《混凝土电视塔结构技术规范》GB50342-2003.pdf
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应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C40。 3.1.2其他规定应按《混凝土结构设计规范》GB50010执行
3.1.2其他规定应按《混凝土结构设计规范》GB50010执行
3.1.2其他规定应按《混凝土结构设计规范》GB50010执行
3.2.1普通钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋。预应力钢筋宜 采用钢铰线市政图纸、图集,
3.2.2电视塔所用钢结构钢材,可采用Q235钢、Q345钢
钢以及耐候钢等,其质量标准应分别符合《碳素结构钢》GB/T 700《低合金高强度结构钢》GB/T1591、《优质碳素结构钢》 GB/T699和《焊接结构用耐候钢》GB4172的规定。主要受力构 件在冬季计算温度等于或低于一20℃时,不宜采用Q235沸腾钢。 3.2.3承重结构钢的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷 弯试验以及碳、硫、磷含量的合格保证
3.3.1手工焊接采用的焊条应符合现行标准《碳素钢焊条》 GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定要求。选择的 焊条型号应与主体金属强度相适应。
焊茶型号应与士体金属独度相道应。 3.3.2自动焊或平自动焊采用的焊丝和焊剂应与主体金属强度 相适应,并应符合相对应的标准的规定。 3.3.3普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓 C级》GB/T
3.3.4高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度
3.3.4高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角 头螺栓》GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229、 《钢结构用高强度垫圈》GB/T1230、《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/T1231或《钢结构用扭剪型 高强度螺栓连接副》GB/T3632、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连 接副技术条件》GB/T3633的规定。
4.1.1电视塔应通过结构选型、计算、材料选用、构造措施,达到 预定的功能。 4.1.2.本规范采用分项系数的设计表达式表达的,以概率理论为 基础的极限状态设计方法。
4.1.3整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能
极限状态可分为下列两类: 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 达到最大承载力或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 达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
要求,分别按以下规定进行计算和验算: 1承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括压屈 失稳)计算;在必要时尚应进行结构的倾覆和滑移验算;对预制构 件尚应进行制作、运输和安装阶段验算; 2变形:对使用上要求控制变形的结构或结构构件,应进行 变形验算; 3抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进 行混凝土拉应力验算;对使用上充许出现裂缝的构件,应进行裂缝 宽度验算。
承载能力极限状态计算规定
4.2.1电视塔依其重要性分为三个安全等级。电视塔安全等级 应符合表 4. 2. 1 的规定。
表4.2.1电视塔安全等级
4.2.2结构构件的承载力设计应采用下列极限状态设计 式:
k +Yo, SQ1k +ZYciYo: SQik)
表4.2.3可变作用组合值系数
作用、裹冰作用、安装检修的可变作用。
YE 分别为水平、竖向地震作用分项系数,应按表4.2.4 采用; 风作用分项系数,应采用1.4; SGE: 重力荷载代表值的效应; Sehk 水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大 系数或调整系数; SEvk 竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大 系数或调整系数; Swk 风作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或 调整系数; 亚w一 风作用组合值系数,可取0.2; R 结构构件承载能力设计值: YRE 承载力抗震调整系数,对混凝土塔身取1.0,对钢构 件和其他混凝土构件取0.8,对连接取1.0
表4.2.4地震作用分项系数
4.3.1对正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,分别采用 作用的短期效应组合和长期效应组合进行设计,并应保证变形、裂 缝、加速度等计算不超过相应的规定限值。 1短期效应组合:
Se+SQ+ZWe, Soik
Sek+ZWe, Soik
1在风作用下,塔上榄杆质点的水平位移不宜天于该点离地 高度的1/100; 2在风荷载和不均匀日照温差的作用下,对设置有转角要求 设备(如天线)的塔在设备所在位置处的塔身转角,不得大于设备 充许转角的规定限值: 3按4.3.1条规定的效应组合作用下,钢筋混凝土构件的最 大裂缝宽度不应大于0.2mm; 4在风荷载的作用下,对塔上设有游览设施和有人房间的 塔,其游览设施和有人房间所在位置处塔身动风位移加速度不宜 大于 0. 2m/ s。
5.1.1电视塔结构上的作用可分为下列两类
1永久作用:在设计基准期内量值不随时间变化,或其变化 与平均值相比可忽略的作用。例如结构自重、固定设备重、土压 力、预应力、混凝土收缩、地基沉降等; 2可变作用:在设计基准期内量值随时间变化,且其变化与 平均值相比不可忽略的作用。例如风荷载、裹冰荷载、地震作用、 温度作用、使用中的人员和物料重、施工中的设备重或作用力等。
作用于电视塔结构上的风作用压力的标准值,应按下式计
Wok =μsl",Wd
式中Wok 风荷载压力的标准值; 。 风荷载体型系数; 风压高度变化系数; W 基本风压(kN/m) 注:基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一退 10min平均最大风速V。(m/s)为标准,按w。=V/1600确定的风压值。如无 上述统计数据时,可按《建筑结构荷载规范》GB50009中全国基本风压分布图 香得的数值采用。
5.2.2电视塔设计所采用的基本风压不得小于0.35kN/m。
地面粗糙度可分为A、B.C三类:
定。地面粗糙度可分为 A、B、C三类:
A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸和沙漠地区: B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇 和大城市郊区; C类指有密集建筑群的大城市市区
表 5.2.3 风压高度变化系数Ⅱ
5.2.4风荷载体型系数,可按表5.2.4的规定采用,对一级 塔和外形较复杂的电视塔应通过风洞试验确定
风荷载体型系数,可按表5.2.4的规定采用,对一级电视 较复杂的电视塔应通过风洞试验确定
表5.2.4风荷载体型系数项次类别体型及体型系数凌边构件μ,=1. 3当wod2≤0.003时,=1.2当j,Wod≥0.02时=0.7中间值按插入法计算wo以kN/m?计时,d以m计圆截当μ,und≥0. 02 时,μ,值按下表采用面构2筑物s/d<0.250.50.751. 01.52.0≥3或构1. 41.050.880.820.760.730. 7件当μ,Wgd≥0.02时,。值按下表采用s/d0. 51.53.04.06.08.0≥10s0.791.01.151,31.331. 4当μ,wd≥0.02时,,值按下表采用,其中d为多边形外接圆的直径多边型塔体截面正六边正八边正十二边≥十二边1.100.850.750.7013
续表 5. 2. 4
续表 5. 2. 4
(a)散口半圆球和口抛物面:
续表 5. 2. 4
stμs(1+) 式中亚按右上图采! (b)四边形和三角形塔架:
5.2.5作用于塔结构上的风荷载,应考虑阵风脉动的动力作用, 一般将塔体结构视为多质点体系,作用于结构第i点质点第i振 型作用力的代表值,可按下式确定:
中 M 结构第讠质点的集中质量:
Wkj=Wok;A: +MYy$n ZYi WokiA;mi n= ZY,M
第i质点振型的水平相对位移; 第i振型的空间相关系数; 结构第i振型的参与系数: Woki 第i质点风作用压力的标准值: A: 结构第i质点的挡风面积; mi 第i质点风作用的脉动系数。
表 5.2.6脉动增大系数
表 5. 2. 7 空间相关系数
5.2.8脉动系数,按表5.2.8确定
表5.2.8脉动系数
设计电视塔时,应考虑外露的结构件、管线、塔上设备(如
天线)表面裹冰引起的重力作用及挡风面积增大的影响。
5.3.2基本裹冰厚度应根据当地离地10m高度处的观测资料, 取重现期为50年最大裹冰厚度的统计数值。计算高度处的裹冰 享度6按基本裹冰厚度6。乘以表5.3.2中相应的裹冰高度变化 系数确定,
表5.3.2裹冰高度变化系数
5.3.3管线和构件上的裹冰作用应按以下规定确定: 1 圆截面构件和管线上的裹冰荷载(kN/m)可按下式计算:
5.3.3管线和构件上的裹冰作用应按以下规定确定:
q=μb(d+μxb)y·10
1对处于7度硬、中硬场地,且基本风压 w≥0.4kN/m 时,及7度中软、软场地和8度硬、中硬场地,且基本风压W 0.7kN/m时,可不进行抗震验算; 2对处在8度和9度场地上的塔,应计算水平和竖向地震的 共同作用;8度和9度场地上的一级电视塔,宜进行专门研究;
3单筒型电视塔,应同时计算两个主轴方向的水平地 用;多简型电视塔除应同时计算两个主轴方向的水平地震作 尚应同时计算两个正交非主轴方向的水平地需作用。
3单筒型电视塔,应同时计算两个主轴方向的水平地震作 用;多简型电视塔除应同时计算两个主轴方向的水平地震作用外, 尚应同时计算两个正交非主轴方向的水平地震作用。 5.4.2对安全等级为三级的电视塔,可采用振型分解反应谱法进 行地震作用计算;对安全等级为一级和二级的电视塔,除采用振型 分解反应谱法进行地震作用计算外,尚应根据表5.4.2规定的设 小书大灿蛋速座传用租八书进礼大饰
5.4.2对安全等级为三级的电视塔,可采用振型分解厅
行地震作用计算;对安全等级为一级和二级的电视塔,除采用振型 分解反应谱法进行地震作用计算外,尚应根据表5.4.2规定的设 计基本地震加速度值采用时程分析进行补充计算
表5.4.2设计基本地震加速度值
注:g为重力加速度,g9.8m/s。 按振型分解反应谱法进行地震作用计算时,对安全等级为三 级的电视塔,计算振型数不宜少于5个;对安全等级为一级和二级 的电视塔,计算振型不宜少于7个。
Fi=a;yYjG Y; = ZG,Y: / ZG,Y
式中Fi——j振型质点i的水平地震作用标准值; 行专门研究的电视塔外,其余均按《建筑抗震设计 规范》GB50011确定; Yji—j振型质点i的水平相对位移; 一一i振型的参与系数。
5.4.4水平地震作用标准值的效应(弯矩、剪力、变形、轴力等), 可按下列公式确定:
S=(ZS?)1/2
振型水平地震的作用标准值的效应,其中因水平
变形和重力引起的次效应,可只计算第一振型值。 地震作用标准值应按下列公式确定:
FEk=αmGeav F, =FewGh,/2Gh
FEvk 结构总竖向地震作用标准值: Fvi 质点讠的竖向地震作用标准值; h:h; 分别为质点i、j的计算高度; αvm 竖向地震影响系数的最大值,可按水平地震影响 系数最大值的1.2倍采用; 结构参与竖向振动的总重力作用代表值。
6.1.1塔楼应根据使用和工艺要求、建筑造型、材料和施工条件
6.1.1塔楼应根据使用和工艺要求、建筑造型、材料和施工条件 等因素进行结构选型,并宜优先采用自重轻的结构方案。 5.1.2塔楼支撑结构宜选用钢结构、混凝土悬臂板或锥壳;楼层 结构宜选用现浇混凝土楼板和钢结构梁柱。
6.2塔楼内力和变形计算
2.1塔楼结构计算应考虑可能出现的永久作用和可变作月
6.2.2塔楼设计应按本规范第4.2节规定进行承载能力极限状
2.2塔楼设计应按本规范第4.2节规定进行承载能力极阝 计算,按本规范第4.3节规定采用短期效应组合进行正常 限状态验算。
6.2.4塔楼承重结构水平拉力应由结构自身承受,而不宜使塔体 承受塔楼承重结构产生的水平拉力。
承受塔楼承重结构产生的水平拉力
6.3.1塔楼楼层钢结构构件应按《钢结构设计规范》GB5 行设计。
6.3.2塔楼承重结构采用混凝土倒锥壳时,应施加预应力,以承 受锥壳水平拉力。
6.3.2塔楼承重结构采用混凝土倒锥壳时,应施加预应
承点,其截面或应力突变处,均应进行局部验算。
4塔楼楼层结构应验算混凝土楼板收缩、作用的不均匀全 顶应力及施工等对承重结构的影响。
7.1.1电视塔塔体应根据工艺和使用要求、建筑造型、自然条件、 材料和施工等因素,进行结构选型。塔体外型宜由平滑连续曲线 或直线构成,水平截面宜采用对称截面,一般宜采用圆简截面;塔 体上部钢结构可采用单筒截面或空间桁架、刚架。 7.1.2塔体设计应按本规范第4.2节规定进行承载能力极限状 态计算,计算时应遵照下列补充规定进行: 1对塔体混凝土塔段应采用表4.2.3中I、Ⅲ作用组合进 行;对钢结构塔段应采用I、Ⅱ、Ⅲ作用组合进行; 2在进行抗震计算时,可不计算由竖向地震作用引起的塔体 弯曲的次效应。 7.1.3塔体设计应按本规范4.3.1条规定采用短期效应组合进 行正常使用极限状态验算,并符合4.3.2条的规定。 7.1.4对塔体施加预应力,应依使用要求、风和地震作用、施工和 投资等因素确定。
电统格本报优 材料和施工等因素,进行结构选型。塔体外型宜由平滑连 或直线构成,水平截面宜采用对称截面,一般宜采用圆简看 体上部钢结构可采用单筒截面或空间架、刚架
7.2塔体变形和内力计算
7.2.1塔体简化为多质点悬臂体系计算时,沿塔高每10~20m 宜设一个质点,塔体截面突变处、质量集中处和计算需要处,应增 设质点,一般每座塔的总数不少于20个。 各质点的质量或重力,可按相邻上、下质点距离内的质量的 1/2或重力的1/2采用。 相邻两质点间的塔体刚度,可采用该区段的平均截面刚度;在 计算塔体截面刚度时,可不计开孔和局部加强措施的影响。
7.2.2计算塔体自振特性、正常使用极限状态和抗震计
计算结构自振特性时:0.85E。I 计算正常使用极限状态时:0.65E。I(混凝土) 0.85EI(预应力混凝土) 抗震计算时:0.85EI(混凝土) E.I(预应力混凝土) 式中 E。一一混凝土的弹性模量(Pa); I一塔体截面的惯性矩(m4)。 7.2.3计算日照作用时圆筒型塔体截面曲率可按下式证算
1/p=α,At/d
4元.Y a= T?
式中a一 动风位移加速度(m/s); T一一塔体i振型自振周期(s); Y一一在风作用动力分量的作用下,塔体的水平位移值 (m)。 7.2.5在进行塔体承载能力极限状态计算和正常使用极限状态 验算时,应计算因重力和塔体位移所产生的次效应,其附加矩 人M可按下式计算:
验算时,应计算因重力和塔体位移所产生的次效应螺钉标准,其附加 △M可按下式计算:
AM i质点的附加弯矩 G: i质点的重力;
、Y 分别为i质点、i质点的最终水平位移。
7.3正截面承载能力计算的规定
7.3.1 止截面承载能力应按下列基本假定进行计算: 1 变形后截面仍保持平面; 2不考虑混凝土的抗拉强度 3混凝土受压,当压应变ε.≤0.002时,应力应变曲线为抛 物线;当压应变ε.>0.002时,应力应变曲线呈水平线,其极限压 应变sc取0.0035,相应的最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计 值。; 4钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但不大于 其强度设计值。受拉钢筋的极限拉应变取0.005。 7.3.2塔体钢筋混凝土正截面承载能力极限状态按表7.3.2确 定
表7.3.2正截面承载能力极限状态
矿山标准规范范本注:fpy一预应力钢筋的抗拉强度设计值。 应力。 E。一预应力钢筋的弹性模量。
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