25m灯管塔计算
书
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概况:
本计算书为云南联通25m灯管塔
标准
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塔,设1个平台,分别在23m高度处,平台设计板状天线6付(迎风面积按0.45m2/付计);塔体采用圆形杆体,连接方式采用法兰连接,塔底用Q235预埋锚栓进行连接。
设计依据:
1. 设计依据:
(1) 钢结构设计
规范
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(GB 50017-2003)
(2) 高耸结构设计规范(GBJ135-2006)
(3) 建筑结构荷载规范(GB 5009-2001)(2006年版)
(4) 移动通信工程钢塔桅结构设计规范(YD/T 5131-2005)
2. 设计荷载:
根据建设单位提出的要求确定设计荷载。
塔架设计基本风压0.45kN/m2,设计地震烈度6度。
荷载计算:
按《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》第3.2.5条第3点,钢塔桅结构的抗震设防烈度为8度及以下时可不进行截面抗震验算,因此只验算风荷载作用下截面承载力。
以下统计风荷载:
按搬运条件、制作工艺等要求,将塔段从下至上分为8000,8000,11000共3段,每段厚度分别为10mm、8mm、6mm.
对杆体,移动通信工程钢塔桅结构设计规范(YD/T 5131-2005),本塔体为折边型,体型系数取Us=1.0;
塔段几何信息如下
表
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:
底部直径(mm)
540
顶部直径(mm)
270
分段数
3
塔体高度(m)
25
分段编号
1
2
3
分段长度(mm)
8000
8000
11000
分段壁厚(mm)
10
8
6
段顶高度(mm)
8000
8000
11000
段底直径(mm)
540
467
392
段顶直径(mm)
435
366
270
段中直径(mm)
330
416
488
段底面积(mm2)
228906
171120
120626
段底惯性矩(mm4)
7.056E+09
4.259E+09
2.562E+09
段顶面积(mm2)
38657
29288
21090
段顶惯性矩(mm4)
5.082E+09
3.182E+09
1.857E+09
塔段风荷载计算如下表:
基本风压(kN/m2)
0.45
体型系数
1.0
地面粗糙度
1
塔基高度(m)
25
周期(s)
0.60
分段编号
1
2
3
高度系数
1.25
1.38
1.50
风振系数
1.10
1.27
1.46
段底风荷载(kN/m)
0.60
0.69
0.78
段顶风荷载(kN/m)
0.54
0.62
0.70
段底自重(kN/m)
4.06
3.04
2.21
段顶自重(kN/m)
3.64
2.76
1.99
天线和平台风荷载如下表:
平台高度(m)
25
23
天线面积(m2)
0.25
0.25
天线数量
6
6
折减系数
0.7
0.7
天线荷载(kN)
8.65
7.89
平台直径(m)
1.5
1.5
平台荷载(kN)
4.94
4.51
合计(kN)
13.60
12.39
内力计算:
内力计算采用ANSYS通用有限元程序,选用Beam44变截面梁单元,荷载作用简图及计算结果(位移、弯矩、剪力)如下:
荷载作用简图 位移简图
弯矩简图(设计值) 剪力简图(设计值)
位移及承载力验算:
1. 位移:风荷载标准值作用下顶部位移为1548/1.4=1106mm,顶部高度28m,因此位移比为1.106/28=1/25,按《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》,在风荷载为主标准组合作用下,按非线性分析水平位移限值为1/40,因此满足。
2. 应力计算:
各段底部弯矩及应力计算如下表:
钢材牌号
Q235
分段编号
1
2
3
μd
1.00
1.00
0.99
轴力N(kN)
134
96
73
弯距M(kN*m)
1925
1380
977
(N/A+M/W)/μd
160.79
171.04
184.28
是否满足
OK
OK
OK
3. 法兰连接:
本塔体采用法兰的连接形式,按规范要求,法兰连接计算如下表:
分段编号
1
2
3
螺栓材质
Q235
8.8S
8.8S
螺栓个数
20
30
26
螺栓直径(mm)
48
27
27
螺栓分布直径(mm)
1376
938
846
单个承载力(kN)
206.2
183.8
183.8
螺栓间距(mm)
216
98
102
可抵抗弯矩(kN*m)
1915.7
2115.5
1663.9
螺栓最大拉力(kN)
207.24
118.8
106.7
是否满足
100.50%
OK
OK
4. 塔底锚栓计算:
按规范,对塔边取矩,采用12M42锚栓,材质为Q235,每根M42锚栓的承载力为112.5kN,
按规范计算,最大锚栓拉力为117.9kN,大于112.5kN,但
,工程允许。
综上,计算满足规范要求。
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