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单管塔设计
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目录
TOC\o1-3\h\z\u一、工程概况 1
1.1设计参数 1
1.2结构选型与构件布置 1
1.2.1主体结构 1
1.2.2平台 2
1.2.3天线 2
1.2.4馈线、爬梯 2
1.2.5基础 2
二、荷载计算 3
1.1永久荷载 3
1.1.1塔身自重 3
1.1.2平台自重 3
1.1.3天线自重 3
1.1.4爬梯和馈线自重 3
1.1.5永久荷载计算结果 3
1.2横向风荷载计算 3
1.2.1基本公式 3
1.2.2基本风压w0 3
1.2.3风压高度变化系数μz 4
1.2.4风荷载体形系数μs 4
1.2.5风振系数βz 4
1.2.6平台及栏杆所受风荷载 5
1.2.7横向风荷载计算结果 6
1.3其他可变荷载 6
1.3.1覆冰荷载 6
1.3.2地震作用 6
1.3.3雪荷载 6
1.3.4安装检修荷载 6
1.3.5平台活荷载 7
1.3.6其他活荷载计算结果 7
1.4荷载计算结果 7
三、荷载效应组合 8
3.1承载能力极限状态 8
3.2正常使用极限状态 8
3.3荷载分布图 9
3.3.1承载能力极限状态荷载分布图 9
3.3.2正常使用极限状态荷载分布图 10
四、内力计算 11
4.1分析方法 11
4.2计算模型 11
4.3荷载工况 12
4.4计算结果 13
4.4.1轴力计算结果 13
4.4.2剪力计算结果 14
4.4.3弯矩计算结果 15
五、截面验算 16
5.1承载能力极限状态验算 16
5.1.1强度验算 16
5.1.2稳定验算 16
5.2正常使用极限状态验算 17
六、连接设计 18
6.1连接形式 18
6.2螺栓设计 18
6.2.1螺栓规格 18
6.2.2螺栓在法兰板上的位置 18
6.2.3螺栓验算 18
6.3法兰板设计 19
6.3.1法兰板基本尺寸 19
6.3.2法兰板受弯计算方法 19
6.3.3法兰板厚度 20
6.4加劲肋设计 21
6.4.1加劲肋尺寸 21
6.4.1加劲肋板焊缝验算 21
七、材料统计 22
参考文献： 23
附件：单管塔分析命令流 24
附表：单管塔计算表 33
表1永久荷载计算表 33
表2可变荷载计算表 34
表3荷载效应组合计算表 35
表4法兰板计算表 36
表5加劲肋板计算表 37
一、工程概况
1.1设计参数
基本风压
0.3kN/m
地面粗糙度
B类
塔身高度
50m
设计基准期
50年
安全等级
二级
抗震设防类别
丙类
1.2结构选型与构件布置
1.2.1主体结构
单管塔塔身总高度为52m，其中塔身结构高度为50m，避雷针高2m；同济大学的黄健等对单管塔的选型进行了研究，本文采用《单管塔的简化设计》提供的公式预估单管塔底径：
z=0.017x+1.4y+0.2
式中：z：单管塔底径
x：塔高，x=50m
y：风压，y
采用变截面圆钢管，底径z=0.017×50+1.4×0.35+0.2=1.54m，取为1600mm，顶部直径600m；根据结构设计高度与荷载情况，按照《高耸结构设计规范》与《钢结构单管通信塔技术规程》中基本条文规定，此单管塔主要结构布置如下：
段号
1
2
3
4
5
6
7
8
段长
8
8
8
7
7
6
6
2
顶部标高hi/m
8
16
24
31
38
44
50
52
平均标高hi/m
4
12
20
27.5
34.5
41
47
51
底部直径D/mm
1600
1440
1280
1120
980
840
720
105
顶部直径D’/mm
1440
1280
1120
980
840
720
600
50
各段壁厚t/mm
16
16
14
12
10
10
8
5
主体结构如图所示：
1.2.2平台
分别在44m和48m高度处设置两个平台，平台的自重按100kg/m
1.2.3天线
天线采用板状天线，每层6根，每根重量为80kg，挡风面积为1
1.2.4馈线、爬梯
爬梯选择内爬梯，馈线布置在塔筒内部。
1.2.5基础
选择现浇独立板式基础。
二、荷载计算
1.1永久荷载
1.1.1塔身自重
塔身自重考虑法兰板、螺栓、加劲肋，将精确计算的塔身自重乘以系数1.3。
1.