时,第3.3.5条规定的强 度设计值应乘以表3.3.6中相应的折减系数。

    3.3.6计算下列情况的结构构件或连接时,第3.3.5条规定

    表3.3.6强度设计值折减系数

    施工条件较差的高空安装焊缝

    主:①入为长细比,对中间无联系的单 径计算,但当入<20 时,取入二20。 ②当两种情况同时存在时,其折减系数应连乘。

    4.1.1移动通信工程钢塔结构包括自立式钢塔架、单管塔、 线塔等型式。

    线塔等型式。 4.1.2移动通信工程钢塔榄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移动通信工程钢塔榄结构应按本规范3.1节的规定进行 承载能力极限状态计算,并依次以风荷载及覆冰荷载作为第一个 可变荷载进行组合计算,必要时还应进行抗震验算。 4.1.4移动通信工程钢塔榄结构应按本规范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移动通信工程钢塔结构平台内力和位移的计算,应根据

    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钢塔架,为配合场地条件或装饰效果,也可采 用矩形的钢塔架或小根开的三角形钢管塔等。 4.2.2计算自立式钢塔架结构时,宜将结构作为整体,按整体空 间刚架法或整体空间桁架法,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

    4.2.3当自立式钢塔架截面为四边形时,在风荷载或地

    房地产标准规范范本下,应考虑如下两种作用方向,如图 4.2.3所示

    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;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 数可按式(4.4. 1)确定:

    一杆身截面回转半径(m); 入。——弹性支承点之间杆身换算长细比,按本规范第5 条计算。

    4.4.2拉线塔的拉线可按一端连接于塔身的抛物线计算,拉

    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式(4.4.2)验算:

    式中:N一拉线拉力设计值(N); A一拉线的截面面积(mm); f一一拉线的抗拉强度设计值(N/mm)。 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100~200N/mm范围内选用。 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拉线塔的拉线布置:平面上宜为互交120°的三个对称方 向,或互交90°的四个对称方向,拉线与水平面夹角宜为40°~60°。 4.4.6拉线塔高度不宜超过40m。

    5.1.1移动通信工程钢塔榄结构的构件和节点连接设计除了应 满足使用阶段的受力要求外,尚应考虑施工阶段的受力要求。 5.1.2结构构件和节点连接设计精装修标准规范范本,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(如爬梯、爬钉等)应能承受至少1.0kN的施工 或检修集中活荷载;所有与水平面夹角不大于30°的构件,也应能 承受跨中1.0kN的检修荷载;此荷载不与其他荷载组合

    5.2.1结构构件的设计,应根据受力状态分别进行受弯、轴向拉 压等的强度计算以及整体稳定和局部稳定验算,具体计算应按 GB50017《钢结构设计标准》的有关规定进行,但塑性发展系数 , 应取为 1. 0

    2.2构件的长细比入不应超过下列

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