[工学]第六章 电视塔.ppt

特种结构 河北工程大学土木工程学院 孙克 4.4.2塔体变形和内力计算 计算塔体时可将其简化为多质点悬臂体系，沿塔高每10--20m宜设一个质点，塔截面突变处、质量集中处和计算需要处，应设质点，一般每座塔的总数不少于20个。各质点的质量或重力，可按相邻上、下质点距离内的质量的1/2或重力的1/2采用。有塔楼时应包括相应的塔楼重和楼面固定设备重，但楼面活荷载可不计。 相邻两质点的塔体刚度，可采用该区段的平均截面刚度；在计算塔体截面刚度时，可不计开孔和局部加强措施的影响。 计算塔体自振特性和正常使用极限状态时，可将塔身视为弹性体系。其截面刚度可按下列规定取值： 计算结构自振特性时，取0.85EcI； 计算正常使用极限状态时，取0.65EcI（混凝土）；0.85EcI（预应力混凝土） 考虑抗震计算时，取0.85EcI（混凝土）；1.0EcI（预应力混凝土）。 其中 Ec为混凝土的弹性摸量；I为截面惯性距。 计算不均匀日照引起的塔身变位时，截面曲率可按下式计算： 1/ρ=αc△t/ d 式中 1/ρ---塔体截面的曲率； αc---钢筋混凝土的先膨胀系数； △t---由日照引起的塔身向阳面和背阳面的平均温度差可按150c采用； d---塔筒的外径。 在风荷载作用下，塔体任意高度处的动风位移加速度，可按下式计算； a= 式中 a---动风位移加速度，m/s2； Tj---塔体j振型自振周期（s）； Yj---塔体在风动力分量的作用下，塔体的水平位移值（m）。 在塔体截面i处由塔体竖向荷载和水平位移所产生的附加弯距可按下式计算： ΔMi= 式中 ΔMi---i质点的附加弯距； Gj---j质点的重力； Yj、Yi---分别为j、i质点的最终水平位移。 4.4.3钢筋混凝土塔筒承载的力计算 钢筋混凝土塔筒水平截面承载力可按下列公式计算： 一、塔筒截面无孔时（见图1） N≤αfcA+(α-αt)fsAs （4.4.3-1） M+ΔM≤fcAr( （4.4.3-2） 二、塔筒受压区有一个孔洞时（见图2） ? N≤αfcA+(α-αt)fsAs （4.4.3-3） M+ΔM≤ （4.4.34） 式中 A—塔筒截面面积，当塔筒受压区有孔洞时，扣除孔洞面积； AS—全部纵向钢筋的截面面积，当塔筒受压区有孔洞时，扣除孔洞面积； r—塔筒平均半径； α—受压区的 半角系数，按（4.4.3-1）式计算。 αt--受拉钢筋半角系数一般取αt=1-1.5α；当α≥2/3时，取αt=0； θ—孔洞的半角（rad）。 注：当受拉区有孔洞时，可不 考虑孔洞的影响。 钢筋混凝土塔筒竖向截面承载力可不验算，但竖向裂缝宽度应验算，并应满足构造配筋的要求。具体计算见《高耸结构设计规范》的塔筒裂缝宽度计算一节。 4.4.4圆筒形塔的附加弯矩计算 由于风荷载、日照和基础倾斜的作用如附图，塔筒线分布重力q和局部集中重力Gj对塔筒任意截面i所产生的附加弯矩，可按下列式计算： （4.4.4.1） 式中 q—离塔筒顶处的折算分布重力，可按规范附录（三）款计算； H---塔筒高度； hi计算截面i的高度； Gi塔筒j点的集中 重力； hj—塔筒j点的高度； 1/rc—塔筒代表截面处的弯曲变形曲率，按本节第（五）款计算，代表截面位置按本节第（六）款确定； αt—钢筋混凝土的 线膨胀系数； Δt—日照温差，应按实测数据采用，当无实测数据时可按200c采用。 d—高度为0.4H处的塔筒外径； tgθ—基础倾斜值，按计算值或 允许值采用。 (二)由于地震、风荷载、日照和基础倾斜的作用，塔筒线分布重力q和局部集中力Gj对塔筒任意截面i所产生的附加弯矩ΔMi，可按下式计算： --竖向地震作用，按本规范公式FVik= 计算值乘以分项系数0.5采用，且按本节（三）款算得离塔筒顶处的折算线分布重力q计算，其正负号应与截面计算中的竖向地震力相适应。 、 （三）?? 计算截i的附加弯矩时,其折算线分布重力q值可按下式计算： --塔筒顶部的线分布重力，可取塔筒顶部一节的平均分布重力（不包括桅杆天线和局部集中重力）。 --整个塔筒的平均线分布重力（不包括桅杆天线和局部集中重力） - 由风荷载和附加弯矩产生于塔筒代表截面处的弯曲变形曲率1/rc可按下列公式计算： 1.承载能力极限状态 （四）?? 塔筒代表截面处轴向力对塔筒截面中心的相对偏心距，应按下列公式计算： 1.???? 承载能力极限状态 2.???? 正常使用极限状