钢结构单管通信塔自振基本周期的研究

单管塔是目前通信铁塔中应用越来越广泛的一种形式,但在设计单管塔时,由于现行规范提供的自振基本周期经验公式计算结果与实际计算结果有较大的差异,导致风荷载计算值的不同,因此本文以壳体振动理论为基础,通过有限元计算拟合出估算单管通信塔结构自振基本周期的实用公式,以供实际工程设计参考。     

通信单管塔连接与附属构件对基本自振周期的影响研究

通信单管塔基本自振周期计算影响到风荷载及地震作用计算,自振周期与结构质量和刚度的分布情况相关。采用近似计算公式得到的基本自振周期不能准确反映通信单管塔的基本自振周期,通过有限元建立塔身模型计算未考虑通信单管塔连接与附属构件的影响,计算得到的基本自振周期并不能准确反映通信单管塔的基本自振周期。论文在统计中国铁塔股份有限公司通信单管塔标准塔连接与附属构件质量占塔体总质量的比例的基础上,分析连接与附属构件对通信单管塔基本自振周期的影响。计算结果表明,连接与附属构件质量占塔体总质量比例约为30%~60%,其对通信单管塔基本自振周期的影响不可忽略,计算基本自振周期应考虑连接构件与附属构件的影响。计算结果对通信单管塔的设计具有参考价值。     

支架式单管塔节段体型系数风洞试验研究

对于支架式单管塔,根据《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS 236∶2008)计算风荷载时,不考虑天线与筒体的相互影响,计算值比较保守。采用高频动态测力天平技术,对22种支架式单管塔节段的刚体模型进行风洞试验,并将风洞试验结果与采用《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS 236∶2008)计算得到的理论计算值进行对比。结果表明,根据风洞试验得到的风荷载都小于理论计算值,体型系数的综合调整系数介于0.50~0.80之间。     

基于无限自由度瑞利法单管塔自振周期研究

为研究钢结构单管通信塔的基本自振周期(或基频),从无限自由度体系的瑞利法出发,推导出单管塔基频的计算公式。通过与SAP2000的对比,验证了公式的准确性,并发现由于瑞利法自身的特性,该公式对于单管塔基本周期的计算结果比实际值偏低。在单管塔基频瑞利法计算公式的基础上,利用单管塔等壁厚模型,给出了单管塔基本自振周期的实用计算公式。对比分析表明:对于常用的单管塔,此实用计算公式计算基本自振周期具有较高的准确度。     

基于美国通信塔计算标准单管塔风荷载计算方法

本文介绍了基于美国通信塔计算标准(TLA-222-G)单管塔风荷载计算方法,并对其计算参数含义按照我国规范进行了表述。通过对美国通信塔计算标准单管塔风荷载计算的介绍,与中国通信塔设计规范YD5131-2005的计算进行对比,得出两者之间计算结果的差异。     

基于初位移加载法和脉动法的单管通信塔模态测试与数值分析

为了获得实际单管通信塔的动力特性,基于初位移加载法和脉动法对一单管通信塔结构进行了现场动力特性测试,获得了其前三阶频率和一阶阻尼比。利用SAP2000软件建立了该结构有限元模型,获得了结构计算的自振频率。对比结构实测和数值计算可知:初位移加载法和脉动法测试单管塔的动力特性基本一致;结构实测与数值计算自振频率基本一致;实测阻尼比比规范规定的阻尼比小。     

新、旧荷载规范对通信单管塔风荷载计算的比较和分析

文章结合新、旧荷载规范,对通信单管塔的风荷载进行了计算与对比,通过比较,发现新荷载规范的计算结果有所增大,并结合实际工程,分析挂载、塔基高度、塔高等因素对增大系数的影响。     

大跨越输电塔风荷载计算的探讨

利用ANSYS建立大跨越输电塔结构的有限元模型,进行模态分析得到结构的自振周期及振型,由此计算出铁塔各段风振系数,从而计算结构的风荷载,为输电塔风荷载计算提供一些参考依据。     

窄基塔风振系数分析

窄基塔作为风敏感结构,风荷载常常是其主控因素,而现有杆塔规范中无法获取窄基塔风振系数。为解决这一问题,本文以某一110kV直线型窄基角钢塔为工程背景,利用ANSYS建立有限元模型进行数值仿真计算,获得结构自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Davenport谱对结构风荷载进行了准确模拟。结合动力时程计算方式对结构进行风振响应分析,计算得到窄基塔的风振系数,并与现行杆塔规范进行比较。研究表明,窄基塔风振系数随塔高增加而增大,在横担处出现突变。模拟得到窄基塔各段风振系数与规范值相差20%左右,塔腿及横担处相差更大。最后,基于动力时程计算结果提出了工程适用的窄基塔风振系数简化计算公式,为窄基塔的大范围使用提供便利。     

中关规范在通信单管塔设计中的应用及对比

主要阐述中美两国通信塔桅设计规范对风荷载计算的差异,以STAAD计算程序进行45m单管塔内力计算实例做对比,供从事海外通信塔桅设计和管理的工程人员参考。     

单管塔顺风向风荷载的数值模拟与规范对比

在顺风向风荷载作用下,以工程实际单管塔为研究对象,基于准定常气动力假设,采用非线性有限元数值模拟进行动力时程分析,主要研究了单管塔在不同高度处的顺风向风振响应比较和分析国际上广泛使用的风荷载标准值取值公式,并与数值计算结果进行比对。本文研究为我国单管塔结构抗风设计规范的合理修订提供了一些客观参考和借鉴。     

结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析

为了分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响,本文进行了阻尼比不同取值时风振系数的计算对比。结果表明风振系数随着结构阻尼比的增加而显著下降。然后根据上海某单管塔实测得到的阻尼比与规范规定的阻尼比取值,分别对该单管塔风荷载进行了计算对比。实测的阻尼比大于规范规定的取值,相应计算得到的风荷载也明显降低。这给单管塔的优化设计提供了参考依据。     

平台式通信单管塔体形系数风洞试验研究

平台式通信单管塔高度一般30m～50m,平台、通信天线及设备所承担风荷载的精确测算对于通信单管塔设计的精细化具有重要意义。对5种平台式单管塔的刚体模型进行风洞试验,得到了作用在模型上的风荷载,并推导得到了体型系数的调整系数。成果已纳入行标,其应用可显著改善平台式通信塔经济性,同时也可提升存量塔的天线挂载能力,现已广泛应用于4G和5G网络建设。     

深圳地王大厦测振、测风试验研究

对深圳地王大厦３２４．９５ｍ、６８层主楼结构动力特性，包括自振周期、振型、阻尼比进行脉动法测试：１９９６年８月～１０月台风季节，于主楼屋面以上标高３４７．５０ｍ处进行风速、风向的连续观测记录。数据处理分析结果表明：结构动力特性的实测结果与理论计算结果相当接近；风速测试结果与现行荷载规范所采用的经验公式的计算结果相差较大，有必要加强测试研究工作，积累数据，对超高层建筑风荷载取值进行修订。     

新荷载规范对钢结构单管通信塔风荷载计算的影响分析

根据新的《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）关于风荷载计算的规定,对钢结构单管通信塔的风荷载、风荷载整体响应进行计算,并与按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001（2006年版））计算的结果进行比较。通过对比分析,发现新规范的计算结果有所增大,整体响应的增大系数可近似取1.2。     

南京长江大桥桥头堡大堡风振性能研究

为研究南京长江大桥桥头堡大堡的风振性能,并与桥头堡设计之初时的风荷载计算进行比较分析,采用SAP2000有限元软件建立有无填充墙影响的模型进行动力特性分析。采用线性滤波法的自回归法模拟脉动风速时程,并作用风压得到大堡风振性能。得到了不考虑填充墙和考虑填充墙两种情况下结构的自振频率、前三阶振型、时程计算得到的风振系数以及结构位移响应结果等,并分析得到考虑填充墙时时程法结果更接近大堡设计之初风载计算结果。     

构架式塔的自由振动特性分析

<正> 结构的自振周期反映结构本身固有的动力特性。结构在地震时所受地震力的大小就与它的自振周期有关。结构的振动首先要算出它的自振周期。在冶金、石油、化工等部门得到广泛应用的塔型构筑物的自振周期计算,可以应用分析力学中的哈密顿原理,用李兹法解,但对构架式塔的自由振动特性的计算,至今还没有满意的成果,因为构架式塔的实测振型与落地塔不同。从实测说明,落地塔的基本振型是弯曲变形,而构架式塔的振型,其塔体部分以弯曲变形为主,构架部分呈剪切变形。     

矮塔斜拉桥结构特点及动力特性分析

以四川某座矮塔斜拉桥为例,用有限元软件MIDAS建立全桥有限元模型,利用子空间迭代法计算了矮塔斜拉桥的自振周期和振型,对桥梁的模态特性进行了分析,计算结果对进一步认识矮塔斜拉桥的动力性能有一定的参考意义。     

±800kV特高压T型长横担输电塔风振特性研究

±800kV特高压直流塔是T型长横担输电塔型,属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一±800kV直流塔为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合动力时程积分法,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的风振系数分布特点,并与我国规范进行了对比。通过研究,揭示了直流塔的风致振动特性,结果可作为直流塔结构抗风设计的参考。     

塔型构筑物自由振动特性的实测和分析

本文根据96个落地塔的实测资料,从塔的实测振型进行分析,应用分析力学中的哈密顿原理,用李兹法解,提出了落地塔的自振周期和振型曲线的计算公式,并校核了25个塔的实测振型。对比分析结果,计算理论与实测数据相比误差很小。并在此基础上,编制成计算系数表以简化计算,供设计使用。