对角钢通信铁塔结构的分析及应用

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对角钢通信铁塔结构的分析及应用

作者：朱晨

来源：《城市建设理论研究》2013年第09期

摘要: 本文利用了同济大学的三维钢结构软件3D3S对在不同参数下角钢通信铁塔结构的

自振周期与特性进行了计算分析，按照在现实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，通过对模型的计算结果和计算数据的拟合，得到的总结对实际工程操作具有一定的实际意义。

关键词: 对角钢通信塔，自振周期，数据拟合

中图分类号：TN823+.12文献标识码： A 文章编号：

1 角钢塔及其自振周期

对角钢通信铁塔作为替移动通信天线提供所需的不同高度、不同安装环境和其他要求的塔架结构，是目前普遍使用的一种通信铁塔形式，也是在通信铁塔的实际应用中是一种出现比较早的铁塔形式。角钢塔一般主要受力构件是由四根塔柱组成，由角钢组成并通过螺栓连接组成一种桁架式的高耸钢结构。由于角钢塔的桁架式结构是由杆件组成，所以运输和安装便捷迅速、建设工期短。因为需要在塔身的顶部安装天线平台等挡风设备，使得其控制外荷载主要为横向风荷载，塔身截面宽度可随其承受的荷载不同而变化，可以便于优化。其次，在分析结构的振动中，自振周期是指结构系统按某一振型完成一次自由振动所需的往复时间，结构的固有频率和振型是承受动力荷载结构设计中的重要参数与结构动力分析的基础。各阶频率所对应的振型决定了其动力参与系数的大小，也就决定了其对结构动力响应所作贡献的大小。通过对结构的振型分析，可以明确结构的刚度分布情况，从而得知结构各个部分刚度的强弱。通过模型计算，其结果见图1。

角钢塔自振周期

对角钢通信铁塔在结构上是属于钢结构高耸结构，这种形式的铁塔加工工艺简单，自身结构高宽比大、变形小而且自振周期长，在遇到较大的风灾时不易倾覆。在计算结构风荷载作用时，设计人员需要把结构自振周期作为根据所设计结构确定的重要参数，因为结构自振周期取值的正确与否将直接影响到结构设计人员对铁塔自振特性的把握。因此，必须对实际铁塔的观测和计算机模拟计算进行分析和总结，已得到简便实用的基本自振周期计算公式。

2 对角钢塔的参数选择和3D3S模型计算

在实际工程实践中，一般移动通讯角钢塔的高度会在30m～50m之间，而对低于30m的

通信铁塔通常是采用单位高度用钢量更为经济的其他铁塔形式。一般的移动通信基站用40m

铁塔的天线挂高一般已能满足工艺要求，对结构基本自振周期有显著影响的因素除了自身高度