通信单管塔加挂LED广告牌有限元分析
中外荷载规范下有限元软件对通信单管塔分析
山 西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第5期2 0 2 1 年 3 月Vol. 27 Nc. 3Mar. 2021• 43 •文章编号:1002-0825 （2421） 05-0043-03中外荷载规范下有限元软件对通信单管塔分析李刚陈太平（南京基久网络科技有限公司,江苏南京211300）摘 要:为了研究铁塔结构在充分考虑材料性能情况下的承载能力和破坏模式,选择了铁塔标准图集中某一36 m 单管塔为分析模型,利用SAP2000和ABAQUS 两种有限元分析软件进行了建模分析。
对比两种软件分析结果，二者各种分析结果偏差均在误 差范围之内，证明了 ABAQUS 同样可以进行铁塔结构的精细化有限元分析;在此基础上，利用ABAQUS 有限元分析软件对铁塔结 构的承载能力和破坏模式进行了精细化分析。
可以得到,在充分考虑材料性能的情况下,结构的承载能力可以大大增加,且铁塔结构的局部破坏会使得整个结构的变形和破坏集中发生在已经破坏的部位,其他部位的受力相对减弱。
关键词:铁塔结构,极限状态,数值模拟中图分类号:TU31 文献标识码：A1概述通信铁塔是我们生活中最常见的铁塔结构,铁塔结构为通信覆盖和网络的发展提供了很大便利。
不同于输电线 路上的输电铁塔,通信铁塔在建设上和使用上一般是独立的,不依赖于除支撑它的基础外的其他周围环境。
占地面积较小 塔身高度较高 应用上非常便利 应用非常广泛 是 目前通信覆盖最主要的配套设施。
通信铁塔作为网络信号覆盖的关键设施,通信铁塔的结构特点为有较高的高度、较轻的自身重量、较小的刚度以 及细长的外形。
这些结构特点决定了通信铁塔的控制荷载 为风荷载。
通常的铁塔设计是根据规范规定的基于概率论的承 载能力极限状态设计方法,保证了结构可靠度的要求。
本文在常规设计的基础上 分析铁塔结构的承载能力 考虑在充分利用材料性能的基础上，结构所能承受的最大 荷载,以及所能承受的最大荷载与常规设计荷载的偏差。
通信单管塔加固三维空间模型的计算及分析
有限元分析在塔架设计中的应用
塔架模型－1塔架模型－2建立有限元模型•塔架筒体选用壳体单元，门洞选用实体单元。
•建模时要处理好两种不同单元之间自由度耦合与节点的连接•由于门洞附近不规则的结构，在划分单元网格时要选择适当的划分方式并控制好单元尺寸塔架有限元模型•塔架有限元模型及几个主要部位示图风载荷对塔架的影响•分析计算不同风速时直接作用与筒体的风载荷对塔架的影响•就算结果显示不同风速的风载荷对塔架影响的差异，判断加载时是否需要考虑这些载荷，以达到在保证计算结果尽量准确的前提下提高计算效率。
由直接作用于塔架的风载荷产生的应力直接作用于塔架的风载荷……塔顶极限载荷表静强度分析S1_2-5静强度分析S1_2-1静强度分析E1_1-26静强度分析E1_1-32静强度分析S1_4-2静强度分析E1_1-17静强度分析E1_1-50求取塔架截面位移•在静强度分析的基础上，可以求出塔架任意截面的位移量。
这是计算截面载荷所必需的。
•塔架各个截面的曲屈、焊缝处疲劳以及法兰连接计算都需要知道相应位置上的截面力。
模态分析•模态分析一般是用于确定设计中的结构或机器部件的振动特性。
•通过模态分析可以确定结构部件的频率响应和模态。
•对于动力加载条件下的结构设计而言，频率响应和模态是非常重要的参数塔架的模态分析•对塔架进行模态分析主要是为了计算其固有频率，校验塔架与叶轮激励频率之间的关系，确保此设计方案不会有共振现象发生。
•对于三叶片风力机而言，共振的主要激励源是1P和3P。
如叶轮转速为20rpm,则1P＝20／60＝0.333Hz，3P ＝1。
因此，塔架的固有频率必须在一定范围内避开这个值。
工程上一般要求在±10％左右。
•对于变速型风力机而言，随着叶轮转速的改变，其1P、3P也随之而改变，因此这个范围不是一个定值。
模态分析中有限元方法应用•利用有限元方法进行模态分析•首先，建立模型，即有限单元模型。
•建模时要主要要考虑的两个问题：• 1 塔顶质量及质心位置• 2 地基及其刚度模态分析有限元模型模拟塔顶质量块•塔顶质量块与塔架的耦合地基模拟•模拟地基的弹簧单元与塔架的耦合X方向一阶模态Y方向一阶模态模态分析结果•塔架Y方向一阶固有频率0.42051Hz •塔架X方向一阶固有频率0.437Hz•叶轮额定转速为20rpm，其1P为0.333Hz，变速范围是11～22rpm,因此1P 范围是0.183～0.367Hz•模态分析结果满足要求！法兰接触分析•法兰连接的常规计算主要是计算分析法兰在外载荷作用下是否会发生压溃和产生缝隙。
通信单管塔新增广告牌案例研究
通信单管塔新增广告牌案例研究摘要：为研究通信单管塔新增广告牌的可行性方案，通过SPA2000数值模拟分析6个改造方案，通过受力及变形分析得到：（1）上述单管塔新增广告牌的设计方案能满足使用要求；（2）采用硬支撑加固的单管塔新增广告牌设计方案受力性能较好；（3）通信单管塔新增大型广告牌时，优选支撑加固的设计方案。
关键词：单管塔；新增；改造；广告牌0引言通信塔桅类型多样，通常根据场地条件及运营商需求采用不同的通信塔桅，如：通信单管塔、通信三管塔、楼面支撑杆、楼面抱杆、通信拉线围拢等等。
其中，通信单管塔具有占地面积小，施工简单，建造速度快的一种通信塔形。
通信单管塔多应用于城市道路两旁，小巧美观，且不影响城市市容，多为业主喜爱。
但是，原有的通信塔设计并未能让甲方获得效益最大化。
因此，甲方通常会以效益比以建议设计方对原有通信单管塔进行改造，如新增天线支臂，新增平台以及新增广告牌等。
通信单管塔新增广告牌，一方面，不仅可以尽可能的利用现有资源，实现资源共享，另一方面，新增广告牌可以使得甲方效益最大化。
因此，通信单管塔新增广告牌的改造方式具有巨大的潜在应用价值及巨大推广的前景。
而且也有部分学者对通信塔选型、设计优化及改造共享做了相关研究。
杨永波[1]阐述了通信单管塔的类型以及特点，从各种通信塔的选型效益比出发，提出了各种通信塔的最优使用范围，为设计人员的通信塔选型提供有价值的指导。
周燕青[2]提出了一种快速建站的基础设计方法--预制型配重基础，预制基础的使用可以加快施工速度，设计施工一体化创新方法可知道行业设计及施工，具有较大的发展潜力。
沈忠明[3]等人研究了地震作用对通信塔桅受力影响，同时，对比分析了通信塔桅在风荷载作用及地震荷载作用下塔桅结构的内力变化，定量化描述了地震对通信塔桅的影响，为设计人员提供参考。
王月[4]通过对旧塔桅以及改造后的塔桅进行承载能力分析，得到相关塔桅改造方法。
区骋[5]等人对某原有通信塔桅的共享改造方案进行分析，发现原有旧塔桅改造后其安全性不能满足要求，因此通过增加支撑杆的方式对其进行加固，可有效降低结构应力比，增加改造后结构的安全性能，同时，该塔桅结构的共享改造案例不仅可以满足运营商的需求，还实现了资源共享的目的，为广西地区其他同类通信塔桅改造提供新思路。
广告塔的广告牌面受力分析
广告塔的广告牌面受力分析
广告塔牌结构设计结构样式的选择单立柱大型钢结构广告塔的主体结构，外表形式为T型，主骨架由一根独立圆柱和上部一根横梁呈T型焊接而成，由立柱顶上焊接一根横梁形成固结于地基上的T形桁架结构，广告牌面通过支架斜撑与T型横梁结构相连。
1.广告塔结构的控制设计荷载是风载，风压直接作用在面板上，再由面板传至骨架，在不同高度上的几道桁架可把风载较均匀地传至立柱，因而可减主梁与立柱连接处的应力集中；
2.广告塔牌面八字行式桁架结构桁架采用槽钢，使结构外形平整，便于广告面板挂靠，并可加强面板与主骨架的连接，从而减小了面板的变形，以确保广告面的感观效果；
3.广告塔牌面八字形式桁架结构，可在上下设置内检修工作台，这样给结构的维护、检修及挂、卸广告画面带来了极大的方便，且保证了操作人员的人身安全。
4.广告塔牌面八字式桁架结构，形式简洁、美观，受力明确，节点构造简单，施工方便，从而能保证施工质量。
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有限元管道机械系统的有限元分析(精)
(２) 集中质量矩阵（以平面弯曲为例）
将单元的总质量平均分配在两个结点上
M e
SL 2 0
SL 2 0
略去转动惯性
比一致质量阵计算的固有频率低
§1-3 单元阻尼阵 §1-4 方程组装 §1-5 边界条件
单元刚度阵
K e 0 EJ z X e X
L T T e
1
dx
6 L 12 6 L 12 6 L 4 L2 6 L 2 L2 EJ z K e 3 L 12 6 L 12 6 L 2 2 6L 2L 6L 4L
(1) 一致质量矩阵（以平面弯曲为例） 任意一点的速度
0 1 x 2 x2 3 x3 1 x v
T 1 X e
x2
x3
e
单元的动能
Te
L 0
1 2 dm v 2
T v Sdx v 1 L T T T 1 X e X e Sdx 2 0 1 T L T T 1 X e X e Sdx 2 0
附加集中质量的点 附加集中刚度的点 激励点（管路的进出口，弯头，变径点） 约束点
３. 缓冲器与分离器 容器
(1) 球形 简化为刚体单元 (２ ) 圆柱形 简化为粗直管单元
需要计算位移，或动响应的点
§1-2 直管单元和梁单元的刚度阵
K e e Fe
(1) 轴向变形的直管单元
ui
i
y
vi
i
zi
vj
j
zj
x
z
y
新建通信铁塔最优设计造价的快速分析工具
新建通信铁塔最优设计造价的快速分析工具作者：吕建春朱松林来源：《科技资讯》2018年第02期摘要：新建通信铁塔在进行地基基础设计时，常用的各种设计软件有Morgain、世纪旗云、理正结构工具箱等，其各计算模块之间相互独立，不利于快速判定最优方案。
本文中的“方案比选工具”针对常用的三种塔型（单管塔、三管塔、角钢塔）编制快速计算软件，利用VB语言在Excel中的运用，只需一次输入计算参数，可一键生成最优基础尺寸，及时呈现最优造价及相应的基础形式。
关键词：新建通信铁塔最优方案方案比选工具基础形式中图分类号：TU470 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（b）-0088-03中国铁塔股份有限公司于2014年成立之初，便将自己定位为“集约化、规模化、专业化、高效化”运营的国际一流的通信基础设施综合服务商。
在这种建设方针的指导下，铁塔公司统一制定了《通信铁塔标准图集》，并演变到现在的《通信铁塔标准图集V1.3》和《美化塔标准图集V1.1》，对铁塔塔身的主要设计技术经济指标做了标准化与统一[1]。
2015年底，铁塔公司开始推行模块化价格，为加强建设成本管控，为实现投资效益最大化，集团公司提出了“新建站造价综合差异率”（∑新建站实际造价/∑新建站标准建造成本）。
设计是控制“实际造价”之源，在这种背景下，迫切需要设计人员做到精细化设计及寻求最优造价方案。
1 方案比选工具编制思路为了便于设计人员对通信铁塔基础的不同方案进行设计、比选，减少人为错误，提高工作效率，本工具简化并优化了设计基本参数的输入，集成了地勘报告及基础设计初始输入信息。
根据常用的三种塔型（单管塔、三管塔、角钢塔）以及每种塔型常用的三种基础形式进行编制，每种塔型编制一个计算表。
根据程序自动计算得到三种基础形式的混凝土方量及塔基造价，并结合站点实际施工环境选择合适的基础形式，见图1。
1.1 单管塔单管塔常用的基础形式有单桩基础、独立基础和四桩承台基础。
一体化通信塔有限元分析
一体化通信塔有限元分析温芳;姜毅;庞毅;陈继照;刘文斌【摘要】设计一种新型的一体化通信塔,与传统的通信塔结构不同,一体化通信塔基于功能性需求设计,塔体和机房连为一体,塔体自身、塔体和机房之间可以通过折叠及展开实现运输及运行两种方式.建立一体化通信塔的ANSYS模型,对通信塔进行静力分析和模态分析,得到前十阶非零模态的固有频率和振型,为一体化通信塔的结构优化提供理论依据.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P19-21,29)【关键词】一体化通信塔;有限元;应力;模态【作者】温芳;姜毅;庞毅;陈继照;刘文斌【作者单位】广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TP391.7随着用户对网络信息需求量的增加和需求质量的提升，需要不断提高网络信号覆盖的紧密程度，不断加大网络建设的投入，传统基站建设需要进行地勘及土建基础施工，且塔体和机房分开，塔体自身也需要分成多段运输到安装地点，建设成本和周期较长，拆迁、搬运不便[1-3]。
新型的一体化通信基站基于功能性需求的方法设计，所设计的通信基站塔体和机房是连为一体，其塔体自身、塔体和机房之间可以通过自行折叠及展开拥有运输及运行两种方式。
通过建立一体化通信塔的ANSYS 模型，对通信塔进行静力分析和模态分析。
1 一体化通信基站的基本组成一体化通信基站主要包括通信机房、塔体、铁塔支撑、机房底座，以及升降塔控制装置。
配备不同的通信设备后，可满足相应通信需求。
塔体为套接结构，能够实现升降功能。
升降铁塔由基节、次节和未节通过相互之间设置的升降装置依次联接构成。
其中基节、次节和未节分别由封闭式金属结构或桁架式金属结构制成。
升降装置由钢丝绳、卷扬机及滑轮组成，钢丝绳一端固定于基节，然后依次绕过固定在次节上滑轮和在基节上滑轮后，另一端与固定在基节上的卷筒相连；其它节段按此理依次缠绕，即可完成同步升降操作，塔体通过动力系统、传动系统、以及滑轮系统等实现自立和升降。
LED有限元分析中经常遇到的问题清单及解决办法
LED散热仿真分析中常见问题及解决办法问题1: 打开程序无法找到求解器安装路径？解决办法：单击“工具”选项—“设置”命令，如图以所示，在弹出的“首选项”命令中设置“求解器和编辑器的”安装路径，如图2所示图1 找到求解器的操作图2 设置求解器路径问题2: 模型在程序中计算后无结果？报错信息：1.第一条是试用时间的报警信息，可以忽略；2.G3051表示单元接触的情况不太好，但可以得出结果；3.G3009表示单元不规则或定义无效，检查单元连通性和网格坐标。
解决办法：可以通过高级培训来生成高级网格和更好的接触单元，对于G3051和G3009警告并不影响计算的结果，可以通过选择合适的求解方法来实现。
同时要注意求解的类型是“稳态传热分析”，注意求解器是否安装在自己的电脑上（有时有多人共用一个求解器的情况）。
图3 求解类型和求解器问题诊断求解方法设置如下：单击“分析”—“一般分析控制”选项，出现“分析设定”窗口，选择“求解器”设置窗口，如图4所示，选择第三个或第四个求解器，对于解决奇异网格有较好的鲁棒性，如图5所示，如果还未出现结果，请变换一下求解器（现用第三个可试下第四个求解器/现用第四个可尝试下第三个）。
图3 求解方法设置（1）图4 求解方法设置（2）问题3: 计算结果中的模型温度为0或为设置的环境温度？原因：是因为发热材料中的发热因子没有设定或热载荷施加有问题解决办法：在“材料”中找到发热材料，右键单击“编辑”菜单，检查材料的“发热因子”是否为1，若不为1，请修改为1。
如图5所示。
图5 材料的发热因子设定问题4: 模型计算结果中报错内存不足？如S1110原因：模型中划分的网格单元超过计算机所能承受的范围，建议修改网格尺寸或重新划分网格，对于配置不是很高的电脑，建议网格单元不要超过10万个单元。
解决办法：在“网格”中找到“网格尺寸控制”选项，可以选择里面的“线网格控制”、“面网格控制”、以及“实体网格控制”命令分别进行线、面、实体的网格控制。
有限元典型案例
有限元典型案例你知道吗？有限元分析就像一个超级厉害的魔法，在工程界那可是大显神通呢。
就拿桥梁来说吧，这可是个超级典型的案例。
想象一下，有一座宏伟的大桥横跨在江河之上。
这座桥每天都要承受着无数车辆的来来往往，还有风吹雨打、温度变化这些外部因素的折磨。
那怎么知道这座桥是不是一直都很健康，不会突然出问题呢？这时候有限元就闪亮登场啦。
工程师们会把这座桥的结构分成好多好多小的单元，就像把一个大蛋糕切成无数小块一样。
每个小单元都有自己的特性，比如材料的强度啊、弹性啊之类的。
然后呢，根据桥梁实际的受力情况，比如说汽车在桥上不同位置行驶的时候，桥的各个部分会受到什么样的力，风从哪个方向吹过来会产生多大的力，都统统考虑进去。
有限元软件就像一个超级大脑，开始计算每个小单元在这些力的作用下会发生什么样的变形。
如果某个地方变形太大了，那可就危险了，就好像是人的身体某个部位肿了个大包一样。
通过这个分析呢，工程师们就能提前发现桥梁可能存在的隐患。
比如说，可能会发现桥的某个桥墩在某种极端天气下受力不太合理，那他们就可以提前采取措施，加固这个桥墩或者调整它的结构。
这样一来，就像是给桥梁做了一个全面的“健康体检”，还提前预防了疾病，让这座桥能够安安稳稳地为大家服务啦。
咱再说说手机这个生活中离不开的小玩意儿。
你有没有不小心把手机掉地上过呀？是不是每次都胆战心惊，生怕屏幕碎成蜘蛛网呢？有限元在这儿也能发挥大作用哦。
手机制造商的工程师们为了让手机变得更“抗摔”，就会用到有限元分析。
他们把手机也看成是由好多小单元组成的。
像手机的外壳是什么材料，内部的电路板、电池这些部件又是什么样的结构和材料，都考虑得清清楚楚。
当模拟手机掉落的时候，会考虑不同的高度、不同的地面材质，比如是硬邦邦的水泥地还是相对柔软的木地板。
有限元软件就开始计算手机在撞击地面的那一瞬间，各个小单元受到的冲击力和产生的变形情况。
如果发现某个部件在掉落时很容易损坏，比如说手机屏幕的某个角落总是容易出现应力集中，那就可以对手机的结构进行改进。
CAITA有限元分析中重节点局部消除的解决方案
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Ｓ ０ Ｆ ｎ Ⅳ Ａ Ｒ Ｅ ｎ Ｅ Ｖ Ｈ０ Ｐ 啊 Ｅ Ｎ Ｔ ＆Ａ Ｐ Ｐ Ｌ Ｉ Ｃ 盯Ｉ Ｏ Ｎ …一 ・ … …一 ‘ … … … … ｔ … … － “ … … － － … Ｊ …… … ’ ～ …… … 一
Ｃ Ａ Ｉ Ｔ Ａ有 限元分析 中重 节点局部消 除 的解决 方案
２ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ 中 单 元 网格 划 分信 息 的 重现
在 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ中完成 网格划分后 ，＿ １ 『 用 “ Ｅ ｘ ｐ ｏ ￣Ｍｅ ｓ ｈ ” Ｔ具 ，将 网格导 ｝ ｌ Ｊ 为口 Ｊ 编辑 的 “ Ｂ ｕ ｌ ｋ Ｄ ａ ｔ ａ （ ． ｄ ａ ｔ ） ”格
式文 件 ．也可按此外 ．Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ提供 了 “ Ｄ ｕ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ Ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ”丁具 ，可查 找
并 导 出重 合节 点信息 义什 （ ｈ ｔ ｍ ｌ 格式 ） 。该 文件 中包 含
为Ｎ ｏ ｄ ｅ Ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｊ 的 Ｐ ‘ ｉ ｔ ｎ ｔ 自动替换 成编 号为 Ｎ ｏ ｄ ｅ Ｄ ｅ ｓ ｔ ＿ ． 的Ｐ ｃ ， ｉ ｎ ｔ ．实 现 重合 节点 的消 除 。也可 编程 实现 特 定 范 用内重 节点 的融合处删 ，具 体实施过程如 下节所示。
Ｎｏ ｄ ｅ Ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅｉ ０ ３ …的字 符串，输 ｌ 叶 Ｊ 到重合节点处理信息义
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物 导入到 Ｎ Ａ Ｓ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ、Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ ｒ ｆ ｌ 进行 非线性 分析 。通 过 二次 开发 ，实 现特 定 范 内酉 节点 的半 自动 融合 消
除是必要 的。
关 键 词 ：Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ技 术 ；二 次 开 发 ；Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｌ Ｉ Ｓ Ｐ语 言 ；Ｆ Ｅ Ｍ
基于有限元方法的功率型LED灯热分析
基于有限元方法的功率型LED灯热分析作者：华楚霞张淼林泽坤陈树琛来源：《电子世界》2013年第14期【摘要】针对大功率型LED灯的热特性，利用有限元方法构建其3D模型，并在三维模型基础上得到LED灯的稳态温度场分布图；采用红外热像仪器对在不同占空比和频率下的稳态工作状态温度进行测量；将实物进行实验测量得到的温度数据与有限元分析的温度值进行比较和分析，证明了设计仿真的准确性和可靠性。
【关键词】大功率型LED；ANSYS；有限元热分析；铝基板散热器1.引言功率型LED因具有体积小、高效率、高寿命、环保等优点，成为了21世纪最具有发展前景的新型冷光源，但目前的半导体制造技术，LED的电光转化效率约为10%—15%，其余的85%—90%电能将转化为热能[1-2]，加上需要长时间工作，若不尽快将此热量有效散出，会使得LED芯片内部的热量升高，导致发光波长漂移、出光效率下降、荧光粉老化加速以及器件使用寿命缩短等一系列问题[3-5]，图1LED工作温度对使用寿命的影响，由图中可知，当LED 工作温度超过60℃时，灯的寿命将急剧减少，目前大功率LED灯的散热成为了研究的热点。
本文以典型功率型LED灯为实验对象，利用有限元软件建立3D模型，在此基础上对LED灯进行仿真并得出其温度分布图，并进行分析研究，另外，通过设计实验，采用红外成像仪测试出LED器件在不同功率和占空比情况下温度值，最后将仿真的温度值与实验值进行了对比，检验了有限元分析的准确性。
2.大功率LED灯的有限元热分析与温度测量2.1 有限元热分析控制方程大功率路灯工程分析中一般不考虑辐射换热，根据传热理论，与散热器热分析相关的材料属性包括：热导率、比热容、对流换热系数、生热密度。
建立与LED路灯热分析相关的导热微分方程[6-7]：式中，垂直于表面的热流，、分别为边界处和环境的温度，散热器的对流换热系数为常数，在这次实验中取值为5。
2.2 大功率LED灯仿真2.2.1 LED灯的物理结构层以Lumileds的1W功率型LED器件为研究对象如图1所示，LED灯由透镜、芯片、键合层、热沉、铝基板及塑封料组成。
格构式铁塔增挂广告牌计算探讨
格构式铁塔增挂广告牌计算探讨摘要：使用有限元计算软件，对既有通信铁塔中的两种主要塔型单管式塔和格构式塔进行增挂广告牌的计算分析，得出增挂广告牌后塔身各项结构特性指标的计算结果，并分析对基础和地基产生的影响。
通过对两个典型铁塔多组不同的结果数据进行对比，得出最适宜的广告牌增挂方案，且重新对铁塔基础进行复核，结果显示基础底板的弯矩增幅较大，基础底板的配筋需要进一步的核算。
关键词：广告牌; 单管式铁塔; 格构式铁塔; 基础;Abstract：Using finite element calculation software to analyse the influence of adding billboard to the two main types of existing communication tower,single tube tower and lattice tower,obtain the calculate results of various indexes of the structure characteristic after adding billboard,and analyse the influences on foundation. By comparing the multiple groups of results data of two typical iron towers,obtain the most suitable scheme of adding billboard to them,then re-check the tower foundation,the results show that the bending moment of the foundation floor increases greatly,the steel reinforcement of foundation floor plate needs further accounting.Keyword：billboard; single tube tower; lattice tower; foundation;1、概述我国城镇化步伐的加快，促进了广告传媒行业的快速发展，各大商业品牌的广告需求日益增长。
单立柱广告牌施工方案
单立柱广告牌施工方案工程名称：单立柱高炮广告牌建设地点：工程概况：该广告工程包括地面上焊接安装1020MM×12MM×12M 螺旋管钢立柱，三面6M×18M广告牌。
地下拟采用独立钢筋混凝土基础.基础施工采用人工配合小型机械施工方案.现场供电条件:10kv高压,供电容量满足施工用电要求.现场供水条件:结构形式：钢筋混凝土基桩，钢结构广告牌。
依据设计院出具的建设地点土质勘探报告对施工图纸校审、会审。
审核完毕按照甲方签字同意的施工图纸，按图施工.土质勘探报告:施工现场的地下水位于自然地面以下( ）米,土质为（）现场描述:一、基础施工：施工工艺顺序1、放线2、基坑开挖3、运土4、降水5、基坑围护6、临边防护7、地基处理8、基底处理9、垫层混凝土施工10、放线11、轴线验收12、钢筋绑扎13、验收14、支设模板15、验收16、浇筑混凝土17、养护18、回填A、挖坑槽前期准备工作：前期准备工作（含①由甲方做好现场的“三通一平"及绿化物移植工作;②收集已有地下管网位置资料，避免对其产生破坏；③乙方工人及机具进入工地会同甲方制订作业区域；④定位放线，根据定位确定轴线位置用石灰划出基坑（槽）开挖的边线；B、场地开挖: 1、本工程施工现场交通便利场地开阔确定挖机开挖为主附以人工清槽；2、土方放置及多余土方运输；3、施工场地开阔，在基坑开挖过程中预防塌土在开挖初2-2.6米标高阶段放坡挖掘,防止土壁坍塌发生安全事故。
4、开挖施工要点遵循先深后浅自上而下水平分段分层进行，先挖除填土验明深度再下挖粉土至黏土层丈量标高，确认深度。
如挖至地下水位以下未达淤泥层且未达标高3600MM 需再往下挖时应在基坑(槽）四周或两侧挖好临时排水沟或集水井将水位降至坑槽底部500MM以下，以利挖方进行。
降水工作持续到基础施工完成.5、基坑（槽）竣工验收。
C、混凝土基础施工:1、基础截面形式采用台阶形，阶梯高度大于300MM（详细见图纸)，首先清理槽底,然后下300MM碎石垫层料；2、在基础垫层上放出基础轴线及边线，钢筋工绑扎好基础钢筋，要将地螺栓搭接钢筋校正位置并固定好,检验钢筋。
广告牌钢构架受力分析
广告牌钢构架受力分析1 引言目前，在很多建筑物上面都有各种广告牌。
这些广告牌的构架多是由小尺寸的型钢焊接做成。
钢构架负担的竖向荷载包括构架本身和广告牌上的铝合金板，以及霓虹灯或其它材料的重量。
由于荷载比较小，所以这些钢构架一般都不进行计算分析，而是凭经验选用尽量小的型钢来做，以方便吊装和制作。
值得注意的是，广告牌的面积通常都有上百个平方米，尽管其竖向荷载比较小，但在风力作用下，其水平荷载却可能很大。
所以在突刮阵风的时候，经常可以看见一些广告牌被吹翻或吹坏，掉落在地上，造成不小的损失，甚至人身伤亡。
尤其是那些位于高层建筑顶部的广告牌，风荷载就更大了。
本文通过对某广告牌钢构架的受力分析，指出对于那些位于高层建筑顶部的广告牌应该进行计算分析，以确保在大风荷载下的安全性。
2 钢构架的计算分析2.1钢构架概况某钢构架广告牌，位于长江边某高层建筑顶部，高12m，宽30m，是一个霓虹灯广告。
甲方将广告牌委托给一个小公司制作安装。
该公司最初凭经验设计了该广告牌的钢构架，选用的是L50等边角钢。
后来甲方觉得广告牌所处位置太高，又在江边，风荷载很大，故又委托作者验算该钢构架是否安全。
由于广告牌钢构架是一个空间结构，作者采用著名的有限元程序ANSYS5.6进行了计算。
钢构架的立面和轴侧，如图1所示。
构架底部支座位于主体结构的梁上，通过膨胀螺栓连接。
右边缺口部分是建筑物的水箱，钢筋混凝土做成，构架支座也可用膨胀螺栓与其连接。
2.2计算分析方法钢构架主要承受风荷载，其参数取值如下：（1）根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，维护结构的风荷载标准值按下式计算：w k＝βgz μs μz w0 (1)图1 广告牌钢构架轴侧和立面图（2）根据GB50009-2001，取地面粗糙度为B类，广告牌距地面约90～95m，阵风系数βgz为1.515，风压高度变化系数μz为2.055。
由于广告牌附属在主体结构表面部分的局部风压会超过平均风压，取局部风荷载体型系数μs为-2.0（负风压）。
浅谈单管通信塔垂直度偏移超限因素及处理方法
浅谈单管通信塔垂直度偏移超限因素及处理方法发表时间：2019-09-11T13:44:02.327Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：王佳[导读] 摘要：本文介绍了单管塔垂直度偏移超限普遍存在的问题，分析了产生的因素，并提出相关处理建议，为单管垂直度整改提供参考。
中广电广播电影电视设计研究院北京 100045摘要：本文介绍了单管塔垂直度偏移超限普遍存在的问题，分析了产生的因素，并提出相关处理建议，为单管垂直度整改提供参考。
关键词：单管塔；垂直度；超限因素1通信基站背景随着4G通信网络的普及和5G通信网络的兴起，移动通信基站的数量在不断增加，据不完全统计，我国移动通信基站数量已达960万座，其中约有60%已经使用10年以上。
虽然通信基站规模庞大，但相当一部分已经不能完全满足使用要求。
随着新建基站速度的放缓，市场需求压力迫使人们将目光转投到既有基站的改造加固上。
其中单管塔（图1）因其造型简洁美观、占地面积小、构件加工标准化、施工方便快捷等特点，受到了铁塔公司及运营商的青睐，在城市大街小巷随处可见单管塔的身影，特别是在人口繁密的城镇、城区，其数量已占到服役通信基站的50%以上。
图 1-单管塔2单管塔结构性能单管塔主体多为圆形或多边形截面，塔身高度可随需求调整，30-50m均可机械化安装，塔段间连接分为法兰盘连接与插接连接两种形式，基础为独立基础或单桩基础。
一方面单管塔高度较高，横截面小，风荷载体型系数小，受力性能好；另一方面，单管塔高宽比较大，风荷载起控制作用，些许水平偏移就会产生很大的P-△效应，严重危害铁塔安全与使用，正因如此，垂直度成为单管塔建造与维护的重要指标。
3垂直度检测方法采用经纬仪或全站仪测量塔体各塔段某个方向水平偏移量，然后调整方位与角度，与首次测量面形成90°夹角，再次测量塔体各塔段水平偏移量，采用勾股定理计算出各塔段垂直度偏移量，需要注意的是检测时间需要考虑大气和日照的影响。
广告牌立柱强度计算
广告牌立柱强度计算
广告牌立柱的强度计算涉及多个因素，包括立柱材料、几何形状、荷载等。
下面我将从不同角度来回答你的问题。
1. 材料强度：广告牌立柱通常使用钢材、铝合金或混凝土等材料。
不同材料具有不同的强度特性。
在计算强度时，需要考虑材料的抗拉强度、抗压强度以及弯曲强度等参数。
2. 几何形状：广告牌立柱的几何形状对其强度有重要影响。
常见的立柱形状包括圆形、方形、矩形等。
在计算强度时，需要考虑立柱的截面面积、惯性矩以及截面形状对应的强度参数。
3. 荷载：广告牌立柱需要承受来自风力、雨雪、震动等荷载的作用。
在计算强度时，需要考虑这些荷载的大小、方向以及作用点的位置。
常用的计算方法包括静力分析、动力分析以及有限元分析等。
综上所述，广告牌立柱的强度计算需要综合考虑材料强度、几何形状以及荷载等因素。
具体的计算方法需要根据实际情况选择合适的理论模型和工程规范进行分析。
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江苏建筑2019年第1期(总第195期)0引言中国铁塔公司正在深化市场转型,努力推动“通信塔”与“社会塔”的共享发展、融合转变,LED广告牌可以利用铁塔公司站址资源点多面广的优势,通过全省联网、集中管理的方式,形成规模效应。
铁塔公司存量铁塔站址虽然分布广,但存在塔型过多,建设年代分散,建设标准不同等问题,需要从技术方面对现有塔型进行塔身复核。
并且新增广告牌面积,挂高,重量,透风率等参数对于原有通信塔的动力特性、塔顶位移、塔身应力均会产生影响。
因此需对通信塔进行有限元数值模拟,通过输入不同的广告牌参数得到符合规范限值的最优值,即广告牌的最经济参数。
1有限元分析本文以中国铁塔《通信铁塔标准图集V1.3》中DGT(C)-40-0.45-3PT3塔型为参数背景,以有限元分析软件SAP2000为工具,建立整体分析模型进行计算分析[1-2]。
1.1背景参数本通信塔塔高40m,塔身采用Q345钢材,塔身分为4段变截面塔段,从上往下各塔段的上口外径分别为600mm、731mm、879mm、1019mm,下口外径分别为769mm、922mm、1070mm、1210mm,各段塔身的壁厚分别为8mm、8mm、10mm、12mm。
在塔高38m,35m,32m处分别有3个天线平台,具体示意图如图1所示。
取50年重现期的基本风压0.45kN/m2,地面粗糙度类别为B类。
在SAP2000有限元软件中建立上述单管塔的有限元模型,本文通过将上述单管塔平均分为100段,每段微元长度为0.4m,各段微元内的上下口直径可视为等截面断面,各段微元内的风荷载可视为恒定值[3]。
根据《建筑结构荷载规范》[3]可求得作用在单管塔上的风荷载,其计算公式如式(1)。
ωk=βzμsμzω0(1)式中:ωk—风荷载标准值,kN/m2;βz—高度z处的风振系数,是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值,与结构本身和场地特征有关,可查阅规范计算得到;通信单管塔加挂LED广告牌有限元分析吴桐,钱丹丹(中通服咨询设计研究院有限公司,江苏南京210019)[摘要]通信单管塔加挂LED广告牌需要对塔身进行有限元建模分析,而广告牌的尺寸、重量、透风率、挂高等因素均影响复核结果。
文章利用有限元分析软件SAP2000建立单管塔模型,对比加挂LED广告牌前后的自振周期、塔顶位移、塔身最大应力及塔脚倾覆弯矩等参数,通过列举计算法得到最优的广告牌参数,从而达到最优经济效应。
[关键词]LED广告牌;通信塔;数值模拟[中图分类号]TU312.1[文献标识码]A[文章编号]1005-6270(2019)01-0043-03Numerical Simulation of the LED Billboard Loaded with Communication MonopoleWU Tong QIAN Dan-dan(China Information Consulting&Designing Institute Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu210019China) Abstract:The communication monopole with LED billboard needs finite element modeling and analysis,the size,weight,ventilation rate,hanging height of the billboard affect the results of the review.In this paper,the finite element analysis software SAP2000is used to establish a monopole tower model.The parameters of natural vibration period,tower top displacement,maximum stress of tower body and tower bottom overturning moment before and after adding LED billboards are compared,and the optimal billboard parameters are obtained by enumerating calculation methods,so as to achieve the optimal economic effect.Key words:LED billboards;communication tower;numerical simulation[收稿日期]2018⁃10⁃11[作者简介]吴桐(1988-),中通服咨询设计研究院有限公司,结构工程专业研究生,主要从事通信塔设计。
43江苏建筑2019年第1期(总第195期)μs —风荷载体型系数,与结构形状有关,规范中已列出了各种结构形式的体型系数;μz —风压高度变化系数,与结构所处地区的地面粗糙度类别和海平面高度有关,可查阅规范中的表得到;ω0—基本风压,kN/m 2,是指风荷载的基准压力,可查阅规范得到全国各地的基本风压。
将每一段微元内的风荷载作用在微元节点上,便可简化出整个塔身的风荷载分布。
所建立模型如图2a )所示,加载水平风荷载如图2b )所示,塔顶侧移如图2c )所示,计算结果见表1[4]。
1.2LED 广告牌参数LED 广告牌主要分为全面屏和灯条屏。
全面屏尺寸固定,发热量大,重量大,无透风率;灯条屏尺寸无限制,连接简单,重量轻,透风率20%~50%。
本文中所增加的LED 广告牌采用灯条屏,如图3(a )、3(b )所示。
1.3加挂LED 广告牌建模分析初步加挂一尺寸为4m ×8m 的灯条屏,灯条重量及附属钢结构重量为850kg ,透风率为30%。
根据附加重量转化为附加质量源作用于质点,求出模型的自振周期,再将上述参数输入计算表格,根据《建筑结构荷载规范》可求得作用在单管塔上的附加风荷载。
导入模型计算,结果见表2,加载水平风荷载如图3a )所示,塔顶侧移如图3b )所示:1.4结果对比分析根据计算结果可知,加挂LED 广告牌后,结构动力特性变化微乎其微,周期只增加了0.36%,而其他几项结果变化比较明显,塔身最大应力增大了14%,塔顶位移增大了9.0%,塔脚倾覆弯矩增大了21%。
由此可见,由于新增荷载的质量源相对集中在塔段下部,对本身较柔的塔段动力特性影响不明显,但是对塔身应力,塔顶位移,塔脚倾覆弯矩影响较大。
另外,依据《移动通信工程钢塔桅工程结构设计规范》[5]3.1.10规定,新增4m ×8m 广告牌后的塔顶位移比为1/38.7,超过规范限值1/40的3.25%;根据一般设计理念,地脚螺栓的设计冗余度不超过20%,因此塔脚倾覆弯矩增大百分比不能超过20%,本次为21%,超过限值,不符合要求。
故不能新增该类型的广告牌,需要根据广告商要求进一步分析多种情况下的广告牌加载情况。
2多种参数广告牌建模分析图1单管塔整体示意图图2SAP2000建模计算图表1未加挂LED 广告牌后结果输出塔高/m 风压/kN/m 2荷载中心挂高/m自振周期/s 塔身最大应力(标准值)/MPa塔顶位移/mm塔脚倾覆弯矩(标准值)/kN ·m400.4538/35/321.650149949.391873.76图3LED 灯条屏图图4加挂广告牌计算分析44江苏建筑2019年第1期(总第195期)LED广告牌的平面尺寸,中心挂高,透风率等参数直接影响其经济效应,而塔身最大应力,塔顶位移和塔脚倾覆弯矩又直接影响塔身的安全系数,所以要根据广告商提出的多种参数组合多种荷载情况,分别加载后进行结果分析。
根据广告商的要求,广告最小平面面积为15m2,最小中心点挂高为10m,最大透风率为35%,初步将平面尺寸(轮廓面积),中心挂高和透风率等分为24项,计算结果见表3。
由表3计算结果可知,第9组,第12组,第14组和第20组最为接近规范要求,经广告商综合考虑选择,最终采用尺寸轮廓面积35m2,透风率35%,中心点挂高15m的LED广告牌最为合适,此时塔身的最大应力为167MPa,应力比为0.75,塔脚倾覆弯矩增大百分比为19.25%,均不大于限值,塔身位移比为1/39.3,虽然超过1/40要求,但是超过比例为1.75%,在允许范围内,故满足要求。
3结论通信单管塔新增LED灯条屏广告牌需对其进行有限元模拟,通过模拟结果发现可忽略其动力特性变化,广告牌轮廓尺寸、透风率和中心点挂高对塔身复核结果有直接影响。
最终复核结果由塔身最大应力比、塔顶位移比及塔脚倾覆弯矩增大百分比控制。
可通过多参数列举方式分别建模复核塔身受力情况,从而找出最优广告牌参数。
参考文献[1]王勖成.有限单元法[M].北京:清华大学出版社,2003.[2]通信铁塔标准图集V1.3:Q/ZTT1023-2016[S].中国铁塔股份有限公司,2016.[3]建筑结构荷载规范:GB50009-2012[S].中国建筑工业出版社,2012.[4]陈允锐,贾兆平.单管塔顶点位移的快速计算方法[J].山西建筑,2014,40(21):54-55[5]移动通信工程钢塔桅工程结构设计规范:YD5131-2005 [S].中华人民共和国信息产业部,2006.2LED广告牌轮廓尺寸/m×m 广告牌附加质量/kg中心挂高/m透风率自振周期/s塔身最大应力(标准值)/MPa塔顶位移/mm塔脚倾覆弯矩(标准值)/kN·m4×88501630% 1.6561701034.6232273.47表3不同广告牌参数计算结果对比序号尺寸轮廓面积/m2透风率/%广告牌附加质量/kg中心挂高/m自振周期/s塔身最大应力(标准值)/MPa塔顶位移比倒数塔脚倾覆弯矩(标准值)/kN·m塔脚倾覆弯矩增大百分比/%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24151520202020252525253030303030303535353540404040252525253030252530302525303035353030353530303535398.44398.44531.25531.25531.25531.25664.06664.06664.06664.06796.88796.88796.88796.88796.88796.88929.69929.69929.69929.691062.501062.501062.501062.501520152015201520152010151015152010151015101510151.6521.6581.6531.661.6531.661.6541.6621.6541.6621.651.6551.651.6551.6551.6651.651.6551.651.6551.651.6561.651.65615616715817315817116217916117715316715216516318015416915316715617315517140.738.740.237.740.33839.736.739.937.141.239.341.339.539.636.541.239.141.239.34138.641.138.92052.682181.4442112.1212285.5962097.9062258.2812171.9822386.6372152.1662352.512050.7672231.4322039.0312207.6522183.8722409.6762065.6192262.2772051.932234.5412092.9972317.7492077.3532286.0519.5516.4212.7221.9811.9620.5215.9227.3714.8625.559.4519.098.8217.8216.5528.6010.2420.739.5119.2511.7023.7010.8722.0045。