GB 50135-2019-高耸结构设计标准

人人文库专用

中华人民共和国国家标准

高耸结构设计标准

Standardfordesignofhigh-risingstructures

GB50135-2019

主编部门中华人民共和国住房和城乡建设部

:

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

:

施行日期年月日

:2019121

人人文库专用

中国计划出版社

2019北京

中华人民共和国国家标准

高耸结构设计标准

GB50135-2019

☆

中国计划出版社出版发行

网址

:

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

:11C3

邮政编码电话发行部

:100038:(010)63906433()

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/326.5167

年月第版年月第次印刷

20191012019101

☆

统一书号

人人文库专用:155182·0558

定价元

:39.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

:(010)63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

,

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

2019年第133号

住房和城乡建设部关于发布国家标准

高耸结构设计标准的公告

《》

现批准高耸结构设计标准为国家标准编号为

《》,GB50135—

自年月日起实施其中第条为强

2019,2019121。,5.1.2、7.1.5

制性条文必须严格执行原高耸结构设计规范

,。《》(GB50135—

同时废止

2006)。

本标准在住房和城乡建设部门户网站

()

公开并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版

,

社出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

人人文库专用2019年5月24日

前言

根据住房和城乡建设部关于印发年工程建设标准规

《<2014

范制订修订计划的通知建标号要求标准编制组

>》(〔2013〕169),

经广泛调查研究认真总结实践经验参考有关国际标准和国外先

,,

进标准并在广泛征求意见的基础上修订本标准

,,。

本标准的主要技术内容是总则术语和符号基本规定荷载

:、、、

与作用钢塔架和桅杆结构混凝土圆筒形塔地基与基础以及相

、、、

关的附录

。

本标准修订的主要技术内容是与国家近期颁布的新标准内

:

容相协调增加了风力发电塔相关设计内容补充了高耸钢管结构

,;

节点设计的规定提出了承受拉压交变作用下高强螺栓抗疲劳设

;

计要求提出了风力发电塔预应力锚栓基础和预应力岩石锚杆基

;

础的设计要求

。

本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

,。

本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解

释由同济大学负责具体技术内容的解释执行过程中如有意见

,。

或建议请寄送同济大学地址上海四平路号土木大楼

,(:1239

邮编

A703,:200092)。

本标准主编单位同济大学

人人文库专用:

本标准参编单位同济大学建筑设计研究院集团有限

:()

公司

中冶东方工程技术有限公司

中广电广播电影电视设计研究院

重庆大学

大连理工大学

·1·

湖南大学

北京市市政工程设计研究总院

江苏省邮电规划设计院有限责任公司

中国电力工程顾问集团西北电力设计

院有限公司

中国电力工程顾问集团西南电力设计

院有限公司

中国移动通信集团设计院有限公司

电力规划设计总院

中国电子工程设计院

中国建筑西南设计研究院有限公司

中国建筑科学研究院

中石化洛阳工程有限公司

中讯邮电咨询设计院有限公司

河北省电力勘测设计研究院

中国电力工程顾问集团华东电力设计

院有限公司

北京北广科技股份有限公司

电联工程技术股份有限公司

青岛中天斯壮科技有限公司

内蒙古金海新能源科技股份有限公司

青岛东方铁塔股份有限公司

人人文库专用新疆金风科技股份有限公司

青岛王宝强实业有限公司

上海矩尺土木科技有限公司

浙江巨匠钢业有限公司

本标准主要起草人员马人乐牛春良何建平何敏娟

:

李喜来肖克艰邓洪洲陈凯

荆建中李正良屠海明梁峰

·2·

罗烈肖洪伟娄宇陈俊岭

吕兆华杨靖波黄冬平王立成

董建尧舒亚俐付举宏李占岭

武笑平沈之容曹向东陈艾荣

黄荣鑫葛卫春廖宗高徐华刚

陈飞范志华王建磊王谦

舒兴平王同华丛欧王虎长

王宝山沈卫明张学斌

本标准主要审查人员陈禄如范峰章一萍吴欣之

:

赵金城秦惠纪滕延京谢郁山

李兴利缪国庆段然

人人文库专用

·3·

目次

总则…………………

1(1)

术语和符号………………

2(2)

术语……………………

2.1(2)

符号……………………

2.2(2)

基本规定…………………

3(6)

荷载与作用………………

4(15)

荷载与作用分类…………

4.1(15)

风荷载…………………

4.2(15)

覆冰荷载………………

4.3(35)

地震作用………………

4.4(36)

温度作用………………

4.5(39)

钢塔架和桅杆结构………

5(40)

一般规定………………

5.1(40)

塔桅钢结构的内力计算…………………

5.2(41)

塔桅钢结构的变形和整体稳定……………

5.3(42)

纤绳……………………

5.4(43)

轴心受拉和轴心受压构件………………

5.5(43)

拉弯和压弯构件…………

5.6人人文库专用(48)

焊缝连接………………

5.7(49)

螺栓连接………………

5.8(53)

法兰连接………………

5.9(54)

构造要求………………

5.10(62)

混凝土圆筒形塔…………

6(65)

一般规定………………

6.1(65)

·1·

塔身变形和塔筒截面内力计算……………

6.2(65)

塔筒截面承载能力验算…………………

6.3(67)

塔筒裂缝宽度验算………

6.4(68)

混凝土塔筒的构造要求…………………

6.5(73)

地基与基础………………

7(77)

一般规定………………

7.1(77)

地基计算………………

7.2(80)

基础设计………………

7.3(85)

基础的抗拔稳定和抗滑稳定……………

7.4(96)

附录材料及连接…………

A(102)

附录轴心受压钢构件的稳定系数………

B(107)

附录单管塔局部稳定验算………………

C(110)

附录节点板尺寸的临界值………………

D(111)

附录开孔塔筒截面承载力验算…………

E(112)

附录截面形心轴至圆心轴的距离及截面核心距

F

计算…………………

(116)

附录开孔塔筒截面应力计算……………

G(118)

附录在偏心荷载作用下圆形环形基础基底零应力区

H,、

的基底压力计算系数………………

(123)

附录基础和锚板基础抗拔稳定计算……

J(126)

本标准用词说明………………

(131)

引用标准名录…………………

(132)

附条文说明…………………

:人人文库专用(133)

·2·

Contents

………

1Generalprovisions(1)

………

2Termsandsymbols(2)

…………………

2.1Terms(2)

………………

2.2Symbols(2)

………

3Basicrequirements(6)

………

4Loadsandactions(15)

………

4.1Classificationofloadsandactions(15)

………………

4.2Windload(15)

…………………

4.3Iceload(35)

………

4.4Earthquakeaction(36)

…………

4.5Thermalaction(39)

…………

5Steeltowerandmaststructure(40)

……

5.1Generalrequirements(40)

5.2Calculationofinternalforceforsteeltowerandmast

………………

structure(41)

……

5.3Deformationandstabilityofsteeltowerandmaststructure(42)

……………………

5.4Cable(43)

……………

5.5Membersunderaxialtensionandcompression(43)

…………

5.6Mem人人文库专用bersundercombinedaxialforceandbending(48)

……

5.7Weldingconnections(49)

………

5.8Boltedconnections(53)

………

5.9Flangeconnections(54)

…………………

5.10Detailingrequirements(62)

………………

6Cylindricalconcretetower(65)

……

6.1Generalrequirements(65)

·3·

……

6.2Deformationoftowerandinternalforcecalculationofsection(65)

…………

6.3Calculationofbearingcapacity(67)

……

6.4Calculationofcrack(68)

…………………

6.5Detailingofcylindrical(73)

…………………

7Groundandfoundation(77)

……

7.1Generalrequirements(77)

…………………

7.2Calculationforground(80)

………

7.3Foundationdesign(85)

…………

7.4Anti-upliftandanti-slidingstabilityoffoundation(96)

…

AppendixAMaterialsandconnections(102)

AppendixBStabilitycoefficientofaxialcompressedsteel

………

members(107)

……

AppendixCLocalstabilitycalculationofmonopole(110)

………

AppendixDCriticalvalueofgussetplate'ssize(111)

AppendixECalculationofcapacityforsectionwith

………

openings(112)

AppendixFCalculationofdistancebetweenthecentriodal

axisandthecentralaxisofthesection,and

…………

momentofthecoreofthesection(116)

AppendixGStressanalysisofconcretetube

………………

withopenings(118)

AppendixHPressurecalculationcoefficientofthe

basezerostressareaforcircleorring

人人文库专用……………

foundationundereccentricload(123)

AppendixJCalculationoftheanti-upliftstabilityfor

………………

foundationandanchoredplate(126)

…

Explanationofwordinginthisstandard(131)

……

Listofquotedstandards(132)

………

Addition:Explanationofprovisions(133)

·4·

1总则

1.0.1为了在高耸结构设计中做到安全适用技术先进经济合

、、

理确保质量保护环境制定本标准

、、,。

1.0.2本标准适用于钢及钢筋混凝土高耸结构包括广播电视

,

塔旅游观光塔通信塔导航塔输电高塔石油化工塔大气监测

、、、、、、

塔烟囱排气塔水塔矿井架瞭望塔风力发电塔等的设计

、、、、、、。

1.0.3高耸结构设计应综合考虑制作防护运输现场施工以及

、、、

建成后的环境影响和维护保养等问题

。

1.0.4高耸结构设计除应符合本标准的规定外尚应符合国家现

,

行有关标准的规定

。

人人文库专用

·1·

2术语和符号

2.1术语

2.1.1高耸结构

high-risingstructure

高而细的结构

。

2.1.2钢塔架

steeltower

自立构架式高耸钢结构

。

2.1.3钢桅杆

guyedsteelmast

由立柱和拉索构成的高耸钢结构

。

2.1.4混凝土圆筒形塔

reinforcedconcretecylindricaltower

横截面为圆筒形材料为钢筋混凝土的自立式高耸结构

、。

2.1.5预应力锚栓

prestressedanchorbolt

通过锚固板锚固于基础中用于连接上部结构的无黏结预应

,

力地脚螺栓

。

2.1.6预应力岩石锚杆

prestressedanchorrodinrock

由自由段和锚固段构成的施加预应力的岩石锚杆

。

2.1.7连续倒塌

progressivecollapse

初始的局部破坏从构件到构件扩展最终导致整个结构倒塌

,,

或与起因不相称的一部分结构倒塌

。

人人文库专用2.2符号

2.2.1作用和作用效应

:

A风压频遇值作用下塔楼处水平动位移幅值

f———;

b基本覆冰厚度

———;

N纤绳拉力设计值

———;

塔筒线分布重力

q———;

·2·

q单位面积上的覆冰荷载

a———;

q单位长度上的覆冰荷载

1———;

r塔筒代表截面处的弯曲变形曲率

1/c———;

r塔筒代表截面处的地震弯曲变形曲率

1/dc———;

S与横风向临界风速计算相应的顺风向风荷载效应

A———;

S横风向风振效应

L———;

S风荷载标准值的效应

wk———;

u'纤绳层间水平位移差

Δ———;

V土体滑动面上剪切抗力的竖向分量之和

e———;

v临界风速

cr———;

w基本风压

0———;

w绝缘子串风荷载的标准值

I———;

w作用在高耸结构z高度处单位投影面积上的风荷载标

k———

准值

;

wR对应于重现期为R的风压代表值

0,———;

w垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值

x———;

γ覆冰重度

———。

2.2.2计算指标

:

C高耸结构设计对变形裂缝等规定的相应限值

———、;

f钢丝绳或钢绞线强度设计值

w———;

f锚栓经热处理后的最低抗拉强度

u———;

R单根锚杆抗拔承载力特征值

t———;

σ筒壁局部稳定临界应力

crt———人人文库专用。

2.2.3几何参数

:

A构件毛截面面积纤绳的钢丝绳或钢绞线截面面积

———,,

塔筒截面面积基础底面面积

,;

A绝缘子串承受风压面积计算值

I———;

d导线或地线的外径或覆冰时的计算外径圆截面构

———,

件拉绳缆索架空线的直径塔筒计算截面的外径

、、、,,

·3·

圆板环形基础底板的外径锚杆直径

(),;

d石油化工塔的内径

0———;

H高耸结构总高度

———;

h纤绳的间距肋板的高度

———,;

H共振临界风速起始高度

1———;

h土重法计算的临界深度

cr———;

h基础上拔深度

t———;

l弹性支承点之间杆身计算长度

0———;

r筒体底截面的平均半径

c———;

r截面核心距半径

co———();

t连接件的厚度筒壁厚度

———,;

α土体重量计算的抗拔角

0———;

θ风向与导线或地线方向之间的夹角塔柱与铅直线

———(°),

的夹角

;

λ弹性支承点之间杆身换算长细比

0———;

ϕ截面受压区半角

———。

2.2.4计算系数及其他

:

A塔筒水平截面的换算截面面积

0———;

B覆冰时风荷载增大系数

1———;

B输电高塔构件覆冰时风荷载增大系数

2———;

f正常运行范围内风轮的最大旋转频率

R———;

fmm个风轮叶片的通过频率

R,———;

fn塔架在整机状态下的第n阶固有频率

0,———人人文库专用();

f塔架在整机状态下的第一阶固有频率

0,1———();

峰值因子

g———;

I高紊流度

10———10m;

Re雷诺数

———;

St斯脱罗哈数

———;

α与构件直径有关的覆冰厚度修正系数

1———;

·4·

α覆冰厚度的高度递增系数

2———;

α受拉钢筋的半角系数

t———;

z高度z处的风振系数输电高塔风振系数

β———、;

γ高耸结构重要性系数

0———;

γ土体重的抗拔稳定系数

R1———;

γ基础重的抗拔稳定系数

R2———;

ε风压脉动和风压高度变化等的影响系数

1———;

ε振型结构外形的影响系数

2———、;

ε综合考虑风压脉动高度变化及振型影响的系数

q———、;

λ共振区域系数

j———;

风荷载体型系数

μs———;

导线或地线的体型系数

μsc———;

垂直于横梁的体型系数分量

μsn———;

平行于横梁的体型系数分量

μsp———;

z高度z处的风压高度变化系数

μ———;

脉动增大系数格构式桅杆杆身按压弯杆件计算时的

ξ———,

刚度折减系数

;

挡风系数

φ———;

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数环形基础底板

ψ———,

外形系数

;

抗震基本组合中的风荷载组合值系数

ψwE———;

ωω塔筒水平截面的特征系数

hs、hp———;

ω塔筒竖向截面的特征系数

v———人人文库专用。

·5·

3基本规定

3.0.1本标准采用以概率理论为基础的极限状态设计方法以可

,

靠指标度量结构构件的可靠度采用分项系数的设计表达式进行

,

设计

。

3.0.2本标准采用的设计基准期为年

50。

3.0.3高耸结构的设计使用年限应符合下列规定

:

1特别重要的高耸结构设计使用年限应为年

100;

2一般高耸结构的设计使用年限应为年

50;

3建于既有建筑物或构筑物上的通信塔其设计使用年限宜

,

与既有结构的后续设计使用年限相匹配

;

4风力发电塔的设计使用年限宜与发电设备的设计使用年

限相匹配

;

5对有其他特殊要求的高耸结构使用年限宜根据具体条件

,

确定

。

3.0.4高耸结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求

:

1在正常施工和使用时能承受可能出现的各种荷载和

,

作用

;

2在正常使用时具有良好的工作性能

,;

3在正常维护下具有足够的耐久性能

人人文库专用,;

4当发生偶然事件时结构能保持必需的整体稳固性不出

,,

现与起因不对应的破坏后果防止出现结构的连续倒塌

,。

3.0.5高耸结构设计时应根据结构破坏可能产生的后果根据

,,

危及人的生命造成经济损失产生社会环境影响等的严重性采

、、、,

用不同的安全等级高耸结构安全等级的划分应符合表的

。3.0.5

规定并应符合下列规定

,:

·6·

1高耸结构安全等级应按表的要求采用

3.0.5。

表3.0.5高耸结构安全等级

安全等级破坏后果高耸结构类型

一级很严重特别重要的高耸结构

二级严重一般的高耸结构

三级不严重次要的高耸结构

注对特殊高耸结构其安全等级可根据具体情况另行确定

:1,;

对风力发电塔安全等级应为二级

2,。

2结构重要性系数γ应按下列规定采用

0:

1对安全等级为一级的结构构件不应小于

),1.1;

2对安全等级为二级的结构构件不应小于

),1.0;

3对安全等级为三级的结构构件不应小于

),0.9。

3.0.6高耸结构除疲劳设计采用容许应力法外应按极限状态法

,

进行设计

。

3.0.7对于承载能力极限状态高耸结构及构件应按荷载效应的

,

基本组合和偶然组合进行设计

。

1基本组合应采用下列极限状态设计表达式中的最不利

组合

:

1可变荷载效应控制的组合

):

mn

γγSγγSγγS

0GjGjk+QLQK+QiLiψCiQik

j=111i=≤

∑1∑2

Rγfa

(R,k,k,…)(3.0.7-1)

2永久荷载效应控制的组合

):

m人人文库专用n

γγSγγSRγa

0GjGjk+QiLiψCiQikRfkk

j=i=≤(,,,…)

∑1∑1

(3.0.7-2)

式中γ高耸结构重要性系数按本标准第条第

:0———,3.0.5

款的规定确定

2;

γ第j个永久荷载分项系数按表采用

Gj———,3.0.7-1;

·7·

第一个可变荷载其他第个可变荷载的分项

γγii

Q1、Q———、

系数一般用可变荷载效应对结构有利

,1.4;

时分项系数为

,0;

γi第i个可变荷载考虑设计使用年限的调整系

L———

数其中γ为主导可变荷载Q考虑设计使用

,L11

年限的调整系数

;

S按第j个永久荷载标准值Gj计算的荷载效

Gjk———k

应值

;

S按第i个可变荷载标准值Qi计算的荷载效

Qik———k

应值

;

可变荷载Qi的组合值系数按行业规范取值

ψCi———,,

当行业规范无特殊要求时按表采用

3.0.7-2;

m参与组合的永久荷载数

———;

n参与组合的可变荷载数

———;

Rγfa结构抗力

(k,k,k)———;

γ结构抗力分项系数其值应符合各类材料的结

R———,

构设计标准规定

;

f材料性能的标准值

k———;

a几何参数的标准值当几何参数的变异对结构

k———,

构件有明显影响时可另增减一个附加值Δ考

a

虑其不利影响

。

表3.0.7-1永久荷载分项系数

荷载效应对结构有利与否控制荷载或结构计算内容γ

人人文库专用Gj

由可变荷载控制

不利1.20

由永久荷载控制

1.35

一般结构计算

有利1.00

倾覆滑移验算

、0.90

注初始状态下导线或纤绳张力的γ

:G=1.4。

·8·

表3.0.7-2不同荷载基本组合中可变荷载组合值系数表

可变荷载组合值系数

荷载组合

ψCWψCIψCAψCTψCL

ⅠG+W+L1.00---0.70

ⅡG+I+W+L0.25~0.701.00--0.70

ⅢG+A+W+L0.60-1.00-0.70

ⅣG+T+W+L0.60--1.000.70

注表示自重等永久荷载分别表示风荷载安装检修荷载覆

:1G,W、A、I、T、L、、

冰荷载温度作用和塔楼楼屋面或平台的活荷载

、;

对于带塔楼或平台的高耸结构塔楼顶及外平台面的活载准永久值加雪荷

2,

载组合值大于活载组合值时该平台活载组合值改为准永久值即均改

,,ψCL

为而雪荷载组合系数ψ在组合中均取

0.40,CSⅠ、Ⅲ、Ⅳ0.70;

在组合中ψ可取即一般取但W2对

3ⅡCW0.25~0.70,0.25,0.250≥0.15kN/m;

覆冰后冬季风很大的区域应根据调查选用相应的值

,;

在组合中ψ可取但对于临时固定状态的结构遭遇强风时应取

4Ⅲ,CW0.60,,

ψ且按临时固定状况验算

CW=1.00,;

表中ψψψψψ分别为风荷载安装检修荷载覆冰荷载温

5CW、CA、CI、CT、CL、、、

度作用和塔楼楼屋面或平台的活荷载的可变荷载组合值系数

。

2采用偶然组合设计时应符合下列规定

:

1高耸结构在偶然组合承载能力极限状态验算中偶然作

),

用的代表值不乘分项系数与偶然作用同时出现的可变

,

荷载应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值

;

2具体的表达式及参数应按国家现行有关标准确定

)。

3.0.8高耸结构抗震设计时基本组合应采用下列极限状态表

,

达式

:

人人文库专用S=γS+γS+γS+γS

ψ

GGEEhEhkEvEvkwEwwk(3.0.8-1)

SRγ(3.0.8-2)

≤/RE

式中S结构构件内力组合的设计值包括组合的弯矩轴力

:———,、

和剪力设计值等

;

γγ水平竖向地震作用分项系数按表的规定

Eh、Ev———、,3.0.8

采用

;

·9·

γ风荷载分项系数取

w———,1.4;

S重力荷载代表值的效应可按本标准第条的

GE———,4.4.13

规定采用

;

S水平地震作用标准值的效应

Ehk———;

S竖向地震作用标准值的效应

Evk———;

S风荷载标准值的效应

wk———;

ψ抗震基本组合中的风荷载组合值系数可取对

wE———,0.2;

于风力发电塔取

,0.7;

R抗力按本标准相应各章的有关规定计算

———,;

γRE承载力抗震调整系数按有关标准取值

———,。

表3.0.8地震作用分项系数

考虑地震作用的情况γγ

EhEv

仅考虑水平地震作用

1.3—

仅考虑竖向地震作用

—1.3

以水平地震为主的地震作用

1.30.5

以竖向地震为主的地震作用

0.51.3

3.0.9对于正常使用极限状态应根据不同的设计要求分别采

,,

用荷载的短期效应组合标准组合或频遇组合和长期效应组合

()

准永久组合进行设计变形裂缝等作用效应的代表值应符合下

(),、

式规定

:

SC

d≤(3.0.9-1)

式中S变形裂缝等作用效应的代表值

:d———、;

C设计对变形裂缝加速度振幅等规定的相应限值

———、、、,

应符合本标准第条的规定

人人文库专用3.0.11。

1标准组合

:

mn

SSSS

d=Gjk+Qk+ψciQik(3.0.9-2)

j=1i=

∑1∑2

2频遇组合

:

mn

S=S+S+S()

dGjkψfQkψqiQik3.0.9-3

j=11i=

∑1∑2

·10·

3准永久组合

:

mn

S=S+S()

dGjkψqiQik3.0.9-4

j=i=

∑1∑1

式中ψ第个可变荷载的频遇值系数按表取值

:f1———1,3.0.9;

第个可变荷载的准永久值系数按表取值

ψii

q———,3.0.9。

表3.0.9高耸结构常用可变荷载的组合值、频遇值、准永久值系数表

荷载类别组合值系数频遇值系数准永久值系数

ψcψfψq

风载

0.6(0.2)0.40

塔楼楼面活载

0.70.60.5

外平台及塔楼屋面活载

0.70.50.4

地区

Ⅰ0.70.60.5

雪荷载地区

Ⅱ0.70.60.2

地区

Ⅲ0.70.60

注雪荷载的分区应按现行国家标准建筑结构荷载规范执行

:1《》GB50009;

风荷载的ψ仅在验算抗震时用

2c0.2。

3.0.10高耸结构按正常使用极限状态设计时可变荷载代表值

,

可按表选取

3.0.10。

表3.0.10高耸结构按正常使用极限状态设计时可变荷载代表值

序号高耸结构类别验算内容可变荷载代表值选用

微波塔天线标高处角位移标准值组合

1

带塔楼电视塔塔楼处剪切变形标准值组合

2

带塔楼电视塔塔楼处加速度频遇值组合

3

钢筋混凝土塔或烟囱裂缝宽度验算标准值组合

4

所人人文库专用有高耸结构地基沉降及不均匀沉降验算准永久值频遇值组合

5()

所有高耸结构顶点水平位移标准值组合

6

非线性变形较大的高耸计算非线性变形及其对结标准值乘分项系数

7结构构的不利影响组合

注括号内代表值适用于风玫瑰图呈严重偏心的地区计算地基不均匀沉降时可

:,

用频遇值作为风荷载的代表值

。

·11·

3.0.11高耸结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列

规定

:

1对于装有方向性较强如微波塔电视塔或工艺要求较严

(、)

格如石油化工塔的设备的高耸结构在不均匀日照温度或风荷

(),

载标准值作用下设备所在位置塔身的角位移应满足工艺要求

,;

2在风荷载或多遇地震作用下塔楼处的剪切位移角θ不宜

,

大于

1/300;

3在风荷载的动力作用下设有游览设施或有人员在塔楼值

,

班的塔塔楼处振动加速度幅值应符合公式的规定塔

,(3.0.11-1),

身任意高度处的振动加速度可按公式计算

(3.0.11-2):

a=Aω2(3.0.11-1)

f1≤200

ω=2π()

1T3.0.11-2

1

式中A风压频遇值作用下塔楼处水平动位移幅值其值为

:f———,

结构对应点在w作用下的位移值与μzμw

0.4k0.4s0

作用下的位移值之差对仅有游客的塔楼可按实际

,

使用情况取A为级级风作用下水平动位移幅

f6~7

值

(mm);

ω塔第一圆频率

1———(1/s)。

4风力发电塔顶部加速度值不宜大于gg为重力加

0.15,

速度

;

5在各种荷载标准值组合作用下钢筋混凝土构件的最大裂

,

缝宽度应符合现行国家标准混凝土结构设计规范的

人人文库专用《》GB50010

规定且不应大于

,0.2mm;

6高耸结构的基础变形值应符合本标准第条的规定

7.2.5;

7高耸结构在以风为主的荷载标准组合及以地震作用为主

的荷载标准组合下其水平位移角不得大于表的规定单

,3.0.11。

管塔的水平位移限值可比表所列限值适当放宽具体限值

3.0.11,

根据各行业标准确定但同时应按荷载的设计值对塔身进行非线

;

·12·

性承载能力极限状态验算并将塔脚处非线性作用传给基础进行

,

验算对于下部为混凝土结构上部为钢结构的自立式塔钢结构

。、,

塔位移应符合表的规定其下部混凝土结构应符合结构变

3.0.11;

形及开裂的有关规定

。

表3.0.11高耸结构水平位移角限值

以风或多遇地震作用为主的荷载标准组合作用下以罕遇地震作用为主

结构类型

按线性分析按非线性分析的荷载标准组合作用下

uv

钢结构ΔΔ

自立H1/751/50h1/50

式塔uv

混凝土ΔΔ

H1/1501/100h1/50

u

Δ

H—1/75v

桅杆Δ

u'h1/50

Δ

h—1/50

注u为水平位移与分母代表的高度对应v为由剪切变形引起的水平位移与

:Δ,;Δ,

分母代表的高度对应u'为纤绳层间水平位移差与分母代表的高度对应

;Δ,;

H为总高度h对于桅杆为纤绳之间距对于自立式塔为层高

;,。

3.0.12对于受变形加速度控制非强度控制的高耸结构宜采用

、,

适当的振动控制技术来减小结构变形及加速度对于高度超过

。

的风力发电塔应采用振动控制技术减小共振

100m,。

3.0.13风力发电塔架固有频率应符合下列规定

:

1结构固有频率fn和激振频率ffm应满足下列公式

0,R、R,

要求

:

f

R.(3.0.13-1)

f0,1≤095

fm

人人文库专用R,-.(3.0.13-2)

n

f0,1≥005

式中f正常运行范围内风轮的最大旋转频率

:R———;

f塔架在整机状态下的第一阶固有频率应通过实测

0,1———(),

或监测修正

;

fmm个风轮叶片的通过频率

R,———;

fn塔架在整机状态下的第n阶固有频率

0,———。

·13·

2计算固有频率时应考虑基础的影响

,;

3对于同一型号塔架宜做现场动力实测或监测

,;

4在计算固有频率时为了考虑不确定性因素的影响频率

,,

应有的浮动

±5%。

3.0.14高耸结构地基基础设计前应进行岩土工程勘察

。

3.0.15在下列条件下高耸钢结构可不进行抗震验算

,:

1设防烈度为度高耸钢结构及其地基基础

6,;

2设防烈度小于或等于度类场地的不带塔楼的钢

8,Ⅰ、Ⅱ

塔架及其地基基础

;

3设防烈度小于度的钢桅杆

9。

3.0.16高耸结构应分别计算两个主轴方向和对角线方向的水平

地震作用并应进行抗震验算

,。

3.0.17高耸结构的地震作用计算应采用振型分解反应谱法对

。

于重点设防类特殊设防类高耸结构还应采用时程分析法做验算

、,

地震波的选取应按现行国家标准建筑抗震设计规范

《》GB50011

执行

。

3.0.18高耸结构的扭转地震效应的计算应采用空间模型

。

人人文库专用

·14·

4荷载与作用

4.1荷载与作用分类

4.1.1高耸结构上的荷载与作用可分为下列三类

:

1永久荷载与作用结构自重固定的设备重物料重土重

:,,,,

土压力初始状态下索线或纤绳的拉力结构内部的预应力地基

,,,

变形作用等

;

2可变荷载与作用风荷载机械设备动力作用覆冰荷载

:,,,

多遇地震作用雪荷载安装检修荷载塔楼楼面或平台的活荷载

,,,,

温度作用等

;

3偶然荷载与作用索线断线撞击爆炸罕遇地震作用等

:,、、。

4.1.2荷载与作用应按下列原则确定

:

1仅列出风荷载覆冰荷载及地震作用的标准值

、;

2机械振动的作用按机械运行规律由机械专业人员测算

提供

;

3其他荷载应按现行国家标准建筑结构荷载规范

《》GB50009

执行

。

4.2风荷载

4.2.1垂直作用于高耸结构表面单位计算面积上的风荷载标准

值应按下式人人文库专用计算

:

wzzw

k=βμsμ0(4.2.1)

式中w作用在高耸结构z高度处单位投影面积上的风荷

:k———

载标准值2

(kN/m);

w基本风压2取值不得小于2

0———(kN/m),0.35kN/m;

z高度z处的风压高度变化系数

μ———;

·15·

风荷载体型系数

μs———;

z高度z处的风振系数

β———。

4.2.2基本风压w应以当地空旷平坦地面离地高年

0、10m、50

重现期平均年最大风速为标准其值应按现行国家标准

、10min,

建筑结构荷载规范执行且应符合本标准第条

《》GB50009,4.2.1

的规定

。

4.2.3当城市或建设地点的基本风压值在现行国家标准建筑结

《

构荷载规范的全国基本风压图上没有给出时其基本

》GB50009,

风压值可根据当地年最大风速资料按基本风压定义通过统计分

,,

析确定分析时应考虑样本数量的影响当地没有风速资料时可

,。,

根据附近地区规定的基本风压或长期资料通过气象和地形条件

,

的对比分析确定也可按现行国家标准建筑结构荷载规范

;《》

中全国基本风压分布图确定

GB50009。

4.2.4山区及偏僻地区的高处的风压应通过实地调查和

10m,

对比观察分析确定一般情况可按附近地区的基本风压乘以下列

。

调整系数采用

:

1对于山间盆地谷地等闭塞地形调整系数为

、,0.75~

0.85;

2对于与风向一致的谷口山口调整系数为

、,1.20~1.50。

4.2.5沿海海面和海岛的高的风压当缺乏实际资料时可

10m,,

按邻近陆上基本风压乘以表规定的调整系数采用

4.2.5。

表4.2.5海面和海岛的基本风压调整系数

海面和海岛距海岸距离调整系数

人人文库专用(km)

<401.0

40~601.0~1.1

60~1001.1~1.2

4.2.6风压高度变化系数对于平坦或稍有起伏的地形应根据

,,

地面粗糙度类别按表确定

4.2.6。

·16·

表4.2.6风压高度变化系数μz

离地面或海平地面粗糙度类别

面高度

(m)ABCD

51.091.000.650.51

101.281.000.650.51

151.421.130.650.51

201.521.230.740.51

301.671.390.880.51

401.791.521.000.60

501.891.621.100.69

601.971.711.200.77

702.051.791.280.84

802.121.871.360.91

902.181.931.430.98

1002.232.001.501.04

1502.462.251.791.33

2002.642.462.031.58

2502.782.632.241.81

3002.912.772.432.02

3502.912.912.602.22

4002.912.912.762.40

4502.912.912.912.58

500人人文库专用2.912.912.912.74

≥5502.912.912.912.91

1地面粗糙度可分为四类

A、B、C、D:

1类指近海海面海岛海岸湖岸及沙漠地区

)A、、、;

2类指田野乡村丛林丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇

)B、、、;

3类指有密集建筑群的城市市区

)C;

4类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区

)D。

·17·

2在确定城区的地面粗糙度类别时当无实测资料时可按

,,

下列原则确定

:

1以拟建高耸结构为中心为半径的迎风半圆影响范

),2km

围内的建筑及构筑物密集度来区分粗糙度类别风向以

,

该地区最大风的风向为准但也可取其主导风

,;

-

2以半圆影响范围内建筑及构筑物平均高度h来划分地面

)

--

粗糙度类别h时为类h时为

:≥18m,D;9m<<18m,

-

类h时为类

C;≤9m,B;

3影响范围内不同高度的面域每座建筑物向外延伸距离

):

为其高度的面域内均为该高度当不同高度的面域相交

;

时交叠部分的高度取大者

,;

-

4平均高度h取各面域面积为权数计算

)。

3对于山区的高耸结构风压高度变化系数可按结构计算位

,

置离山地周围平坦地面高度计算

。

4.2.7不同类型高耸结构的风荷载体型系数μ取值应符合下列

s

规定

:

1悬臂结构当计算局部表面图分布的体型系

,[4.2.7-1(a)]

数μ时应按表采用当计算整体图体型系

s,4.2.7-1;[4.2.7-1(b)]

数时应按表采用

,4.2.7-2。

d

人人文库专用d

H

H

(a)悬臂结构局部(a)悬臂结构整体(b)

图悬臂结构

4.2.7-1

·18·

表4.2.7-1悬臂结构体型系数μs

αHdHd=Hd=

(°)/≥25/7/1

0+1.0+1.0+1.0

15+0.8+0.8+0.8

30+0.1+0.1+0.1

45-0.9-0.8-0.7

60-1.9-1.7-1.2

75-2.5-2.2-1.5

90-2.6-2.2-1.7

105-1.9-1.7-1.2

120-0.9-0.8-0.7

135-0.7-0.6-0.5

150-0.6-0.5-0.4

165-0.6-0.5-0.4

180-0.6-0.5-0.4

注表中数值适用于μzwd2的表面光滑情况其中w为基本风压以2

:0≥0.02,0,kN/m

计d以计

,m。

表4.2.7-2悬臂结构整体计算体型系数μs

Hd

截面风向/

2571

垂直于一边

正方形1.41.41.3

沿对角线

1.51.51.4

正六及正八边形任意

1.21.11.0

粗糙

圆形任意0.90.80.7

光滑

人人文库专用0.60.50.5

注表中圆形结构的μ值适用于μzwd2的情况D以计w为基本

:1s0≥0.02,m;0

风压以2计

,kN/m;

表中光滑系指钢混凝土等圆形结构的表面情况粗糙系指结构表面

2“”、,“”

凸出肋条较小的情况

;

计算正方形对角线方向的风载时体型系数按照表取值迎风面积

3,4.2.7-2,

按照正方形单面面积取值

。

·19·

2型钢及组合型钢结构图的体型系数应按表

(4.2.7-2)

采用

4.2.7-3。

图型钢及组合钢结构

4.2.7-2

表4.2.7-3型钢及组合型钢结构体型系数μs

工况μ

s

型钢结构

组合型钢结构1.3

3塔架结构图的体型系数应按下列规定取值

(4.2.7-3):

12

345

11

图塔架结构截面形式

人人文库专用4.2.7-3

1角钢塔架整体体型系数μ应按表采用

)s4.2.7-4。

表4.2.7-4角钢塔架的整体体型系数μs

方形三角形

ϕ风向任意风向

风向②

①单角钢组合角钢

③④⑤

≤0.12.62.93.12.4

·20·

续表4.2.7-4

方形三角形

ϕ风向任意风向

风向②

①单角钢组合角钢

③④⑤

0.22.42.72.92.2

0.32.22.42.72.0

0.42.02.22.41.8

0.51.91.92.01.6

迎风面杆件和节点净投影面积

注挡风系数ϕ=均按塔架迎风面的一个塔

:1迎风面轮廓面积,

面计算

;

六边形及八边形塔架的μ值可近似地按表中方形塔架参照对应的风向

2s,

或采用但六边形塔迎风面积按两个相邻塔面计算八边形塔迎风面

①②;,

积按三个相邻塔面计算

。

2管子及圆钢塔架的整体体型系数μ应按下列规定取值

)s:

当μzwd2时μ值应按角钢塔架的整体体型

a)0≤0.002,s

系数μ值乘以采用

s0.8;

当μzwd2时μ值应按角钢塔架的整体体型

b)0≥0.015,s

系数μ值乘以采用

s0.6;

当μzwd2时μ值应按插入法计算

c)0.002<0<0.015,s。

3当高耸结构由不同类型截面组合而成时应按不同类型

),

杆件迎风面积加权平均选用值

μs。

4格构式横梁的体型系数应按下列规定取值

:

1矩形格构式横梁图当风向垂直于横梁θ=

)(4.2.7-4),(

时横梁的整体体型系数μ应按表取值当

90°),s4.2.7-5;

风人人文库专用向不与横梁垂直时横梁的整体体型系数应按表

,μs

取值

4.2.7-6;

b

h

图矩形格构式横梁

4.2.7-4

·21·

表4.2.7-5风向垂直于角钢桁架横梁的整体体型系数μs

bh

ϕ/

≤124≥6

≤0.12.62.62.62.6

0.22.42.52.62.6

0.32.22.32.32.4

0.42.02.12.22.3

≥0.51.81.92.02.1

横梁正面投影面积

注其中ϕ

::=横梁正面轮廓面积。

表4.2.7-6风向不与横梁垂直时横梁整体体型系数μs

θμμ

(°)snsp

μ

901.0s0

μμ

450.5s0.21s

μ

000.40s

注μμ分别为垂直和平行于横梁的体型系数分量

:1sn、sp;

μ为风向垂直于横梁时的整体体型系数

2s;

计算μ及μ时均以横梁正面面积为准

3snsp,。

2三角形横梁的整体体型系数可按矩形横梁的值乘以

)0.9

采用

;

3管子及圆钢组成的横梁可按本条第款第项的方法计

)32

算整体体型系数的值

μs。

5架空线悬索管材等图的体型系数应按表

、、(4.2.7-5)

取值

4.2.7-7。

人人文库专用1

wp

wn

图架空线悬索管材

4.2.7-5、、

结构线索管

1—(、)

·22·

表4.2.7-7架空线、悬索、管材体型系数μsn

工况μ

sn

μzwd2μ2θ

0≤0.003sn=1.2sin

μzwd2μ2θ

0≥0.02sn=0.7sin

μzwd2μ按插入法计算

0.003<0<0.02sn

注μ为作用于结构的垂直风向分量w的体型系数作用于结构的平行风向分量

:snn;

w的体型系数影响较小可不计

pμsp,。

6架空管道为上下双管图时整体体型系数μ

[4.2.7-6(a)],s

应按表的规定取值当架空管道为前后双管图

4.2.7-8;[4.2.7-6(b)]

时整体体型系数μ应按表的规定取值

,s4.2.7-9。

dd

s

dd

s

(a)上下双管(a)前后双管(b)

图架空管道

4.2.7-6

表4.2.7-8架空管道为上下双管时体型系数μs

sd

/≤0.250.50.751.01.52.0≥3.0

μ

s1.200.900.750.700.650.630.60

注表中μ值适用于μzwd2

:s0≥0.02。

表4.2.7-9架空管道为前后双管时体型系数μs

人人文库专用

sd

/≤0.250.51.53468≥10

μ

s0.680.860.940.991.051.111.141.20

注表中μ值适用于μzwd2的情况并为前后两管的系数之和

:s0≥0.02,。

7倒锥形水塔的水箱图的体型系数和绝缘子

[4.2.7-7(a)]

图的体型系数应按表的规定取值

[4.2.7-7(b)]4.2.7-10。

·23·

(a)倒锥形水塔的水箱(a)绝缘子(b)

图倒锥形水塔的水箱绝缘子立面图

4.2.7-7、

表4.2.7-10倒锥形水塔的水箱、绝缘子体型系数μs

分类μ

s

倒锥形水塔的水箱

0.7

绝缘子

1.2

8微波天线图的体型系数应按表的规

(4.2.7-8)4.2.7-11

定取值

。

00000000

(a)(b)(c)(d)

图微波天线平面图

4.2.7-8

表4.2.7-11微波天线体型系数μs

整体体型系数

人人文库专用μs

水平角θ

(°)0305090120150180

垂直于天线面

的分量1.301.401.700.150.350.600.80

μsn

图

4.2.7-8(a)

平行于天线面

的分量0.010.050.060.190.220.170.06

μsp

·24·

续表4.2.7-11

整体体型系数

μs

水平角θ

(°)0305090120150180

垂直于天线面

的分量0.800.840.9000.200.400.60

μsn

图

()

4.2.7-8b平行于天线面

的分量00.400.550.410.290.140

μsp

垂直于天线面

的分量1.101.201.3000.240.480.70

μsn

图

4.2.7-8(c)平行于天线面

的分量00.310.600.440.310.160

μsp

垂直于天线面

的分量1.301.401.700.150.350.600.80

μsn

图

4.2.7-8(d)平行于天线面

的分量0.010.050.060.190.220.170.06

μsp

9石油化工塔型设备图的体型系数应按表

(4.2.7-9)

的规定取值

4.2.7-12。

1

人人文库专用

2

图石油化工塔型设备

4.2.7-9

爬梯平台

1—;2—

·25·

表4.2.7-12石油化工塔型设备的体型系数μs

塔型设备直径

平台类型(m)

≤0.61.02.03.04.05.0≥6.0

独立平台带直梯

()0.880.810.750.720.710.700.69

联合平台不带斜梯

()1.050.910.810.760.730.720.71

联合平台带斜梯

()1.251.050.890.810.780.760.74

注表中μ值适用于包括了平台梯子管线等影响的单个塔型设备计算风荷

:1s、、,

载时其挡风面积可仅取塔型设备的外径

;

当塔型设备直径为变直径时可按各段高度和外径求加权平均值

2,;

当设备直径为表中中间值时μ可用插入法计算

3,s。

10球状结构图的体型系数应按表的

(4.2.7-10)4.2.7-13

规定取值

。

d

图球状结构

4.2.7-10

表4.2.7-13球状结构的体型系数

分类μ

s

μzwd2

光滑球0≥0.020.4

μzwd2

0<0.020.6

多面球

0.7

11封闭塔楼和设备平台图的体型系数应按表

(4.2.7-11)

的规定取值

4.2.7-14人人文库专用。

dd

DD

B

K

C

@

图封闭塔楼和设备平台立面图

4.2.7-11

·26·

表4.2.7-14封闭塔楼和设备平台的体型系数

分类μ

s

Dd

/≤30.7

Dd

/>30.9

12四管组合柱图的体型系数应按表

(4.2.7-12)4.2.7-15

的规定取值

。

S

S

D

S

DSDD

(a)0°工况(a)45°工况(b)

图四管组合柱

4.2.7-12

表4.2.7-15四管组合柱体型系数μs

工况μ

s

工况

0°1.93

工况

45°1.69

注以一个圆管的直径计算挡风面积

:。

13三管组合柱对角线风向图的体

[4.2.7-13(a)、(b)、(c)]

型系数μ应按表取值风向图的

s4.2.7-16,0°[4.2.7-13(c)、(d)]

体型系数μ应按表取值

s4.2.7-17。

S

人人文库专用SS

D

DD

SSS

DD

D

(a)45°风向一(a)45°风向二(b)45°风向三(c)

·27·

Y向Y向

向向

S

SXX

DSDDSD

(d)0°风向一(d)0°风向二(e)

图三管组合柱

4.2.7-13

表4.2.7-16三管组合柱对角线风向体型系数μs

风向μ

s

风向一

45°1.56

风向二

45°1.49

风向三

45°1.15

注以一个圆管的直径计算挡风面积

:。

表4.2.7-17三管组合柱0°风向体型系数μs

SD

/

风向一0.300.601.00≥1.30

0°μX

s1.351.271.261.28

μY

s-0.93-0.3600

SD

/

风向二0.300.60≥1.00

0°μX

s1.261.241.22

μY

s-0.32-0.100

注以一个圆管的直径计算挡风面积

:1人人文库专用;

分别为方向和方向的体型系数为整体体型系数

μXμYXYμ2Xμ2Y

2s、s,s+s,

且整体体型系数在x轴轴投影应等于在x轴轴上的单独体型系数

、y,、y。

4.2.8高耸结构体型未在现行国家标准建筑结构荷载规范

《》

中列出的但与本标准所列结构体型相似时其风荷载

GB50009,,

体型系数可按本标准第条的规定采用特别重要或体型复

4.2.7;

杂的高耸结构宜由风洞试验或数值风洞计算确定

,。

·28·

4.2.9自立式高耸结构在z高度处的风振系数βz可按下式确定

:

βzξεε

=1+12(4.2.9)

式中ξ脉动增大系数按表采用其中T取结构的

:———,4.2.9-1,

基本自振周期

;

ε风压脉动和风压高度变化等的影响系数按表

1———,4.2.9-2

采用

;

ε振型结构外形的影响系数按表采用

2———、,4.2.9-3。

表4.2.9-1脉动增大系数ξ

WT2阻尼比

0

22

(kN·s/m)0.010.020.030.040.05

0.011.471.261.181.141.11

0.021.571.321.221.171.14

0.041.691.391.271.211.17

0.061.771.441.311.241.19

0.081.831.471.331.261.21

0.101.881.501.361.281.23

0.202.041.611.431.341.28

0.402.241.731.531.411.34

0.602.361.811.591.461.38

0.802.461.881.641.501.42

1.002.531.931.671.531.44

2.002.802.101.811.641.54

4.003.092.301.961.771.65

6.003.282.432.061.861.72

8.003.422.522.141.921.77

10.00人人文库专用3.542.602.201.971.82

20.003.912.852.402.141.96

30.004.143.012.532.242.06

注表中给出了结构对应的阻尼比从左到右依次为可根据结构型

:10.01~0.05,

式相应选取对于单管塔可取阻尼比其余类型塔的阻尼比可按照本

;0.01,

标准第条选取

4.4.6;

对于上部用钢材下部用混凝土的结构可近似地分别根据钢和混凝土查

2、,

取相应的值并计算各自的风振系数

ξ,。

·29·

表4.2.9-2考虑风压脉动和风压高度变化的影响系数ε1

总高度

H

(m)

地面粗糙1020406080100150200250300350400450500550

度类别

A0.810.760.700.650.610.580.510.460.430.390.390.390.390.390.39

B0.930.860.770.710.660.620.550.490.450.410.380.380.380.380.38

C1.481.301.121.000.920.850.730.640.570.520.480.450.420.420.42

D2.442.031.651.441.291.170.970.840.740.660.600.550.510.480.45

注对于结构外形或质量有较大突变的高耸结构风振计算均应按随机振动理

:1,

论进行

;

计算时对地面粗糙度类地区可直接带入基本风压而对类类

2,B,A、C、D

类地区应按当地的基本风压分别乘以

1.28、0.54、0.26。

表4.2.9-3考虑振型和结构外形的影响系数ε2

相对高度结构顶部和底部的宽度比lxHlx

()/(0)

zH

/1.00.50.30.20.1

1.01.000.880.760.660.56

0.72~0.750.64~0.670.57~0.59

0.90.88~0.920.81~0.86

(0.78~0.81)(0.76~0.79)(0.84~0.87)

0.66~0.710.60~0.650.56~0.60

0.80.76~0.830.72~0.82

(0.75~0.81)(0.77~0.83)(0.94~1.02)

0.58~0.660.54~0.610.52~0.59

0.70.64~0.730.63~0.75

(0.68~0.77)(0.71~0.81)(0.91~1.04)

0.49~0.590.46~0.550.47~0.56

0.60.52~0.630.52~0.66

人人文库专用(0.57~0.69)(0.61~0.73)(0.81~0.97)

0.39~0.500.37~0.480.40~0.51

0.50.40~0.510.40~0.55

(0.45~0.58)(0.49~0.62)(0.65~0.84)

0.29~0.400.28~0.390.32~0.44

0.40.29~0.400.29~0.42

(0.33~0.45)(0.35~0.49)(0.48~0.66)

0.19~0.290.23~0.35

0.30.18~0.280.19~0.280.19~0.32

(0.23~0.35)(0.31~0.48)

·30·

续表4.2.9-3

相对高度结构顶部和底部的宽度比lxHlx

()/(0)

zH

/1.00.50.30.20.1

0.13~0.23

0.20.09~0.170.10~0.180.10~0.190.10~0.21

(0.16~0.29)

0.10.03~0.070.03~0.070.03~0.070.03~0.080.05~0.12

注表中有括弧的括弧内的系数适用于直线变化结构括弧外的系数适用于

:1,,

凹线形变化的结构其余无括弧的系数两者均适用

,;

表中变化范围中的数字为类地貌至类地貌类地貌可取该数字范围

2AD,B

内约处类可取约处

1/5,C1/2。

4.2.10钢桅杆风振系数应符合下列规定

:

1杆身风振系数应按下列规定确定

:

1当钢桅杆高度不大于时

)150m:

悬臂段βzz

()=2.1;

非悬臂段βzz

()=1.6;

2当钢桅杆高度大于时

)150m:

4

zzεεjεj

β=+123

()1j=()(4.2.10-1)

1

∑α

H

ε=gI10·d

1210z2

ઁઁ

ξjΦjz2

ઁ()ઁ

ઁNઁ

εjୠ୤

2=

Φjzi2

i=()

ୡ1୥

NN∑

ααi-kH

εjikΦjiΦjk-·

3=d

i=k=()exp

人人文库专用∑1∑160

式中g峰值因子取

:———,2.5;

I高紊流度类类类类地貌分别为

10———10m,A、B、C、D

12%、14%、23%、39%;

α风剖面指数类类类类地貌分别为

———,A、B、C、D0.12、

0.15、0.22、0.30;

ξj脉动增大系数按表采用

———,4.2.9-1;

·31·

H塔身全高

———;

N沿杆身全高取N个等分点计算风振系数每小段的长

———,

度为HHN点的编号自下至上为N

d=/,1,2,…,;

Φji杆身第i点所在高度的第阶振型系数

()———j。

2钢桅杆纤绳风振系数应按下列规定确定

:

1当钢桅杆高度不大于时

)150m:

βz

=1.6

2当钢桅杆高度大于时

)150m:

βzξε

=1+q(4.2.10-2)

式中ξ脉动增大系数按表采用其中T取纤绳的基

:———,4.2.9-1,

本自振周期

;

ε综合考虑风压脉动高度变化及振型影响的系数按表

q———、,

采用

4.2.10。

表4.2.10综合考虑风压脉动、高度变化及振型影响的系数εq

纤绳高度

(m)

103050100150200250300≥350

ωlSm

/(π/)

0.66~0.56~0.50~0.43~0.38~0.34~0.31~0.29~0.29~

≤1.7

2.411.671.381.040.850.730.650.580.52

0.63~0.53~0.48~0.41~0.37~0.33~0.31~0.28~0.28~

2.0

2.291.601.331.000.830.710.630.570.51

0.54~0.46~0.43~0.37~0.33~0.30~0.28~0.26~0.26~

2.3

2.001.401.170.900.750.650.580.530.48

0.42~0.36~0.34~0.30~0.28~0.26~0.24~0.23~0.23~

2.5

1.541.100.930.730.620.550.500.460.42

人人文库专用0.20~0.18~0.18~0.17~0.17~0.16~0.16~0.16~0.16~

≥2.7

0.740.560.490.420.380.360.330.310.29

注变化范围的数字类至类地貌类地貌取该数字范围内约处

:1AD,B1/10,C

类取处

1/2;

表中ω为考虑杆身影响后的纤绳实际基频l为纤绳弦向长度

2,(rad/s),

S为纤绳张力m为纤绳线质量密度

(m),(N),(kg/m);

S

两端铰支的纤绳的基频为ω=π

3lm。

·32·

4.2.11高耸结构应考虑由脉动风引起的垂直于风向的横向共振

的验算

。

4.2.12对于竖向斜率不大于的圆筒形塔烟囱等圆截面构

2%、

筑物以及圆管拉绳和悬索等圆截面构件应根据雷诺数Re的不

、,

同情况按下列规定进行横风向风振的验算

:

1可按下列公式计算结构或构件的雷诺数Re临界风速

、

v结构顶部风速v

cr、H:

Re=vd

69000(4.2.12-1)

dd

vj

cr,==5

StTjTj(4.2.12-2)

·

v=μHw

H400(4.2.12-3)

式中vj第j振型临界风速

:cr,———(m/s);

v计算雷诺数时所取风速可取v=vj

———(m/s),cr,;

d圆筒形结构的外径有锥度时可取高度处

———(m),2/3

的外径

;

St斯脱罗哈数对圆形截面结构或构件取

———,0.2;

Tj结构或构件的j振型的自振周期

———(s);

v结构顶部的风速

H———(m/s);

H高度H处风压高度变化系数

μ———。

2圆形截面结构或构件的横风向风振响应分析应符合下列

规定

:

1当雷诺数Re×5且vv时应在构造上采取

)<310H>cr,1,

防振措施或控制结构的临界风速v不小于

cr,115m/s;

2当雷诺数Re.×6且.vvj时应验算共振

)人人文库专用≥351012H>cr,,

响应横向共振引起的等效静风荷载wj2应

。Ld(kN/m)

按下列公式计算

:

v2jjiλj

μLcr,φ

wj=

Ld()

ζj4.2.12-4

3200

α1

vj

H=Hcr,

1.vα(4.2.12-5)

12H,

·33·

式中ji第振型在i点的相对位移

:φ———j;

vj第j振型的共振临界风速按公式

cr,———(m/s),(4.2.12-2)

计算

;

vα粗糙度指数为α时的结构顶点的风速

H,———;

结构第振型阻尼比对于高振型可参考类似资

ζj———j,,

料如无试验资料也可取与第振型相同的值

,,1;

μ横向力系数取

L———,0.25;

λj共振区域系数由表确定

———,4.2.12;

H共振临界风速起始高度

1———。

表4.2.12λj计算用表

振型HH

1/

序号

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

11.561.551.541.491.421.311.150.940.680.370

20.830.820.760.600.370.09-0.16-0.33-0.38-0.270

30.520.480.320.06-0.19-0.30-0.210.000.200.230

40.300.330.02-0.20-0.230.030.160.15-0.05-0.180

注校核横风向风振时考虑的振型序号不大于对一般悬臂结构可只考虑第或

:4,1

第振型

2。

3当雷诺数为×5Re.×6时不发生超临界

)310≤<3510,

范围的共振可不做处理

,。

4.2.13对于非圆截面构筑物其横风向风振可按本标准公式

,

公式进行验算并宜通过风洞试验或可

(4.2.12-1)~(4.2.12-5),

靠资料确定有关系数当无试验值时可按下列规定取值

,,:

1斯脱罗哈数St取

0.15;

方人人文库专用形截面以及深宽比的矩形截面的横风向

2DB

1≤/≤2

力系数μ取

L,0.60;

3公式中圆筒外径d由迎风面最大宽度B代替

。

4.2.14考虑横风向风振时风荷载的总效应S可按下式进行

,

计算

:

S=.S2+S2

036DL(4.2.14)

·34·

式中S横风向风振效应

:L———;

S发生横风向共振时相应的顺风向风荷载效应

D———。

4.2.15输电高塔设计风荷载可根据行业的具体情况确定并应

,

符合下列规定

:

1输电高塔设计基本风速的重现期取值应按国家现行标准

有关规定确定

。

2位于山地上的高塔的基本风速应符合下列规定

:

1宜采用统计分析和对比观测等方法由临近地区气象台

),、

站的气象资料推算并应结合实际运行经验确定

,;

2当无可靠资料时宜将附近平原地区的统计值提高

),10%。

3大跨越高塔的基本风速应符合下列规定

:

1当无可靠资料时宜将附近陆上相同电压等级输电线路的

),

风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上

处并增加考虑水面影响再增加后选用

10m,10%,10%;

2大跨越高塔的基本风速不应低于相连接的陆上输电线路

)

的基本风速且及以下大跨越高塔的基本风速不

,330kV

低于及以上大跨越高塔的基本

25m/s,500kV、±400kV

风速不低于

30m/s;

3必要时尚宜按稀有风速条件进行验算

),。

4.2.16对于处于地形条件复杂或几何形状复杂的高耸结构可

,

通过风洞试验或数值模拟来确定风荷载计算参数

。

4.3覆冰荷载

人人文库专用

4.3.1设计电视塔无线电塔桅和输电高塔等类似结构时应考

、,

虑结构构件架空线拉绳等表面覆冰后所引起的荷载及挡风面积

、、

增大的影响和不均匀脱冰时产生的不利影响

。

4.3.2基本覆冰厚度应根据当地离地高度处的观测资料和

10m

设计重现期分析计算确定当无观测资料时应通过实地调查确

。,

定或按下列经验数值分析采用

,:

·35·

1重覆冰区基本覆冰厚度可取

:20mm~50mm;

2中覆冰区基本覆冰厚度可取

:15mm~20mm;

3轻覆冰区基本覆冰厚度可取

:5mm~10mm。

4.3.3覆冰重力荷载的计算应符合下列规定

:

1圆截面的构件拉绳缆索架空线等每单位长度上的覆冰

、、、

重力荷载可按下式计算

:

-

q=bααd+bααγ×6

1π12(12)10(4.3.3-1)

式中q单位长度上的覆冰重力荷载

:1———(kN/m);

b基本覆冰厚度按本标准第条的规定采用

———(mm),4.3.2;

d圆截面构件拉绳缆索架空线的直径

———、、、(mm);

α与构件直径有关的覆冰厚度修正系数按表

1———,4.3.3-1

采用

;

α覆冰厚度的高度递增系数按表采用

2———,4.3.3-2;

γ覆冰重度一般取3

———,9kN/m。

2非圆截面的其他构件每单位面积上的覆冰重力荷载

qα2可按下式计算

(kN/m):

-

qα=.bαγ×3

06210(4.3.3-2)

式中qα单位面积上的覆冰重力荷载2

:———(kN/m)。

表4.3.3-1与构件直径有关的覆冰厚度修正系数α1

直径

(mm)5102030405060≥70

α

11.101.000.900.800.750.700.630.60

表4.3.3-2覆冰厚度的高度递增系数α2

离地面高度

(m)1050100150200250300≥350

α人人文库专用

21.01.62.02.22.42.62.72.8

4.4地震作用

4.4.1基于结构使用功能和重要性应按现行国家标准建筑工

,《

程抗震设防分类标准的规定将结构划分为特殊设防

》GB50223

类重点设防类标准设防类适度设防类四类并应按现行国家标

、、、,

·36·

准建筑抗震设计规范进行设计

《》GB50011。

4.4.2对设防烈度为度g及以上带塔楼的高耸结构设

7(0.15)、

防烈度为度及以上的高耸混凝土结构和设防烈度为度及以上

89

的高耸钢结构应同时考虑竖向地震作用和水平地震作用的不利

,

组合对高耸结构的悬挑桁架悬臂梁较大跨梁等应考虑竖向

。、、,

地震作用刚度中心与质量中心存在偏心时应考虑地震作用的

。,

扭转效应

。

4.4.3带有塔楼的高耸结构应进行性能化设计当高耸结构采

。

用抗震性能设计时应根据其抗震设防类别设防烈度场地条件

,、、、

结构类型功能要求投资造成损失大小和修复难易程度等对选

、、、,

定的抗震性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证

。

4.4.4地震影响系数图应根据现行国家标准建筑抗震

(4.4.4)《

设计规范采用其最大值按本标准第条的规定

》GB50011,4.4.5

采用其形状参数应符合下列规定

,:

Tg)(

T

00.1Tg5Tg6.0T(s)

图地震影响系数曲线

4.4.4

α地震影响系数α地震影响系数最大值直线下降段的下降斜率调

—;max—;η1—

整系数γ衰减指数T特征周期η阻尼调整系数T结构自振周期

;人人文库专用—;g—;2—;—

1直线上升段周期小于的区段

,0.1s;

2水平段自至特征周期区段应取最大值α

,0.1s,max;

3曲线下降段自特征周期至倍特征周期区段衰减指数

,5,

应取

0.9;

4直线下降段自倍特征周期至区段下降斜率调整

,56.0s,

系数应取

0.02;

·37·

5特征周期根据场地类别和设计地震分组按表采

,4.4.4

用计算度度罕遇地震作用时特征周期应增加

;8、9,0.05s。

表4.4.4特征周期值(s)

场地类别

设计地震分组

ⅠⅡⅢⅣ

第一组

0.250.350.450.65

第二组

0.300.400.550.75

第三组

0.350.450.650.90

4.4.5计算地震作用标准值时水平地震影响系数最大值应按表

,

采用

4.4.5。

表4.4.5水平地震影响系数最大值

烈度

地震影响

6789

多遇地震

0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32

设防地震

0.120.23(0.34)0.45(0.68)0.90

罕遇地震

0.280.50(0.72)0.90(1.20)1.40

注括号中数值分别用于设计基本地震加速度取为g抗震设防烈度为度

:0.15(7)

和g抗震设防烈度为度的地区

0.30(8)。

4.4.6当高耸结构抗震阻尼比的取值不等于时地震影响

0.05,

系数曲线的阻尼调整系数η及形状参数应按下列规定调整

2:

1曲线下降段的衰减指数应按下式确定

:

.-ζ

γ.005

=+()

09.+ζ4.4.6-1

036

式中γ曲线下降段的衰减指数

:———;

ζ结构抗震阻尼比按表采用

———,4.4.6。

人人文库专用表4.4.6结构抗震阻尼比

高耸结构类型多遇地震设防地震罕遇地震

、

钢结构塔架或单管塔

0.020.03

钢结构电视塔有塔楼

()0.0250.04

混凝土高耸结构

0.040.08

预应力混凝土高耸结构

0.030.08

注对于上部钢结构下部钢筋混凝土的高耸结构换算阻尼系数可根据该振型振

:、,

动时能量耗散等效的原则确定

。

·38·

2直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定

:

.-ζ

η=.+005

1002+ζ(4.4.6-2)

432

式中η直线下降段的下降斜率调整系数当小于时取

:1———,00。

3阻尼调整系数应按下式确定

:

.-ζ

η=+005

21.+.ζ(4.4.6-3)

00816

式中η阻尼调整系数当小于时应取

:2———,0.55,0.55。

4.4.7计算高耸结构的地震作用时其重力荷载代表值应取结构

,

自重标准值和各竖向可变荷载的组合值之和结构自重和各竖向

。

可变荷载的组合值系数应按下列规定采用

:

1对结构自重结构和构配件自重固定设备重等取

(、)1.0;

2对设备内的物料重取对特殊情况可按国家现行有关

1.0,

标准采用

;

3对升降机电梯的自重取对吊重取

、1.0,0.3;

4对塔楼楼面和平台的等效均布荷载取按实际情况考

0.5,

虑时取

1.0;

5对塔楼顶的雪荷载取

0.5。

4.5温度作用

4.5.1对带塔楼的多功能电视塔或其他旅游塔应计算塔楼内结构

,

和邻近处塔楼外结构的温差作用效应电梯井道封闭的多功能钢结

。

构电视塔应计算温度作用引起井道相对于塔身的纵向变形值并采取

,

措施释放其应力且不应影响使用计算温差标准值t为当地的历

人人文库专用,。Δ

年冬季或夏季最冷或最热的钢结构日平均气温或钢筋混凝土结构月

平均气温与室内设计温度之差值正负温差均应验算

,。

4.5.2高耸结构由日照引起向阳面和背阳面的温差应按实测数

,

据采用当无实测数据时可按不低于采用

,20℃。

4.5.3桅杆温度作用应按当地历年冬季或夏季最冷或最热的日

平均气温与桅杆安装调试完成时的月平均气温之差计算

。

·39·

5钢塔架和桅杆结构

5.1一般规定

5.1.1钢塔架和桅杆结构以下简称塔桅钢结构设计应进行强

()

度稳定和变形验算

、。

5.1.2对于承受疲劳动力作用的高耸钢结构应进行抗疲劳

设计。

5.1.3塔桅钢结构选用的钢材材质应符合现行国家标准钢结构

《

设计标准的规定螺栓紧固件应符合国家现行相关

》GB50017。、

标准的要求

。

5.1.4塔桅钢结构的钢材及连接强度设计值应按本标准附录

A

的表表采用并按本标准表折减钢铰线

A.0.1~A.0.4,A.0.5。

的强度设计值可按本标准表采用单角钢连接计算应符

A.0.6。

合现行国家标准钢结构设计标准的规定

《》GB50017。

5.1.5塔桅钢结构应做长效防腐蚀处理一般情况以热浸锌为

。

宜构件体型特殊且很大时可用热喷锌铝复合涂层对厚度大

,()。

于或等于的构件锌层平均厚度不应小于对厚度小

5mm,86μm;

于的构件锌层平均厚度不应小于

5mm,65μm。

5.1.6塔桅钢结构应有可靠的防雷接地接地标准应按国家现行

,

有关标准执行当采用镀锌钢塔塔体作为引下线时必须保证塔

。,

体由避雷针人人文库专用到接地线全线连通无绝缘涂层高强缆索不应作为

,。

接地体

。

5.1.7桅杆结构设计时宜有一层纤绳采用各向双纤绳纤绳所

,,

在轴线不宜通过桅杆杆身轴线图

(5.1.7)。

5.1.8塔桅钢结构节点处各杆件的内力宜交汇于一点

。

·40·

12

12

图双纤绳布置方案

5.1.7

杆身纤绳

1—;2—

5.2塔桅钢结构的内力计算

5.2.1塔桅钢结构宜按整体空间桁架做静力结构分析对于需进

;

行抗震验算的钢塔及安全等级属一级高耸结构的钢塔应进行反

,

应谱分析或时程分析

。

5.2.2桅杆可用梁索单元或杆索单元非线性有限元法做静力分

析当钢桅杆安全等级为一级时应进行非线性动力分析当桅杆

;。

杆身为格构式并按压弯杆件计算时其刚度应乘以折减系数折

,ξ,

减系数可按下式确定

:

l2

=0

ξiλ()

05.2.2

式中l弹性支承点之间杆身计算长度

:0———(m);

i杆身截面回转半径

———(m);

λ弹性支承点之间杆身换算长细比按本标准第

0———,5.5.5

条的规定计算

人人文库专用。

5.2.3当计算所得四边形钢塔斜杆承担的剪力与同层塔柱承担的

Vb

剪力之比Δ=-.时斜杆内力宜取塔柱内力乘

Mθ1≤04,

2tan

系数α图α可按公式确定当未按本条规定的方

(5.2.3),(5.2.3)。

法复核斜杆受力时斜杆设计内力不宜小于主材内力的

,3%。

·41·

b

α=μ.+.Δ

(02280649)·h(5.2.3)

式中μ斜杆为刚性时μ=斜杆为柔性时μ

:———,1;,=2;

VM层顶剪力弯矩

、———、;

b为层顶宽度

———;

θ塔柱与铅直线之夹角

———;

h所计算截面以上塔体高度

———。

图斜杆最小内力限值计算图

5.2.3

斜杆指向塔心方向上部结构

1—;2—;3—

5.2.4塔桅钢结构中的构造支撑的设计内力不应小于被它所支

撑的杆件的内力值的

1/50。

5.2.5塔桅钢结构中柔性预应力交叉斜杆的预拉力值不宜小于

按线弹性理论计算时交叉斜杆的压力设计值应按预应力结构体

人人文库专用,

系进行计算

。

5.3塔桅钢结构的变形和整体稳定

5.3.1塔桅钢结构在结构布置结构形体设计时应考虑结构变形

、

的影响并进行变形验算变形应满足本标准第条和本标

,。3.0.10

准第条的规定

3.0.11。

·24·

5.3.2桅杆除应按本标准第条验算承载能力外尚应验算

5.1.1,

各安装阶段的整体稳定整体稳定安全系数不应低于对于

,2.0。

纤绳上有绝缘子的桅杆应验算绝缘子破坏后的受力状况此时可

,,

假定纤绳初应力值降低相应的稳定安全系数不应低于

20%,1.6。

5.4纤绳

5.4.1桅杆纤绳可按一端连接于杆身的抛物线计算

。

5.4.2纤绳的初应力应综合考虑桅杆变形杆身的内力和稳定以

、

及纤绳承载力等因素确定宜在22范围内

,200N/mm~300N/mm

选用

。

5.4.3纤绳的截面强度应按下式验算

:

N

f

A≤w(5.4.3)

式中N纤绳拉力设计值

:———(N);

A纤绳的钢丝绳或钢绞线截面面积2

———(mm);

f钢丝绳或钢绞线强度设计值2按本标准

w———(N/mm),

表表采用

A.0.6、A.0.7。

5.5轴心受拉和轴心受压构件

5.5.1轴心受拉和轴心受压构件的截面强度应按下式验算

:

N

f

A()

n≤5.5.1

式中N轴心拉力和轴心压力

:———;

A构件净截面面积2对多排螺栓连接的受拉构

n——人人文库专用—(mm),

件要计及锯齿形破坏情况

,;

f钢材的强度设计值2按本标准附录的表

———(N/mm),A

采用并按本标准附录的表修正

A.0.1,AA.0.5。

5.5.2轴心受压构件的稳定性应按下式验算

:

N

f

φA≤(5.5.2)

·43·

式中A构件毛截面面积

:———;

轴心受压构件稳定系数可根据构件长细比λ材料强

φ———,、

度及截面类别按本标准附录采用

B。

5.5.3塔桅钢结构的构件长细比λ可按下列方法取值

:

1单角钢

:

1弦杆长细比λ按表采用

)5.5.3-1。

2斜杆长细比λ按表采用

)5.5.3-2。

3横杆和横膈长细比λ按表采用

)5.5.3-3。

表5.5.3-1塔架和桅杆的弦杆长细比λ

弦杆形式两塔面斜杆交点错开二塔面斜杆交点不错开

简l

l

l

图l

l

长

.ll

细λ=12λ=

ixiy

比0

y

xx

人人文库专用ix单角钢截面对平行肢轴的回转半径

符y———;

号

iy单角钢截面的最小回转半径

说0———;

明yl节间长度

0———

y

0

·44·

表5.5.3-2塔架和桅杆的斜杆长细比λ

斜杆形式单斜杆双斜杆双斜杆加辅助杆

B

简

图A

l

l1l

l1l

ll1

点与相邻塔面

B

的对应点之间有

连杆

当斜杆不断开又

当点与相邻

互相不连接时A

:塔面的对应点之

l

λ=间有连杆时斜杆不断开又

iy:

0互相连接时

斜杆断开中间l:

,λ=1

iy

0.l

长连接时λ=111

l:当点与相邻ix

细λ=.lA

iy

比0λ=07塔面的对应点之两斜杆同时受

iy

0

压时

斜杆不断开中间无连杆时:

,:

间用螺栓连.l.l

λ=11λ=08

ixix

人人文库专用接时

:两斜杆同时受

l

λ=1压时

iy

0:

.l

λ=125

ix

·45·

表5.5.3-3塔架和桅杆的横杆和横膈长细比λ

简图截面形式横杆横膈

当有连杆时

a:

l

l2λ=1

ixl

λ=2

当无连杆时iy

a:0

l

λ=1

iy

l10

当一根交叉杆断开

,

当有连杆时用节点板连接时

l2a::

l.l

λ=1λ=142

ixiy

a0

当无连杆时当交叉杆不断开用

a:,

l螺栓连接时

λ=1:

iy

l10l

λ=2

iy

0

当有连杆时

a:

l

λ=1

iyl

a0λ=2

当无连杆时iy

a:0

l2l

l1λ=21

ix

l2

当有连杆时

a:

l

λ=1

iyl

20λ=2

当无连杆时iy

人人文库专用0

a:

l/4l/4l

11λ=1

ix

l1

2单角钢双角钢形及十字形截面应按现行国家标准钢

、、T《

结构设计标准考虑扭转及弯扭屈曲采用等效长细比

》GB50017

计算

。

·46·

5.5.4构件的容许长细比λ应符合表的规定

5.5.4。

表5.5.4构件容许长细比λ

杆件类型长细比

弦杆

150

受压杆件斜杆横杆

、180

辅助杆

200

无预拉力

受拉杆件350

有预拉力

—

桅杆两相邻纤绳结点间杆格构式桅杆

100

身长细比实复式桅杆

150

注格构式桅杆采用换算长细比

:。

5.5.5格构式轴心受压构件的稳定性应按本标准公式验

(5.5.2)

算此时对虚轴长细比应采用换算长细比λλ应按表计

。0,05.5.5

算并应符合下列规定

,:

1缀板式构件的单肢长细比λ不应大于

140;

2斜缀条与构件轴线间的倾角应为

40°~70°;

3缀条式轴心受压格构式构件的单肢长细比λ不应大于构

1

件双向长细比的缀板式轴心受压格构式构件的单肢长细比

70%;

λ不应大于构件双向长细比的

150%。

表5.5.5格构式构件换算长细比λ0

构件截面形式缀材计算公式符号说明

λxλy整个构件对x-x轴或-

、———y

四边形截面

λx=λx2+λ2y轴的长细比

缀板01;

1

λ单肢对最小刚度轴

λy=λy2+λ21———

人人文库专用011-1

1的长细比

y

AxAy构件截面中垂直于

xxA1、1———

λx=λx2+

040Axx-x轴或y-y轴各斜

缀条1

缀条毛截面面积

yA

λy=λy2+

040Ay

1之和

·47·

续表5.5.5

构件截面形式缀材计算公式符号说明

等边三角形截面λx=λx2+λ2

缀板01λ单肢长细比

1———

yλy=λy2+λ2

01

xxA

λx=λx2+

056AA构件截面中各斜缀条毛截

缀条11———

A面面积之和

yλy=λy2+

056A

1

5.5.6所有对地夹角不大于的杆件应能承受跨中检修

30°,1kN

荷载此时不与其他荷载组合

。,。

5.6拉弯和压弯构件

5.6.1高耸结构拉弯和压弯构件的计算应按现行国家标准钢结

《

构设计标准执行

》GB50017。

5.6.2单圆钢管或多边形钢管塔径厚比Dt不宜大于单管

/400,

塔除应按现行国家标准钢结构设计标准中压弯构件

《》GB50017

的有关公式进行强度和稳定验算外尚应进行局部稳定验算单

,。

管塔受弯时考虑到管壁局部稳定影响当验算弯矩作用平面内稳

,,

定时其设计强度f应乘以修正系数μμ应按公式

,d。d(5.6.2-1)~

公式计算当径厚比Dt大于公式公式

(5.6.2-4)。/(5.6.2-1)~

规定范围时应按本标准附录计算单管塔局部稳定

(5.6.2-4),C。

1.0Dt

对μ/≤140

:人人文库专用d

Q235=73.851832.5Dt

0.566+Dt-Dt2140≤/≤300

//

(5.6.2-1)

1.0Dt

对μ/≤110

Q345:d=66.621926.5Dt

0.554+Dt-Dt2110</≤245

//

(5.6.2-2)

·48·

1Dt.

对μ=../≤1078

Q390:d.+8233-30646.Dt

05DtDt21078</≤230

//

(5.6.2-3)

1Dt.

对μ=./≤1038

Q420:d.+7925-2718.Dt

0498DtDt21038</≤220

//

(5.6.2-4)

5.7焊缝连接

5.7.1高耸钢结构中承受疲劳动力作用且受拉或高频振动的对

,

接焊缝及角接焊缝宜采用一级焊缝其他对接焊缝及角接焊缝可

,;

采用二级焊缝所有对接焊缝宜与较薄母材等厚对于操作空间

。。

狭小无法按二级焊缝要求焊接的位置允许采用熔透焊并按二级

,,

焊缝做外观检查次要结构的焊缝可采用角焊缝按二级焊缝做

。,

外观检查

。

5.7.2高耸钢结构中的对接焊缝角焊缝的承载能力应按现行国

、

家标准钢结构设计标准进行验算

《》GB50017。

5.7.3承受疲劳动力荷载的高耸钢结构应按现行国家标准

钢结构设计标准对焊缝相邻处的母材进行疲劳

《》GB50017

验算

。

5.7.4高耸空间桁架结构的主管与支杆连接图应符

(5.7.4-1)

合下列规定

:

1应使上下两支杆相连的节点板连成一体

人人文库专用。

2应符合螺栓连接的构造要求

。

3应符合螺栓连接的承载能力要求

。

4节点板与钢管的焊缝应满足上下两支杆内力NN在焊

x1,x2

D

缝处的合力N及弯矩MN的强度要求图

ΔΔ=Δ·(5.7.4-2)。

2

NNN为主管上段和下段内力NM为焊缝内力

、+Δ。Δ、Δ。

·49·

5节点板宽b与板厚t之比不应大于节点板厚tt-

1115,1≤

且t不应小于t为主管壁厚

2,14mm,。

6当完全符合本条第款第款要求且节点板的长度l与

1~5g

主管直径D的比值lD大于本标准附录表中节点板临界

g/DD.0.1

比值要求时可不对主管承载力进行验算否则应按现行国家标准

,,

钢结构设计标准的规定或按弹塑性有限元法验算主管

《》GB50017

承载力在荷载设计值作用下塑性发展深度不应大于t

,,0.1。

22

1N

1

Nx1

g

l

g

l

b1

3b13

N

x2

DD

图主管与支杆连接图主管与节点板连接

5.7.4-15.7.4-2

主管支杆厚板t主管焊缝厚板t

1—;2—;3—11—;2—;3—1

5.7.5高耸钢结构主管与支管用相贯线焊接时应符合下列

,

规定

:

1主管径厚比Dt不宜大于支管与主管直径之比不宜小

/45;

于主管人人文库专用壁厚与支管壁厚之比不宜小于主管长细比不

tti

0.4,/1.2;

宜小于应按本条第款第项第项要求设计焊缝当满

40。21~4。

足上述条件时可不做主管局部承载力验算否则应按现行国家标准

,

钢结构设计标准相应要求做主管局部承载力验算

《》GB50017。

2主管与支管的相贯线焊缝应符合下列规定

:

1相贯线焊缝包括坡口线应该连续圆滑过渡

),。

·50·

2当支管壁厚ti不大于时可用相贯线全长角焊缝连

)6mm,

接焊脚尺寸h=.ti按二级焊缝要求做外观检查

,f12,。

3当支管壁厚ti大于时当节点受疲劳动力作用或高

)6mm,

频振动或主管与支管轴线最小夹角小于时相贯线焊

,30°,

缝应全长按四分区方式设计图图应

(5.7.5-1,5.7.5-2),

按一级焊缝检查主管表面与支管表面相贯线夹角Ψ的

;

使用范围与焊缝坡口角度Φ的关系应按表确

5.7.5-1

定焊缝的焊脚尺寸Tαtt为支管厚度α为系数应按

;=,,,

表取值

5.7.5-2。

30°

1

3

2

图

5.7.5-1

区区区和区

1—A;2—B;3—CD

表5.7.5-1Ψ使用范围与坡口角度Φ

Ψ使用范围坡口角度Φ

(°)

区Φ

A180~150≥45°

区Φ

B150~7537.5°≤≤60°

区ΦΨ最大

C人人文库专用75~37.5=/2,37.5°

区ΦΨ

D37.5~20=/2

表5.7.5-2Ψ使用范围与系数α取值

Ψα

(°)

Ψ

180>≥701.50

Ψ

70>≥401.70

Ψ

40>≥202.00

·51·

t

t

0~1.6

0~1.6

3~5

3~5

3~5

TTT

A区详图B区详图

t

t

t

4~54~54~6

/4/4/4

TTTT

TT

C区详图D区详图

图钢管相贯焊缝四分区法

5.7.5-2

4当支管壁厚ti大于时除本款第项之外的其他情

)6mm,3

况相贯线焊缝全长可按三分区方式设计图

,(5.7.5-3)。

对接焊缝全熔透和角焊缝可按二级焊缝做外观检查

,。

30°

1

3

2

(a)

tt

人人文库专用t

45°

45°

TT

(b)A区焊缝剖面(无坡口)(b)B区焊缝剖面(有坡口)(c)C区焊缝剖面(d)

图钢管相贯焊缝三分区法

5.7.5-3

区区区

1—A;2—B;3—C

·52·

5当与主管连接的多根支管在节点处相互干扰时应首先

),

确保受力大的主要支管按本款第项第项的要求做

1~4

相贯线焊接受力较小的次要支管可通过其他过渡板与

,

主管连接两根支管受力相当时则通过对称中心的加

。,

强板辅助相贯线连接图并按现行国家标准

(5.7.5-4),

钢结构设计标准相应要求验算主管局部承

《》GB50017

载力

。

32

14

图加强板辅助相贯线连接

5.7.5-4

主管支管支管对称中心加强板

1—;2—A;3—B;4—

5.7.6当塔柱节点上有与塔柱受力相当的杆件集中力作用时可

,

对塔柱做局部加强并应按本标准第条要求进行验算

,5.7.5。

5.8螺栓连接

5.8.1高耸钢结构中的普通螺栓连接应符合下列规定

:

1应按现行国家标准钢结构设计标准相应要求

《》GB50017

进行螺栓承人人文库专用载能力验算

;

2应符合现行国家标准钢结构设计标准中关于

《》GB50017

普通螺栓连接的构造要求

;

3应规定螺栓防松措施防松措施可用双螺母或扣紧螺母

,。

5.8.2高耸钢结构中的高强螺栓连接应符合下列规定

:

1应按现行国家标准钢结构设计标准相应要求

《》GB50017

·53·

进行高强螺栓承载能力验算其中高强螺栓承压型连接应确保在

,

荷载标准值下保持高强螺栓状态

;

2应符合现行国家标准钢结构设计标准中关于

《》GB50017

高强螺栓连接的构造要求

;

3对于不同防腐蚀涂层不同受力特征的高强螺栓应按如下

,

不同要求施加预应力

:

1对于室内无长效防腐蚀涂层的高强螺栓按现行国家标

),

准钢结构设计标准规定的扭矩法施加预

《》GB50017

应力

;

2对于有长效防腐蚀涂层的高强螺栓中受剪及受一般拉力

)

作用者用转角法施加预应力

,;

3对于有长效防腐蚀涂层的高强螺栓中受拉压交变疲劳作

)

用者用直接张拉法施加预应力

,。

5.8.3承受疲劳动力作用的高强螺栓的应力幅应按下式计算

:

T

σΔ

Δ=A(5.8.3)

Ac

dA

1+d

式中σ高强螺栓的应力幅不应大于按现行国家标

:Δ———(MPa),

准钢结构设计标准确定的容许疲劳应力

《》GB50017

幅

;

T拉力幅值

Δ———;

A受压钢板面积当构造条件复杂A不易确定时应

c———,,c,

按实测或有限元计算确定

;

A螺栓的面积

d——人人文库专用—。

5.9法兰连接

5.9.1高耸钢管结构中的法兰连接应与结构整体计算模型相匹

配与施工条件相适应与受力性质相对应

,,:

1按空间桁架计算钢管结构其节点邻近处的法兰可用高强

,

度普通螺栓连接加双螺母防松

,;

·54·

2按空间刚架计算的钢管结构或按空间桁架计算的钢管结

构杆件中段的法兰应用刚接法兰用高强螺栓连接并提出明确的

,,

预应力设计参数

;

3非标准或大直径管结构的连接可采用有加劲肋法兰

;

4标准化或较小直径管结构的连接可采用无加劲肋法兰

;

5小直径管结构应采用外法兰大直径管结构可采用内法

;

兰并设计配套施工辅助设施基础顶面与大型单管塔连接可用双

,;

面形法兰

T;

6所受压力与拉力相比大一个数量级或以上的法兰应采用

承压型法兰钢管和法兰焊接后端面铣平顶紧焊缝不传递压力

,,,

螺栓传递可能承受的较小拉力

;

7刚接柱脚可用双层法兰

。

5.9.2刚接法兰的计算应符合下列规定

:

1刚接法兰中摩擦型高强螺栓群同时受弯矩M和轴拉力N

时单个螺栓最大拉力应按下式计算

,:

MynN

Nb=+Nb

maxnt()

yi20≤5.9.2-1

∑

式中i第i个螺栓到法兰中性轴的距离

:y———;

离法兰中性轴最远的螺栓到法兰中性轴的距离

yn———;

n法兰盘上螺栓总数

0———;

Nb摩擦型高强螺栓抗拉设计承载力

t———。

2刚接法兰中法兰板厚度t应按下式计算

:

M

人人文库专用t5max

≥f(5.9.2-2)

式中M按单个螺栓最大拉力均布到法兰板对应区域时计算

:max———

得到的法兰板单位板宽最大弯矩无加劲肋法兰时

;,

按悬臂板计算有加劲肋法兰时按两边沿加劲板边

;,

固结一边沿管壁铰接弹性薄板近似计算弯矩

,;

钢材抗拉强度设计值

f———。

·55·

单位板宽法兰板最大弯矩M应按下列公式计算

max:

M=mqb2

maxb(5.9.2-3)

N

q=tmax

ba(5.9.2-4)

式中a固结边长度

:———;

b简支边长度图实际取扇形区域的平均宽度

———(5.9.2-1,),

b+b

b12

=;

2

N单个螺栓最大拉力设计值

tmax———;

m弯矩计算系数按表取值

b———,5.9.2。

2

b2

1

a

3

b1

图法兰板受弯计算简图

5.9.2-1

固定边靠加劲板自由边简支边靠钢管

1—();2—;3—()

表5.9.2均布荷载下有加劲肋法兰(一边简支,两边固结板)

弯矩计算系数和加劲板反力比

人人文库专用mbα

ab

/0.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.85

m

b0.07850.08340.08740.08950.09000.09010.09000.08970.08920.08840.0872

α

0.670.710.730.740.760.790.800.800.810.820.83

ab

/0.900.951.001.101.201.301.401.501.752.00>2.00

m

b0.08600.08480.08430.08400.08380.08360.08350.08340.08330.08330.0833

α

0.830.840.850.860.870.880.890.900.910.921.00

·56·

3刚接法兰的加劲板强度按平面内拉弯计算拉力大小按

、,

三边支承板的两固结边支承反力计拉力中心与螺栓对齐加劲

,。

板与法兰板的焊缝加劲板与筒壁焊缝按上述同样受力分别验算

、。

法兰加劲肋板焊缝图应进行如下计算加劲板受力

(5.9.2-2)。

F=αNα按表取值

tmax。5.9.2。

e

h

N

s



s

B

图内外法兰肋板焊缝计算示意图

5.9.2-2、

竖向对接焊缝验算

:

αN

τ=tmaxfw

fth-S-t≤v(5.9.2-5)

(12)

αNe

σ=6tmaxfw

fth-S-t2≤t(5.9.2-6)

(12)

σ2τ2.fw

f+3f≤11t(5.9.2-7)

水平对接焊缝验算

:

αN

σtmaxfw

f=tBSt≤t(5.9.2-8)

(-2-2)

式中人人文库专用垂直于焊缝长度方向的拉应力

σ

:f———;

τ平行焊缝长度方向的剪应力

f———;

B加劲板宽度

———;

t肋板的厚度

———(mm);

eN偏心距取螺栓中心到钢管外壁的距离

———tmax,;

α加劲板承担反力的比例按表取值加劲板受

———,5.9.2,

·57·

力为FαN

:=tmax;

h肋板的高度

———;

S肋板下端切角高度

1———;

S加劲板横向切角尺寸

2———;

fwfw对接焊缝抗拉抗剪强度设计值

t、v———、。

4刚接法兰抗剪按高强螺栓抗剪验算

。

5.9.3半刚接法兰的计算应符合下列规定

:

1半刚接法兰用高强度普通螺栓连接在荷载频遇值作用

。

下法兰不宜开缝在承载能力极限状态下法兰可开缝并绕特定

,;,,

的转动中心轴转动

。

2半刚接法兰既可能受轴压又可能受轴拉时轴压力通过钢

,

管与法兰板之间的焊缝直接传递应保证焊缝与钢管壁等强拉

。,

力N则通过螺栓传递

。

1有加劲肋法兰单个螺栓拉力应按下式计算

):

N

NbNb

maxnt()

=0≤5.9.3-1

2无加劲肋法兰图单个螺栓拉力应按下式计算

)(5.9.3-1):

Tb

ba

b

Nt,max

人人文库专用Rf

b

Nt,max

Tb

图无加劲肋法兰受力

5.9.3-1

·58·

ab

NbmT+Nb

t,max=b·a≤t(5.9.3-2)

式中T一个螺栓对应的筒壁拉力

:b———;

Nb单个螺栓受力

t,max———;

m工作条件系数取

———,0.65。

3半刚接法兰主要受弯矩作用时

:

1有加劲肋外法兰有加劲肋内法兰图

)、[5.9.3-2(a)、

图螺栓最大拉力应按下式计算

5.9.3-2(b)]:

My

Nbn

max=

2(5.9.3-3)

(yi)

∑

式中i螺栓群转动中心轴到第i个螺栓的距离

:y———;

y离螺栓群转动中心轴最远螺栓的距离

n———。

b

Nmax

Nti

n

y

RM

i

y

2

1

(a)外法兰(a)

b

Nmax

Nti

M

n

y

i

y

人人文库专用/3

R

2

/3

R4

3

(b)内法兰

图法兰螺栓群计算形心轴

5.9.3-2

外焊缝受压区形心轴内法兰受压区形心轴

1—;2—;3—;4—

·59·

2无加劲肋法兰螺栓最大拉力按下式计算

):

mMab

Nb2+Nb

t,max=nR·a≤t(5.9.3-4)

式中M法兰板所受的弯矩

:———;

R钢管的外半径

———;

n法兰板上螺栓数目

———。

4半刚接法兰板厚度应按本标准第条第款计算

5.9.22。

5半刚接法兰加劲板对应的焊缝应按本标准第条第

5.9.2

款验算

3。

6半刚接法兰所受剪力不应大于螺栓拉力在法兰板内产生

的压力对应的摩擦力

。

5.9.4承压型法兰应按铣平顶紧计算管端受压图法

(5.9.4)。

兰仅承受次要工况下的弯矩或拉力作用时法兰计算应与刚接法

,

兰相同

。

人人文库专用

1

图承压型法兰

5.9.4

端面铣平

1—

5.9.5双层法兰应与基础中预应力锚栓配套使用双层法

。

兰应按下列规定计算图

(5.9.5):

·60·

1

2

3

4

5

10

6

7

8

9

图刚性柱脚双层法兰

5.9.5

柱脚上法兰板加劲板下法兰板套管预应力

1—;2—;3—;4—;5—;6—

锚栓高强螺栓定位螺母受力螺母下锚板基础高度

();7—;8—;9—;10—

1下法兰板与混凝土接触的毛面积按基础顶面混凝土局部

承压确定应满足下列公式要求

,:

MN

σl

,max=W+A(5.9.5-1)

nP

.σlf

人人文库专用135,max≤A≤c(5.9.5-2)

式中f混凝土轴线抗压强度设计值

:c———;

P锚栓预拉力

———;

σl无预应力状态下基础底法兰面按平截面假定计算得

,max———

到的最大拉应力设计值

。

2下法兰板分布荷载取σ应根据本标准第条进行

max,5.9.2