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。     

单管塔自振周期的数值解法

单管塔风荷载的计算与其动力特性关系密切,但现行设计规范对于单管塔的自振周期、振型系数仅采用经验公式进行估算,计算结果不能准确反映结构的动力特性,引起风荷载计算误差。本文将单管塔离散为多自由度体系,基于柔度法建立运动微分方程,推导出用于求解单管塔自振周期的特征方程,并采用Visual Basic语言编写单管塔自振周期及振型系数的求解程序。选取《通信铁塔标准图集》中不同参数的单管塔,进行自振周期和振型系数的计算并与SAP2000建模计算结果对比,结果表明程序求解结果具有较高的计算精度,可以为通信单管塔塔身设计提供可靠的参考依据。     

单管通信铁塔自振周期影响因素分析

目前,通信铁塔结构的自振周期主要根据高耸结构自振周期经验公式计算得到,相关研究表明,该公式计算值与结构的实际自振周期差别较大。利用SAP2000建立通信铁塔有限元模型,以铁塔高度和塔身平台个数作为影响参数,开展结构自振周期的影响因素分析,并与现行经验公式进行对比。结果表明,随着塔身高度的增加,结构自振周期线性增大,塔身平台所处位置不同时,随着塔身平台所处位置高度的增加,结构自振周期线性增大;塔身平台个数不同时,随着塔身平台个数的增加结构自振周期非线性的增大,对有限元模拟计算的结果与现有经验公式对比分析,发现经验公式计算得到的自振周期明显偏小,对于实际工程的结构设计存在安全隐患。因此,在实际工程应用中对于带平台或者大的美化造型的单管塔应进行模拟分析确定结构自振周期。     

角钢通信铁塔结构自振特性分析及应用

利用三维钢结构软件3D3S分析了角钢通信铁塔结构的自振特性,根据实际应用的塔形模拟不同高度和不同外平台数量的模型进行参数分析,计算了在不同参数下角钢塔的基本自振周期和自振特性,并通过3D3S模型计算结果拟合出估算角钢通信铁塔结构的基本自振周期的实用计算公式,对实际工程的设计工作有一定参考价值。     

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。     

底层框架砖房自振周期计算公式的探讨

底层框架砖房现有的自振周期经验公式计算值偏差较大,通过对12个工程算例自振周期的计算分析,文章提出了底层框架砖房（包括7层超限底层框架砖房）自振周期的实用计算公式.     

地面角钢塔及楼顶角钢塔的基本自振周期研究

角钢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。通过求解刚度矩阵和质量矩阵可得到角钢塔的自振周期,计算时应考虑角钢塔平台的设置位置、数量以及下部建筑物的影响。为此建立有限元模型,计算分析各种情况下的角钢塔自振周期。计算结果表明,顶部平台对自振周期影响很大,且平台高度越大对自振周期影响权重越大;下部混凝土建筑对自振周期影响很大,自振周期计算时应考虑整体结构的影响。混凝土建筑物高度大于角钢塔时,可直接选取混凝土结构自振周期作为角钢塔自振周期。根据计算结果拟合得到的简化公式,对角钢塔的设计具有参考价值。     

美化围栏单管通信铁塔结构基本自振周期分析

利用ANSYS软件分析了美化围栏单管通信铁塔的基本自振周期特性,针对不同高度和不同组天线数量进行了大量参数分析,得出了在不同参数下美化围栏单管塔的基本自振周期,对实际工程的抗震设计工作有一定参考价值。     

半刚性连接框架结构的动力特性研究

建立了半刚性连接框架结构的自由振动方程 ,推导出半刚性连接框架结构基本自振周期的计算公式 ,分析了连接刚度对基本自振周期的影响。使用通用有限元程序ANSYS进行结构的模态分析得到结构的基本自振周期 ,有限元分析结果和公式计算结果吻合良好。结果表明 ,半刚性连接使得结构基本自振周期增大 ,水平地震作用效应减小     

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。     

抗弯钢框架结构自振周期经验公式研究

为完善钢结构自振周期计算经验公式,改善该类结构抗震设计。针对36座抗弯钢框架结构建筑物详细资料及其结构强震记录,采用在线多模型遗忘算子算法探测每个结构的反应记录是否为非线性时变反应时程,并利用离线的自回归系统辨识模型,识别所有钢结构损伤前后的自振周期。在此基础上,对结构完好状态时的自振周期进行回归分析,给出基于结构强震记录的抗弯钢框架结构自振周期计算公式,并将公式与钢筋混凝土框架剪力墙结构的计算公式进行对比。所得公式可以计算抗弯钢框架结构的自振周期,可供该类结构的抗震设计或相关研究参考。     

基于ANSYS分析的高压输电塔结构动力特性研究

建立了某高压输电塔结构的梁—杆混合空间模型,应用ANSYS软件进行了该高压输电塔结构梁—杆混合空间模型的模态分析,利用子空间迭代法计算了该模型的前10阶自振周期、频率及振型,结果表明高压输电塔结构的梁—杆混合空间模型更接近于结构的实际受力状态,计算所得结构基本自振周期与现行建筑结构荷载规范经验公式及电力部门经验公式吻合较好。     

三管塔结构基本自振周期分析及应用

利用空间钢结构系统CAD软件3D3S分析了三管通信铁塔结构的基本自振周期特性,建立不同高度和不同圆形外平台数量的模型进行大量参数分析,计算了在不同参数下三管塔的基本自振周期,并通过3D3S模型计算结果拟合出估算三管通信铁塔结构的基本自振周期的实用计算公式,对实际工程的设计工作有一定参考价值。     

我国高层及超高层混凝土及混凝土-钢混合结构自振周期的统计分析

为了完善结构基本自振周期的估算公式和简化高层及超高层建筑的高阶自振周期值的求解过程,收集了近年来我国高层及超高层建筑自振周期理论计算数据、振动台试验数据和风脉动结构振动实测数据。通过对计算数据和各种试验数据进行拟合、对比,得到了基本周期估算的推荐公式。同时,基于上述数据,讨论了建筑高度、地震作用、结构类型对第二阶、第三阶自振周期与基本振型周期比值的影响,得到了第二阶、第三阶自振周期与基本周期比值的统计结果。     

插接式单管塔整体变形的有限元分析、简化计算及试验对比

以接触有限元理论为基础,利用通用有限元分析软件ANSYS对插接式单管塔进行整体变形计算,将其与相关文献提出的插接式单管塔整体变形简化公式的计算结果和Union Metal Manufacturing公司所做的试验数据相互对比,以验证插接节点对单管塔整体性能的影响.同时,验证了用简化公式计算插接式单管塔整体变形的正确性.     

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。     

我国高层及超高层建筑的基本自振周期

为了完善结构基本自振周期的估算公式,填补我国高层及超高层建筑基本自振周期估算公式空白,收集了我国近年来的302栋已建和在建的高层及超高层建筑的相关数据。通过MATLAB编程对其进行拟合,得到了我国高层及超高层建筑基本自振周期的估算公式。并且利用收集到的建筑相关数据,分别与美国、欧洲、日本规范以及我国《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中规定的估算公式的计算结果进行对比分析。结果表明,所提出的结构基本自振周期估算公式更为准确。最后,重点讨论了高层及超高层建筑设计中适宜结构基本自振周期的选取。     

高耸雁型输电塔结构自振周期的二维简化分析

高耸雁型输电塔初步设计过程,为得到该塔的风振系数,需要估算塔体的自振周期.荷载规范给出的简化自振周期公式取值范围大,精确度不高.二维简化分析是一种计算塔体自振周期的有效方法,与规范公式比较,该方法考虑了在自振周期计算中起关键作用的两个因素:质量和刚度,因此具有更高的精度.     

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。