美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA-222-F:StructuralStandardsforSteelAntennaTowersandAntennaSupportingStructures材料(MATERIAL)材料標(biāo)準(zhǔn)AISC的標(biāo)準(zhǔn)“SpecificationsforStructuralSteelBuildings-AllowableStressDesignandPlasticDesign”。具體如下：碳素構(gòu)造鋼，ASTMA36/A36M熱浸鍍鋅焊接鋼管、無縫鋼管，ASTMA53/A53M，Gr.B高強度低合金構(gòu)造鋼，ASTMA242/A242M冷軋焊接、無縫碳素構(gòu)造圓鋼管和矩形鋼管，ASTMA500熱軋焊接、無縫碳素構(gòu)造鋼管，ASTM501高強度低合金含釩構(gòu)造鋼，ASTMA572/A572M，等等。AISI的標(biāo)準(zhǔn)“SpecificationsforDesignofCold-FormedSteelStructuralMembered”ANSI/NEMATT1-1983，“TaperedTubularSteelStructures”對于使用本標(biāo)準(zhǔn)未指定的替代材料時，需供給替代材料的機械性能和化學(xué)成份參數(shù)。螺栓、螺母、拉索錨具夾具AISC“SpecificationsforStructuralJointsUsingASTMA325orA490Bolts”。承壓型螺栓可用高強螺栓擰緊到標(biāo)準(zhǔn)AISC中要求的緊固條件。高強螺栓按標(biāo)準(zhǔn)要求預(yù)拉擰緊后可不需要螺母鎖設(shè)備，其他狀況要使用螺母鎖設(shè)備。熱浸鍍鋅螺栓A490不應(yīng)使用。荷載〔LOADING〕術(shù)語恒載：包括構(gòu)造、拉索及附屬設(shè)備的自重。裹冰荷載：依據(jù)各地的徑向裹冰厚度確定；其中，冰重度取8.8kN/m3中國標(biāo)準(zhǔn)取9kN/m3〕；霜重度取4.7kN/m3。風(fēng)荷載：取50年一遇離地10m(TIA/EIA-222-G版已改為3s)50年一遇離地10m高度處10分鐘的平均最大風(fēng)速為根本風(fēng)速。對于不同時距風(fēng)速的轉(zhuǎn)換關(guān)系附屬設(shè)備和線性附屬設(shè)備兩種。第113頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本荷載計算：風(fēng)荷載及裹冰荷載作用于構(gòu)造上的風(fēng)荷載包括全部作用于塔身上、拉線上以及離散附屬設(shè)備上的水 裹冰荷載則依據(jù)構(gòu)造所在地區(qū)確定。 F其中塔體分段〔塔段高〕的限值如下：拉線塔為拉線間距、獨立塔為18m、單管塔為9.1m。具體計算風(fēng)荷載的公式：F=qzGH[CFAE+∑(CAAA)]對應(yīng)于中國標(biāo)準(zhǔn)為：F=WbmmA0 z s z相關(guān)參數(shù)說明如下：

≤2qzGH 〔2－1〕〔2－2〕qz：構(gòu)件計算高度處的根本風(fēng)壓〔考慮了高度的影響〕。q=0.613K2，相當(dāng)于中國標(biāo)準(zhǔn)為Wm=0.6252m(N/m2〕z z 0 z zz1≤z=[z/10]2/7(0.286B類場地風(fēng)壓高度系數(shù)μ=[z/10]0.32zG：陣風(fēng)反響系數(shù)，整個塔只有一個值，如下：H

=0.65+0.6[h/10]1/75，其中h為構(gòu)造總高度H單管塔：G=1.69H(注：當(dāng)塔安裝在其他主構(gòu)造上時，按主構(gòu)造的高度取，但在計算應(yīng)力時1.25的放大系數(shù)) 角鋼塔為：C=4.02-5.9e+4.0四角塔；FC=3.42-4.7e+3.4三角塔。Fe＝〔A＋A

，為角鋼塔的實積比，即國內(nèi)所稱作的擋風(fēng)系數(shù)。F R GFR為塔段一個面內(nèi)圓形構(gòu)件〔鋼管、圓鋼等〕的投影面積，AG為塔段一個面內(nèi)的輪廓面積。對取不同擋風(fēng)系數(shù)時的體型系數(shù)如下表所示：當(dāng)風(fēng)系數(shù)方形三角形0.13.53.00.23.02.60.32.62.30.42.32.10.52.11.9第213頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本對中國標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)角鋼塔體型系數(shù)如以以下圖：差異更加明顯。313頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本單管塔的體型系數(shù)C取值如下表所示， C≤1.2F F截面形式圓形十六邊形及以上十二邊形六邊形及八邊形

體型系數(shù)0.60.81.01.2可以看出，美國標(biāo)準(zhǔn)比中國標(biāo)準(zhǔn)定義的更加細(xì)，它引入了一個參數(shù)C= KZVDPC值狀況下不同的桿身體型系數(shù)，而中國標(biāo)準(zhǔn)只跟其截面形式有關(guān)，跟風(fēng)速、管徑、高度系數(shù)等無關(guān)。而且對于風(fēng)速較低的狀況下，美國標(biāo)準(zhǔn)較中國標(biāo)準(zhǔn) 很多，這可能是考慮了風(fēng)荷載在低速時的其他影響因素。第413頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本塔段有效投影面積AE為A=DA+DARE F F R R R其中DF、DR為風(fēng)向影響系數(shù)，具體取值如下表所示：0度和±45度兩個風(fēng)向的風(fēng)載；三角塔則0度、60度和±90度三個風(fēng)向的風(fēng)載。對圓形構(gòu)件〔鋼管、圓鋼等〕，在計算有效投影面積的時候，需乘一個折減系數(shù)R=0.512+0.57≤1R在有效投影面積公式中，而中國標(biāo)準(zhǔn)則是反映在體型系數(shù)中，這是兩者之間的不同點。CA：線型附屬設(shè)備風(fēng)載體型系數(shù)，依據(jù)附屬設(shè)備高寬比及其類型取值，如下表：中國通信標(biāo)準(zhǔn)中則對其規(guī)定如下：天線外形板狀

高寬比小于等于70.8513頁

1.3

高寬比大于等于251.2美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本了修正，較美國標(biāo)準(zhǔn)有所減小。附屬設(shè)備風(fēng)載的計算以外的附屬設(shè)備單獨計算。附屬設(shè)備的風(fēng)載分兩種計算：線性附屬設(shè)備風(fēng)載以分布荷載的方式加于構(gòu)造上，包含在塔段風(fēng)載的∑CA項里；離散附屬設(shè)備風(fēng)載則以集中力加于模型節(jié)點上。A A離散附屬設(shè)備如冰罩、平臺等〔不包括微波天線和反射器〕的集中力按下式計算：Fc=qzGH[∑CAAC]q取附屬設(shè)備中心高度處的根本風(fēng)壓值；zG取塔體構(gòu)造的值，如前所述；HC1.8，附屬設(shè)備區(qū)取為等價的平板A2.0?！睟確定；不考慮天線罩的影響，當(dāng)天線的方位角不確定時按極對稱的原則分布于塔體構(gòu)造四周〕拉線風(fēng)載的計算按拉線中點的高度確定風(fēng)載qzF=qGC

dLF=qG

CdL

。其中D z H D C L z H L Cd為拉線直徑，L為拉線弦長，θ為拉索弦長與風(fēng)向的夾角〔順時針方向不大C于180度〕C=1.2si3θ，C=1.2si2θcos，具體參考以以下圖：第613頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本荷載組合取下面兩種組合的大值〔未考慮地震荷載〕D+W0D+0.75WI+I其中D為恒載，W為風(fēng)荷載，W為有裹冰狀況下的風(fēng)荷載，I為裹冰重力0 I荷載。因美國標(biāo)準(zhǔn)用的是容許應(yīng)力設(shè)計法，故組合中無荷載分項系數(shù)，材料應(yīng)力的安全系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)取值，約為1.67，具體參考Stress Design and PlasticDesign，1989標(biāo)準(zhǔn)。

AISC的Allowable對于美國標(biāo)準(zhǔn)不考慮地震荷載組合的緣由，分析如下：荷載的考慮，也是針對地震烈度88度及以下地區(qū)，無需進(jìn)展截面抗震驗算，只需滿足抗震構(gòu)造要求即可。應(yīng)力〔STRESSES〕AISCAISI的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，除拉線塔外，當(dāng)塔高〔指總高當(dāng)塔安放于其他構(gòu)造時包含塔底構(gòu)造的高度〕小于213m時，設(shè)計容許應(yīng)力可以增加1/3，當(dāng)塔高大于366m時則不增加，塔高介于兩者之間時，則用線性內(nèi)插法確定容許應(yīng)力提高系數(shù)。當(dāng)計算拉線塔的應(yīng)力時，需要考慮拉線處的實際位移〔變形〕。長細(xì)比計算的規(guī)定塔柱按相鄰塔面斜材的布置方式不同其長細(xì)比計算也不同，當(dāng)相鄰塔面斜材對稱布置時由角鋼繞最小軸的長細(xì)比L/R把握當(dāng)穿插布置時取L/RL/RY 、Z X(1+2N)、L/3R的最大值把握(NL：塔柱節(jié)間底至相鄰塔面支承點的距離，且ZN≥0.5)KLKL2RRa21

,此與R M中國標(biāo)準(zhǔn)綴板式組合構(gòu)件類同。M受壓構(gòu)件計算長細(xì)比的限值：弦桿150、斜桿和橫桿200、關(guān)心桿250，中150、180、25050％時，可放第713頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本200。1算確定。AISC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。(取螺孔直徑比螺栓直徑增大1.6mm)驗0.750.85，穩(wěn)定計算時依據(jù)長細(xì)比計算相應(yīng)折減系數(shù)。1需通過試驗和計算確定。1.5%。單角鋼桿件計算的規(guī)定〔AISCASCE-10的相關(guān)規(guī)定〕AISC的第四章規(guī)定進(jìn)展折減，對w取內(nèi)起弧點到肢尖的距離且不小于角鋼寬度減去t；寬厚比不應(yīng)超過25。單管塔計算的規(guī)定FB=0.6FY：第813頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本而來，此處不再排列。根底和錨碇砼容許應(yīng)力的規(guī)定構(gòu)造總高度(包括塔體及下面建筑高度)h≤213m時，砼強度/荷載效應(yīng)=1.3,h＞366m時，砼強度/荷載效應(yīng)=1.7，當(dāng)高度在中間時按線性內(nèi)插法確定。下料、安裝容差和標(biāo)識構(gòu)造構(gòu)件的安裝容差要滿足以下要求：垂直度不超過0.25%；兩個平面之間的轉(zhuǎn)角，每3m不超過0.5度，整個塔的轉(zhuǎn)角不超過5度；對分段焊接或法蘭連接的單管塔其總長度的差值必需在其設(shè)計長度的+1%和-0.5%以內(nèi)。13mm,字跡清楚。根底和錨件考慮。63kPa192kPa〔巖石、非粘土、飽和土和地下水以下的土不包含在內(nèi)〕。2作為地基土的極限承載力。根底抗拔穩(wěn)定驗算〔W/2.0+W

/1.25〕≥U，且〔WW

〕/1.5≥UR 其中：

P R C PW：覆土的抗力(重力)或樁的抗拔力，獨立根底時取一倒置的錐形土體為上覆R30，土的重度取16kN/m3；W24kN/m3；C應(yīng)取浮重度，以考慮水浮力10kN/m3的影響 〕U：最大上拔力；P〔每米深樁每平方米側(cè)面積的抗壓或抗拔的反力〕為31kPa—48kPa。獨立塔的筏式或板式根底，其抗傾覆安全系數(shù)不應(yīng)小于1.5。第913頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本鉆孔樁基的樁長需滿足下式的要求：LS2/413332)+S/96+M/(143d)]1/2DL為鉆孔樁基埋深；d為樁基直徑；S、M為樁頂〔地面〕的剪力和彎矩。D拉索安全系數(shù)h〔包括支承構(gòu)造〕有關(guān)如下：h<213m2.0,h≥366m取2.5高度位于兩者之間時按線性內(nèi)插確定?！?/3不適用于拉索及其連接〕拉索的預(yù)應(yīng)力和檢驗〔校對〕荷載高度較大的拉線塔需要考慮施加預(yù)應(yīng)力和檢驗荷載，其他狀況則可不考慮。拉索的初拉力8%—15%10%，初拉力超過15%時要考慮風(fēng)振動的影響，小于8%時則要考慮瞬時松拉的影響。初拉力可通過測量索的下垂度、振動頻率、機械拉力等方法確定，見TIA/EIA-222-F的附錄E設(shè)備正常運行條件通過把握扭轉(zhuǎn)、彎曲和位移來滿足設(shè)備運行要求。通常取用根本風(fēng)速為22.4m/s10分貝的衰退。該標(biāo)準(zhǔn)對位移、扭轉(zhuǎn)等的把握是按設(shè)備的運行要求來的，中國標(biāo)準(zhǔn)除需滿足此要求外，標(biāo)準(zhǔn)另外規(guī)定了對位移的把握，如下表：構(gòu)造類型構(gòu)造類型水平位移限值桅桿u/Hiu/Hiu/Hiu/Hi1/751/751/501/40第1013頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本保護(hù)接地接地至少應(yīng)由兩根相隔180度的16mm鍍鋅鋼棒埋入土中2.5m以上，鋼棒的另5mm應(yīng)有接地。根底寬超過1.5m的獨立塔每個塔腳應(yīng)設(shè)一個接地；附屬設(shè)備應(yīng)用二次接地與主結(jié)構(gòu)相連。爬梯和工作平臺攀爬工具〔設(shè)備〕應(yīng)至少能承受1.1kN的活載；工作平臺的支承構(gòu)造計算時取平臺活載為1.2kPa2.2KN，工作平臺外表〔格柵等〕0.67KN。固定爬梯的構(gòu)造要求300mm(踏步)距離為300mm～460mm16mm腳釘攀爬裝置的構(gòu)造要求300mm(踏步)距離為300mm～460mm16m維護(hù)和檢修修理周期，拉線塔最少每隔3年、獨立塔最小每隔5年需進(jìn)展一次。檢查內(nèi)容有構(gòu)件本身、構(gòu)件連接的狀況、構(gòu)件外表的腐蝕狀況、避雷引下系統(tǒng)、接地系統(tǒng)狀況、根底等工程，對于拉線塔，還有拉線錨塊是否完好無損、有否移位，拉線是否松弛、斷裂等工程的檢查。檢查步驟參見TIA/EIA-222-F的附錄E。已建鐵塔構(gòu)造的分析來進(jìn)展。當(dāng)有如下狀況發(fā)生變化時，則需對鐵塔進(jìn)展分析：當(dāng)發(fā)生以上變化需要對鐵塔進(jìn)展分析時，必需取得如下的一些數(shù)據(jù)：第1113頁美國通信塔桅構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)華信設(shè)計院譯本這些資料可以通過以下途徑取得：參考資料：TIA/EIA,StructuralStandardsforSteelAntennaTowersandAntennaSu