《钢结构单管通信塔技术规程》CECS236:2008.pdf
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H一一一单管塔基础顶面到塔顶的高度; W一毛截面抗弯模量基础底面抗弯模量; D一圆柱形单管塔外径;多棱柱形单管塔截面外接圆 外径; 一 圆柱形、多棱柱形单管塔壁厚;内、外法兰盘的厚 度;肋板的厚度; 6一—一多棱柱形单管塔单边宽度; h一法兰盘加劲肋板的高度;基础顶面与基础底面的
2.2.4计算系数及其它
YR 结构抗力分项系数; o 土的折算内摩擦角; Tg 特征周期; T 结构自振周期,
数设计表达式进行计算。 3.0.2单管塔的设计基准期为50年。一般单管塔的结构安全等 级为二级,抗震设防类别为内类,有特殊要求时可根据使用要求及 现行相关国家标准另行确定。 3.0.3单管塔的承载能力极限状态设计应满足由可变荷载效应 控制的基本组合表达式:
水利软件、计算3.0.3单管塔的承载能力极限状态设计应满足由可变荷载效应 控制的基本组合表达式:
KGk,1. 4XQwk,Qk)
按下列要求确定: 1在风荷载频遇组合下(且风压不小于0.2kN/m),加抱杆 小微波天线高处塔身角位移应小于4°,且塔顶水平位移不应大于 塔高的: 1 2塔上附加天线抱杆的弯曲变形不应大于附加抱杆杆身高
3.0.6按10m高处10min平均风速10m/s计,单管塔最上层平
3.0.6按10m高处10min平均风速10m/s计,单管塔最上层平
1永久荷载:结构及附属构件的自重、固定设备重、土重、侧 向土压力等; 2可变荷载:风荷载、覆冰荷载、多遇地震作用、雪荷载、安装 检修荷载、平台活荷载等。
1作用于单管塔表面单位投影面积上的水平风荷载标准值 下式计算:
Wk = βz pμs μz o
式中k 作用在单管塔乙高度处单位投影面积上的风荷载 标准值(kN/m,按风向投影); 基本风压(kN/m),应按本章第4.2.2~4.2.4条 的规定采用; 条的规定采用; 用; β,——z高度处的风振系数,可按本章第4.2.7条的规定 采用。
4.2.2基本风压W系以当地比较空旷平坦地面、离地10m高
4.2.2基本风压Wo系以当地比较空旷平坦地面、离地10m高
统计50年一遇的10min平均最大风速为标准,其值应按现行 标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用,但不得,
0. 35kN/m
.SOKT 4.2.3山区及偏僻地区的10m高处的风压,应通过实地调查和 对比观察分析确定。一般情况可按附近地区的基本风压乘以下列 调整系数采用: 1对于山间盆地、谷地等闭塞地形,0.75~0.85; 2对于与风向一致的谷口、山口,1.20~1.50。 4.2.4沿海海面和海岛的10m高处的风压,当缺乏实际资料时 可按邻近陆上基本风压乘以表4.2,4规定的调整系数采用
表4.2.4海面和海岛的基本风压调整系数L
4.2.5风压高度变化系数,对于平坦或稍有起伏的地形,应根据 地面粗糙度类别按表4.2.5确定
表 4. 2.5风压高度变化系数
续表 4. 2. 5
注:地面粗糙度可分为A、B、C、D四类
注:地面粗糙度可分为A、B、C、D四类: A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城市郊区; C类指有密集建筑群的中等城市市区; D类指有密集建筑群但房屋较高的大城市市区。
4.2.6单管塔的体型系数可按下列规定采用:
1单管塔风荷载体型系数按表4.2.6取值:
表4.2.6单管塔风荷载体型系数
主:1正十二边形、正十六边形可列入表面粗糙的圆形; 2爬梯在内为表面光滑,爬梯在外但无护圈为表面粗糙,可不计爬梯迎风面 积
3:爬梯在外且有护圈为表面粗糙,且应计入护圈迎风面积。 2平台及栏杆体型系数为1.9,迎风面积按正面迎风面积
板状通信天线的体型系数为1.3,迎风面积按天线根数乘 宽度乘长度。 单管塔的风振系数β,可按下式确定:
B,=(1+6e182)Xk
注:1T为单管塔的第一自振周期(s)。 2计算强度时,w*取wo;计算变形时w*取0.4o。 3计算w*T时,对地面粗糙度B类地区可直接代入基本风压(频遇风压), 而对A类、C类和D类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62和 0.32后代人。
三:1T为单管塔的第一自振周期(s)。 2计算强度时,w*取wo;计算变形时w*取0.4zo。 3计算*T时,对地面粗糙度B类地区可直接代入基本风压(频遇风压) 而对A类、C类和D类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62利 0.32后代人。
风压脉动和风压高度变化的影响系
4.3地震作用和抗震验算
对下列单管塔可不进行抗震验算但应满足抗震构造要求 抗震设防烈度为6度,任何场地;
4.3.4单管塔地震影响系数曲线(图4.3.4)的形状参数应符合 下列要求:
1)直线上升段,周期小于0.1s的区段。 2)水平段,自0.1s至特征周期区段,应取最大值(αmax)。 3)曲线下降段,自特征周期至8倍特征周期区段; 4)直线下降段,直8倍特征周期至7s区段:
地震影响系数:αmax一地震影响系数最大值;Tg一特征周期;T一结构自振周期 图4.3.4地震影响系数曲线
4.3.5单管塔采用振型分解反应谱法计算地震作用时
单管塔采用振型分解反应谱法计算地震作用时,i振型 平地震作用标准值F应按下式计算(图4.3.5):
水平地震作用产生的总作用效应S可按下式计算:
式中 F;i 振型i质点的水平地震作用标准值:
图4.3.5水平地震作用
Fj=αiYjujG; j1,2,......m. =1 Y; = Zu.G:
α;一相应于i振型自振周期T,的水平地震影响系数; uji一—一j振型i质点的水平相对位移 G一一集中于i质点的重力荷载代表值; ;一i 振型的参与系数; S;一一i振型水平地震作用标准值产生的作用效应(弯矩、 剪力、轴力和变形等):振型数㎡可取5~7。 4.3.6计算单管塔的地震作用时,其重力荷载代表值应取结构自 重标准值和各竖向可变荷载组合值之和,结构自重和各竖向可变 荷载组合值系数应按下列规定采用: 1对结构自重(结构和构配件自重、固定设备重等)取1.0; 2对平台活荷载取0.5; 3对平台雪荷载取0.5(与活荷载不重复,取大者)。
α;——相应于j振型自振周期T,的水平地震影响系数; uji———i振型讠质点的水平相对位移; G:一一集中于i质点的重力荷载代表值; ;一ji 振型的参与系数; S一一j振型水平地震作用标准值产生的作用效应(弯矩 前力、轴力和变形等),振型数 m 可取 5~7。
4.3.6计算单管塔的地震作用时,其重力荷载代表值应
重标准值和各竖向可变荷载组合值之和,结构自重和各竖向可变 荷载组合值系数应按下列规定采用: 1对结构自重(结构和构配件自重、固定设备重等)取1.0; 2对平台活荷载取0.5; 3对平台雪荷载取 0.5与活荷载不重复,取大者),
5.1.1单管塔设计应按现行国家标准《高耸结构设计
1单管塔设计应按现行国家标准《高结构设计规范》进 度、稳定验算。构件和连接设计应满足施工和建成使用阶 受力要求。
5.1.2单管塔选用的钢材材质应符合现行国家标准《钢结构
规范》GB50017的要求。
5.1.3单管塔结构的钢材及连接强度设计值应按本规程附录A 的表 A. 1~ A. 3 采用。
5.1.3单管塔结构的钢材及连接强度设计值应接本规程附
不小于6mm的构件,锌层平均厚度不小于86um;对于厚度小于 6mm的构件,锌层平均厚度不小于65um。对于维护条件较好的 单管塔,也可采用其它方法防腐蚀,此时应按相应的技术标准进行 设计。 5.1.5单管塔结构应有可靠的防雷接地,并满足有关行业标准,
5.1.5单管塔结构应有可靠的防雷接地,并满足有关行
5.2.2单管塔应进行变形验算,并满足本规程第3.0.4条的控制
圆形单管塔考虑应力水平对管壁局部失稳的影响,应按公
1.0 ≤140 73.85 1832.5 () (D)
1.0 t 66.62 1926.5 μd=^0.565+ (D) () ≤245 T
1. 0 = [1. 42(1. 0—0. 000522 ,号) 565≤/F,≤95
5.3.1钢管对接法兰盘可根据法兰位置在筒内、外分为内法兰和 外法兰,法兰螺栓宜采用高强度等级普通螺栓。 5.3.2法兰受压、弯时,其受压边缘的力由筒壁与法兰板之间的 内外环焊缝传递,内外连接焊缝承载能力之和不应小于筒壁承载 能力(图5.3.2)。法兰板受弯应由最大受拉螺栓所在区域控制。
图5.3.2法兰连接示意
1当外法兰盘承受压力和弯矩M时,螺栓最大拉力应按下 式计算:
M.y ≤N. 12
2当内法兰盘承受压力和弯矩M时,普通螺栓或承压型高 累栓最大拉力应按下式计算:
式中t一 内、外法兰盘的厚度(mm); f—内、外法兰盘钢材的抗弯强度设计值(N/mm); Mmax 内、外法兰盘螺栓拉力最大区域根据三边支承板所算
出的最大弯矩,Mmax可按表5.3. 4 计算确定。
表5.3.4均布荷载下有加劲助法兰(一边简支,两边固结板) 弯矩计算系数m,和加劲板反力比α
表5.3.4均布荷载下有加劲助法兰(一边简支,两边固结板) 弯矩计算系数m和加劲板反力比α
表5.3.4均布荷载下有加劲肋法兰(一边简支,两边固结板 弯矩计算系数m,和加劲板反力比α
:1α为固结边长度,6为简支边长度(图5.3.4),实际取扇形区域的平均宽 度: 2 法兰板最大弯矩Mmaxmbqb; 3加劲板受力P二αNtmax,Ntmax为单个螺栓最大拉力设计值,按5.3.3条计 算确定:
注:1α为固结边长度,6为简支边长度(图5.3.4),实际取扇形区域的平均宽 度; 2 法兰板最大弯矩Mmaxmbqb; 3加劲板受力P二αNtmax,Ntmax为单个螺栓最大拉力设计值,按5.3.3条计 算确定;
图5.3.4法兰板受弯计算简图
5.3.5法兰加劲肋板焊缝应按下列公式验算(图5.3.5)
5.3.5法兰加劲肋板焊缝应按下列公式验算(图5.3.5)
图 5.3.5 内、外法兰肋板焊缝计算
装偏差,不宜小于套接段外管最大内径D的1.5倍,套接段外管 长度L纵焊缝应按一级焊缝设计。
5.4.1单管塔所采用的筒体壁厚不应小于 5mm,内爬式
5.4.1单管塔所采用的筒体壁厚不应小于5mm,内爬式塔筒体 直径不应小于600mm,爬梯钢管壁厚不应小于3mm,法兰盘厚度 不宜小于20mm;法兰螺栓宜采用高强度等级的普通螺栓。 5.4.2内法兰与管体连接处应开流锌孔,法兰加劲板直角与环焊 缝相交处应设计切角。 5.4.3单管塔塔段长度确定应考虑板材的规格、尺寸及运输和施 工条件限制,并应尽量减少环向接头。 5.4.4焊缝金属应与主体金属相适应,当不同强度的钢材连接 时,应采用与较低强度钢材相适应的焊接材料。 5.4.5设计中不得任意加大焊缝。塔筒对接焊缝的坡口形式:当 板厚t≤6mm时,不宜开坡口;当6mm
20mm时宜采用K型坡口。 6角焊缝尺寸应符合下列要
1角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于1.5t,t为较厚焊件 当采用低氢型碱性焊条施焊时,t可采用较薄焊件的厚度;
形连接的单面角焊缝,应增加1mm,当焊件厚度等于或小于4mm 时,则最小焊脚尺寸应与焊件相同。 2角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管 结构除外),但板件(厚度为t)边缘的角焊缝最大焊脚尺寸,尚应 符合下列要求: 1)当 t≤6mm,ht≤t; 2)当 t>6mm,h≤t一(1~~2)mm; 3)角焊缝两焊脚尺寸应相等。 4)侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8h和 40mm。 5)侧面角焊缝的计算长度不宜天于60h,当大于上述数值 时项目管理和论文,其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分 布时,其计算长度不受此限。 5.4.7单管塔连接法兰螺栓应采用双螺母防松,靠近地面的地锚 螺栓宜采取防拆卸措施。 5.4.8受剪螺栓的螺纹不宜进入剪切面。 5.4.9当塔筒连接采用内法兰时,宜采用有加劲肋法兰形式。 5.4.10单管塔连接法兰构造应符合下列要求: 1法兰螺栓布置应采用多而密的高强度等级螺栓,螺栓巾心 到管壁距离应满足操作要求; 2对于有加劲肋法兰盘:管径小于120mm时,螺栓不应少 于4个;管径天于120mm时,螺栓不宜少于6个;加劲板的厚度不 应小于板长的1/15,并不小于5mm; 3当钢管与法兰板连接时,钢管应进入法兰板,双面坡口应 焊接; 4 柱脚底部法兰盘宜设置调节螺母。 5.4.11 焊缝应避免立体交叉。
到管壁距离应满足操作要求; 2对于有加劲肋法兰盘:管径小于120mm时,螺栓不应少 于4个;管径大于120mm时,螺栓不宜少于6个;加劲板的厚度不 应小于板长的1/15,并不小于5mm; 3当钢管与法兰板连接时,钢管应进入法兰板,双面坡口应 焊接; 4 柱脚底部法兰盘宜设置调节螺母。
5.4.12单管塔开孔时,孔横截面宽和孔长应尽可能小
强材料超出孔的上、下缘的长度不宜小于孔的宽度。 5.4.13柱脚宜外包高度不小于200mm的混凝土,外包高度应 覆盖锚栓顶。
6.1.1单管塔的基础选形应根据建设场地条件和地基状况,按表 6. 1. 1 确定,
表 6. 1.1单管塔基础选型
6.1.2 单管塔的基础满足表6.1.2的条件时建筑CAD图纸,可 表6.1.2可不作基础变形验算的条件
61.3在正常使用极限状态标准组合下,基础底面充许脱开地基 土的面积不应大于底面全部面积的1/4。 6.1.4单管塔地基基础设计前应进行岩土工程勘察。 6.1.5单管塔地基基础设计中所采用的荷载效应最不利组合与 相应的抗力代表值应符合下列规定:
定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限 状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征 直或单桩承载力特征值。 2计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使 用极限状态下的荷载效应的准永久值组合,当风玫瑰图严重偏心 时,取风的频遇值组合,不应计入地震作用。 3计算地基和斜坡的稳定及滑坡推力、地基基础抗拔等时, 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其荷载分项系 数均为1.0。 4在确定基础或桩承台高度、计算基础内力、确定配筋和桩 身强度验算时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力, 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项 系数。 6.1.6当单管塔地基基础有可能处于地下水位以下,进行抗倾覆 计算时,应考虑地下水对基础及基上覆土的浮力作用,并确定地下 水对基础有无侵蚀性及进行相应的防腐蚀处理。 5.1.7钢结构单管通信塔独立扩展基础及短柱基础边缘靠河边 距离较近时河边应设护坡,且基础边离开有可靠护坡的河边的距 离不应小于基础理深的0.4倍。 6.1.8单管塔的基础埋深应大于当地冻土深度,并选择合适的地 基土作为持力层。
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