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《結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響分析.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響分析結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響分析結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響分析屠海明1張帆2(1.同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司上海200092；2.中國(guó)鐵塔股份有限公司北京100142)摘要：為了分析結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響，本文進(jìn)行了阻尼比不同取值時(shí)風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算對(duì)比。結(jié)果表明風(fēng)振系數(shù)隨著結(jié)構(gòu)阻尼比的增加而顯著下降。然后根據(jù)上海某單管塔實(shí)測(cè)得到的阻尼比與規(guī)范規(guī)定的阻尼比取值，分別對(duì)該單管塔風(fēng)荷載進(jìn)行了計(jì)算對(duì)比。實(shí)測(cè)的阻尼比大于規(guī)范規(guī)定的取值，相應(yīng)計(jì)算得到的風(fēng)荷載也明顯降低。這給單管塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考依
2、據(jù)。關(guān)鍵詞：阻尼比單管塔風(fēng)荷載引言近年來(lái)隨著通信基站建設(shè)的發(fā)展，對(duì)通信塔的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化提出了更高的要求。對(duì)于單管塔的設(shè)計(jì)和制作而言，起控制作用的荷載是風(fēng)荷載，得到相對(duì)準(zhǔn)確的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值，對(duì)于每年數(shù)萬(wàn)座標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的單管塔而言，具有很重要的經(jīng)濟(jì)意義。本文作者［1］根據(jù)2012年調(diào)整前后的荷載規(guī)范，對(duì)高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載進(jìn)行了分析與對(duì)比，并提出了《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50135-2006)中風(fēng)荷載部分條文的修改意見(jiàn)。但是以上分析沒(méi)有專門(mén)涉及結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)于風(fēng)荷載計(jì)算的影響分析。同濟(jì)大學(xué)何敏娟［2］等采用激振法對(duì)336m黑龍江電視塔進(jìn)行了模態(tài)參數(shù)的實(shí)測(cè)和分析，實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)一
3、階阻尼比為0.028，大于規(guī)范規(guī)定值0.02。同濟(jì)大學(xué)閆祥梅等［3］對(duì)位于河北的辛安-衡水500kV線路工程的幾座直線輸電塔轉(zhuǎn)角塔進(jìn)行了環(huán)境脈動(dòng)下的動(dòng)力測(cè)試。同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)院梁峰［4］對(duì)上海新國(guó)際博覽中心展館兩側(cè)的30m高鋼結(jié)構(gòu)燈桿進(jìn)行了微風(fēng)振動(dòng)下的動(dòng)力測(cè)試，得到了燈桿的自振頻率和阻尼比。本文作者對(duì)上海移動(dòng)兩座單管塔進(jìn)行了微風(fēng)振動(dòng)下的動(dòng)力測(cè)試，并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，與規(guī)范規(guī)定值對(duì)比，探討結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)單管塔風(fēng)荷載計(jì)算的影響。1阻尼比對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算的影響結(jié)構(gòu)阻尼比用于表達(dá)結(jié)構(gòu)阻尼的大小，是描述結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中能量耗散的術(shù)語(yǔ)。引起結(jié)構(gòu)能量耗散的因素很多，主要有：材料阻尼，周?chē)?/p>
4、質(zhì)對(duì)振動(dòng)的阻尼，節(jié)點(diǎn)、支座連接處的阻尼等。結(jié)構(gòu)阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)中，對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)的風(fēng)振分析，比較準(zhǔn)確的是采用頻率域和時(shí)間域的動(dòng)力分析方法。實(shí)際工程中，為了方便應(yīng)用，按照荷載規(guī)范計(jì)算等效風(fēng)荷載，用靜力分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)。因此，結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算的影響，主要體現(xiàn)在風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算上。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)中風(fēng)振系數(shù)的表達(dá)式為：其中：g為峰值因子；110為10m高名義湍流強(qiáng)度；Bz為背景分量因子；共振分量因子R表示與頻率有關(guān)的積分項(xiàng)，可按下列公式計(jì)算：其中：Z1為結(jié)構(gòu)阻尼比；fl為結(jié)構(gòu)第1階自振頻率；kw為地面粗糙
5、度修正系數(shù)；w0為基本風(fēng)壓。結(jié)構(gòu)阻尼比對(duì)鋼結(jié)構(gòu)可取0.01，對(duì)有填充墻的鋼結(jié)構(gòu)房屋可取0.02，對(duì)鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)可取0.05。修編后的《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：“結(jié)構(gòu)阻尼比可根據(jù)結(jié)構(gòu)型式相應(yīng)選?。簩?duì)于單管塔可取0.01，構(gòu)架式塔可取0.02，混凝土塔可取0.05?！庇捎趩喂芩鄬?duì)一般房屋結(jié)構(gòu)而言剛度較小，因此理論計(jì)算得到的風(fēng)振系數(shù)較大。阻尼比差異對(duì)風(fēng)荷載的計(jì)算也有較大影響。以上海地區(qū)38m單管塔為例，底部直徑為1.32m，頂部直徑為0.75m?；撅L(fēng)壓為0.55kN/m2，第一振型自振周期為1.4s。不同地貌類(lèi)別，阻尼比為0.01?0.05時(shí)，單管塔頂部風(fēng)
6、振系數(shù)見(jiàn)表1和圖1。表138m單管塔頂部風(fēng)振系數(shù)Tab.1Windvibrationcoefficientontopof38mmonopole阻尼系數(shù)地貌類(lèi)別ABCD0.012.672.783.384.200.022.262.352.833.500.032.092.182.613.220.042.002.082.483.060.051.932.012.402.96從表1和圖1中可以看出，隨著結(jié)構(gòu)阻尼比的增加，風(fēng)振系數(shù)明顯下降。阻尼比越小時(shí)，下降幅度越大。因此，得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)阻尼比，對(duì)于單管塔風(fēng)荷載的計(jì)算有著重要的意義。圖1風(fēng)振系數(shù)變化圖Fig.1Transf
7、ormationofwindvibrationcoefficient2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)2.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試受中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)上海有限公司委托，對(duì)松華磊基站、顧家塘基站單管塔進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。松華磊基站位于上海市松江區(qū)申港公路西側(cè)，鐵塔總高度為38m，為雙輪景觀塔，鐵塔整體如圖2所示。顧家塘基站位于上海市閔行區(qū)莘莊鎮(zhèn)莘松公路青春路顧家塘村，鐵塔總高度為42m。圖2松華磊基站單管塔現(xiàn)場(chǎng)Fig.2ScenepictureofSonghualeiMonopole除了對(duì)兩個(gè)通信基站的基礎(chǔ)、鐵塔構(gòu)件、連接節(jié)點(diǎn)、防腐涂層、塔身整體變形等進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)以外，還采用同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
8、室SVSA結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)采
