一体化通信塔有限元分析

合集下载

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。

Midas-Gen在通信塔桅结构设计中的应用

2017年第5期信息通信2017 (总第173 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 173) Midas-Gen在通信塔桅结构设计中的应用娄自强\李晓丹马力刚s闫晓鹏\于宝军李伟2(1.中国铁塔股份有限公司通辽市分公司，内蒙古通辽028000 ;2.吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林长春130021)摘要：以某地市铁塔公司的铁塔利旧迁建项目为例，依据检测报告数据，采用Midas-Gen有限元分析软件的建模，还原结构模型，经过结构分析判断得出塔身的安全性评价，为塔材的利旧提供科学的数理依据。

关键词：角钢塔;Midas-Gen;有限元分析中图分类号:TU347 文献标识码:A文章编号=1673-1131(2017)05-0150-031概述通信塔桅是一种典型的高耸结构，作为通信工程的基础性建设，其土建成本在基站建设中占比较大，达到基站建设成本的45%~55%左右。

通信塔桅结构的破坏毫无疑问将直接导致区域性的通信瘫痪，严重的还会威胁人身安全，并带来经济财产损失。

随着近年来经济发展和城乡环境的转变，通信技术的升级以及通信覆盖的需求日益强烈。

原有的通信系统需要重新改造、添加设备满足升级需要，导致原铁塔结构体系不能满足新的使用要求。

在新使用条件下，塔身结构需要承受更多的荷载来满足通信设备工艺需求。

对于已服役多年的铁塔因为环境因素导致的塔身材料锈蚀等缺陷，出现局部屈曲失稳和强度不足无法满足安全使用要求,如果将原有的铁塔废弃而重新设计和建造新塔将造成经济损失和浪费。

所以，不断深入研究铁塔的安全性评估手段，以及对旧塔材进行结构加固改造再利用将对于降低基础性建设投资极具实用价值。

本文通过应用Midas-G e n有限元分析软件对利旧塔身的结构模型还原以及对其在新荷载条件下的应力分析，从而判断塔身材料的安全性，最终对塔身提出加固、改造的合理化建议。

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。

基于有限元分析的输电线路单柱拉线塔组立塔施工工法

基于有限元分析的输电线路单柱拉线塔组立塔施工工法基于有限元分析的输电线路单柱拉线塔组立塔施工工法一、前言在输电线路的建设过程中，单柱拉线塔的组立塔施工是一项关键的工程环节。

本文将介绍一种基于有限元分析的输电线路单柱拉线塔组立塔施工工法。

该工法通过详细的工艺原理、施工工艺和相应的劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析，为读者提供了一种实用、完整、准确、可信的施工方案。

二、工法特点该工法的特点主要有以下几个方面：1. 结合有限元分析进行施工设计，提高了塔身稳定性和承载能力。

2. 采用快装法，提高了施工效率和质量,减少了劳动强度。

3.施工过程标准化，使得施工易于组织和管理，降低了施工风险。

4. 工法经济性能明显，总体成本低，使用寿命长。

三、适应范围该工法适用于输电线路建设，特别是单柱拉线塔的组立塔施工，对于平原、山地等不同地形条件都具有较好的适应性。

四、工艺原理该工法的施工工艺原理是通过有限元分析对实际工程进行模拟和计算，确定了合理的施工工法和相应的技术措施。

有限元分析可以模拟塔身的受力情况，从而指导施工工法的设计和优化。

五、施工工艺1. 基础处理：根据实际地质条件，采用合适的基础处理方式，如挖坑、填土、打桩等。

2. 塔身安装：将预制的塔身部分由起重机吊装到预定位置，通过自锶装配完成塔的组立。

3. 地脚线安装：根据设计要求，将地脚线进行缆绳连接和防护装置的安装。

4. 杆塔设备安装：根据设计要求，将杆塔设备如避雷器、绝缘子等进行安装和连接。

5. 测试验收：进行塔身的稳定性和承载能力测试，确保塔身符合设计要求。

六、劳动组织为了保证施工过程的顺利进行，需要进行合理的劳动组织。

主要包括施工队伍的配置、责任分工和沟通协调等方面的工作。

七、机具设备在施工过程中，需要使用一些特殊的机具设备来完成任务。

如起重机、吊车、塔身组合机具等八、质量控制为了保证施工质量，需要采取一系列的控制措施。

如严格的材料检验、工艺流程控制、采用现场检测等方法，确保施工过程中的质量达到设计要求。

结构力学有限元分析软件的使用方法

结构力学有限元分析软件的使用方法结构力学有限元分析软件是一种广泛应用于工程领域的工具，用于对复杂结构的力学行为进行分析和模拟。

它能够帮助工程师快速、准确地评估结构的强度、刚度和稳定性。

在本文中，将介绍结构力学有限元分析软件的基本使用方法，主要包括模型准备、模型网格划分、加载和约束条件的设置、求解过程以及结果分析。

首先，进行模型准备是使用该软件的第一步。

模型准备需要根据实际工程问题绘制结构的几何模型，包括构件的尺寸、形状和连接方式等。

有限元分析软件通常提供绘图工具和几何建模工具，通过这些工具可以快速、准确地绘制结构模型。

在绘制完模型后，需要检查模型的几何一致性和合理性。

接下来，进行模型网格划分。

模型网格划分是指将结构模型划分成许多小单元，称为有限元。

有限元的规模和形状将影响到最后的分析结果准确性。

因此，需要根据分析要求和结构特点进行合理的网格划分。

有限元分析软件通常提供不同类型的网格划分算法，例如四面体网格、六面体网格、三角形网格和四边形网格等。

在进行网格划分之后，需要检查网格的一致性、质量和密度。

完成了模型网格划分后，就可以进行加载和约束条件的设置。

加载条件是指在结构上施加的载荷和边界条件，例如力、力矩、压力和位移等。

约束条件是指限制结构运动的限制条件，例如固定端、滑动支座和约束关系等。

在结构力学有限元分析软件中，用户可以通过加载工具和约束工具设置这些条件。

可以根据实际需求，灵活设置加载和约束条件。

设置完加载和约束条件后，就可以进行求解过程。

求解过程是指通过数学方法求解结构的力学行为，得到结构的应力、应变、位移和反应力等信息。

有限元分析软件通常提供高效的求解器，可以自动进行求解。

在求解过程中，需要关注求解器的收敛性和计算结果的准确性。

如果求解过程不收敛或结果不合理，可以适当调整模型、网格或加载条件等。

最后，进行结果分析是使用结构力学有限元分析软件的最后一步。

在结果分析中，可以通过可视化工具查看结构的应力、应变和位移分布情况，并进行数据提取和导出。

有限元方法在结构力学中的应用分析

有限元方法在结构力学中的应用分析有限元方法是一种数值分析方法，广泛应用于结构力学领域。

它通过将结构划分为有限个小单元，利用数学模型和计算机仿真技术，对结构的力学性能进行分析和优化。

有限元方法的基本原理是将结构分割成许多小的有限元单元，每个有限元单元都有一组节点和连接它们的单元边界。

通过在每个有限元单元内部施加适当的边界条件和加载条件，可以计算出结构在不同工况下的应力、应变、位移等力学参数。

有限元方法的应用分析主要包括以下几个方面：1. 结构分析：有限元方法可以用于分析各种结构的静力学和动力学性能。

通过建立合适的数学模型和边界条件，可以计算出结构在不同荷载下的应力分布、变形情况以及自然频率等重要参数。

这对于结构的设计和优化具有重要意义。

2. 材料力学：有限元方法可以用于分析材料的本构关系和破坏行为。

通过将材料的物理性质和力学行为建模为数学方程，可以计算出材料在不同加载条件下的应力应变曲线、破坏模式等参数。

这对于材料的选用和性能评估具有重要意义。

3. 疲劳分析：有限元方法可以用于分析结构在长期循环荷载下的疲劳寿命。

通过建立适当的疲劳损伤模型和加载条件，可以计算出结构在不同工况下的应力历程、疲劳寿命等参数。

这对于结构的安全评估和寿命预测具有重要意义。

4. 热力分析：有限元方法可以用于分析结构在高温或冷冻条件下的热力行为。

通过建立合适的热传导模型和边界条件，可以计算出结构在不同温度场下的温度分布、热应力等参数。

这对于热力耦合问题的分析和优化具有重要意义。

5. 流固耦合分析：有限元方法可以用于分析结构和流体的相互作用。

通过建立合适的流固耦合模型和边界条件，可以计算出结构在流体作用下的应力、变形以及流体的压力、速度等参数。

这对于液压系统、风力发电机等领域的设计和优化具有重要意义。

综上所述，有限元方法在结构力学中的应用分析具有广泛的应用前景。

随着计算机技术的不断发展和数值方法的不断改进，有限元方法将在结构力学领域发挥越来越重要的作用。

有限元分析基本流程

有限元分析基本流程
1.打开要分析的模型，并进入高级仿真模块。

2.打开仿真导航器，鼠标右击.prt文件,选择新建FEM和仿真，并单击确定。

3.在仿真文件视图中双击_fem1文件，并点击3D四面体网格，并选择模型，设置单
元大小。

4.在仿真导航器中的3D收集器中选择solid(1)文件，点击鼠标右键，选择编辑，在选择Solid Property 旁的修改选定的按钮，点击选择材料，出现材料列表，选择确定。

5.双击仿真文件视图里的_sim1文件，给模型边界条件（约束，受力情况）。

这里模型选择了固定约束（选择要固定的面即可），受力情况选择了力（赋予受力条件时，要给定力的大小和力矢量方向），完成后如图。

6.进行结算之前，可先进行模型检查，检查结算结果是否有误，并进行及时更改。

这里我们得出要打开单元迭代求解器。

7.点击求解，打开后选择编辑解算方案属性。

选择单元迭代求解器。

选择确定，计算机进行解算。

8.完成后在后处理导航器中点击solution 1，出现解算结果。

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。

Midas-Gen在通信塔桅结构设计中的应用研究

Midas-Gen在通信塔桅结构设计中的应用研究摘要：通信塔桅是一种相对较为明显的高耸结构信号塔，也是通信工程中信号传输的重要组成部分。

因此，为提升通信塔桅的结构设计水平，提升区域内部的通信质量，切实保证信息传输的畅通性。

本文将对Midas-Gen在通信塔桅结构设计中的应用进行分析与研究，本文首先对Midas-Gen的含义以及优势进行阐述，其次对通信塔桅结构设计中Midas-Gen的应用进行分析，以供参考与借鉴。

关键词：Midas-Gen；通信塔桅；结构设计引言：随着经济的发展社会的进步，城市化进程的不断加快，人们对于通信的需求也在日益增多，许多区域内部的通信塔已经无法再满足当前的实际的通信需求、所以在城乡建设以及国民经济发展的推动下，通信塔的建设数量以及通信信号覆盖范围也在不断的扩大。

此基础上，就需要技术人员对原有的通信塔桅结构进行优化与更新，借助Midas-Gen技术来不断的提升通信塔桅的结构设计质量与水平，以此来促进我国通信事业的可持续发展。

1.Midas-Gen的简述以及优势分析1.Midas-Gen的简述Midas-Gen是一种有限元结构的设计软件，可以对设计主体的结构进行快速分析的现代化计算机软件。

在当前的建筑行业中被应用的十分广泛，尤其是在土木结构的建筑工程施工项目中。

Midas-Gen可以针对设计主体的结构进行建模分析，并对其施工的过程进行阶段性的查看，之后将最终的数据结构进行输出，并以文字的形式呈现给技术人员。

Midas-Gen是属于当前迈达斯软件中的一种分支，其内部包含着桥梁以及岩土领域的仿真领域。

Midas-Gen在不同的建筑施工领域所展现的应用也是不同的，可以说Midas-Gen是一款能够切实根据实际的施工情况而采用与之相对应的应用的计算机软件。

Midas-Gen在钢筋混凝土桥梁结构或是预应力桥梁以及移动支架等建筑工程中应用广泛，尤其是在通信电缆施工以及通信塔桅建设中表现更为优异。

框架结构楼顶通信塔鞭梢效应的有限元分析

176 框架结构楼顶通信塔鞭梢效应的有限元分析王元德刘爱文（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）为了减少工程造价，同时满足信号覆盖要求，通信部门经常将发射塔建立在建筑物的屋顶上。

国内多次大地震震害表明，突出屋顶的建筑物震害普遍严重。

这是因为地震时，由于建筑物质量和刚度的突变引起了鞭梢效应，造成应力集中，变形很大而产生严重震害。

用于信号发射的钢塔在地震中发生损毁后，不仅会带来钢塔本身破坏所造成的经济损失，还会影响大范围面积用户的生活需要。

这种组合结构在地震中的震害通常会出现在主体结构与上部钢塔结构的连接处。

震害形式通常表现为：上部钢塔在塔底处的构件屈服，整个钢塔倒伏；主体结构顶层出现梁柱的钢筋屈服，保护层脱落。

在实际工程中，通信塔的尺寸通常为十米到数十米之间，结构形式变化范围不大；通信塔下面的建筑物类型和高度变化范围较大。

为了说明主体结构的变化对鞭梢效应的影响，用ANSYS 有限元软件建立多个模型进行分析和对比。

如图1所示，左图为通信塔模型，右图为整体组合结构。

上部通信塔结构保持形式不变；主体建筑物采用框架结构的形式，为了便于对比分析，每层均为纵横方向各三跨，每跨间距为3 m 的框架，层高为4 m 。

柱截面均为0.5 m×0.5 m ，梁截面均为0.3 m×0.5 m ，楼板厚度为150 mm 。

将建筑物的恒、活荷载以及填充墙的荷载等效折算到楼板上，施加在每层楼板的荷载为7 kN/m 2。

图1 ANSYS 软件建立的模型抗震设防烈度为7度，0.15g ，设计地震分组为第二组，场地类别为二类，场地特征周期为0.4 s ；框架结构的阻尼比取0.05，钢塔的阻尼比取0.02。

为了方便对比，将带钢塔的整体组合结构的阻尼比仍取为0.05。

采用反应谱法理论计算地震结构响应，依据场地类别、设计地震分组、设防烈度、阻尼比，结合抗震设计规范绘出本模型的地震影响系数曲线，如图2所示，沿水平X 方向输入地震加速度反应谱。

有限元分析教案

第一章有限元法概述在机械设计中，人们常常运用材料力学、结构力学等理论知识分析机械零构件的强度、刚度和稳定性问题。

但对一些复杂的零构件，这种分析常常就必须对其受力状态和边界条件进行简化。

否则力学分析将无法进行。

但这种简化的处理常常导致计算结果与实际相差甚远，有时甚至失去了分析的意义。

所以过去设计经验和类比占有较大比重。

因为这个原因，人们也常常在设计中选择较大的安全系数。

如此也就造成所设计的机械结构整体尺寸和重量偏大，而局部薄弱环节强度和刚度又不足的设计缺陷。

近年来，数值计算机在工程分析上的成功运用，产生了一门全新、高效的工程计算分析学科——有限元分析方法。

该方法彻底改变了传统工程分析中的做法。

使计算精度和计算领域大大改善。

§1.1 有限元方法的发展历史、现状和将来一，历史有限元法的起源应追溯到上世纪40年代（20世纪40年代）。

1943年R.Courant从数学的角度提出了有限元法的基本观点。

50年代中期在对飞机结构的分析中，诞生了结构分析的矩阵方法。

1960年R.W.Clough在分析弹性力学平面问题时引入了“Finite Element Method”这一术语，从而标志着有限元法的思想在力学分析中的广泛推广。

60、70年代计算机技术的发展，极大地促进了有限元法的发展。

具体表现在：1）由弹性力学的平面问题扩展到空间、板壳问题。

2）由静力平衡问题——稳定性和动力学分析问题。

3）由弹性问题——弹塑性、粘弹性等问题。

二，现状现在有限元分析法的应用领域已经由开始时的固体力学，扩展到流体力学、传热学和电磁力学等多个传统的领域。

已经形成了一种非常成熟的数值分析计算方法。

大型的商业化有限元分析软件也是层出不穷，如：SAP系列的代表SAP2000（Structure Analysis Program）美国安世软件公司的ANSYS大型综合有限元分析软件美国航天航空局的NASTRAN系列软件除此以外，还有MASTER、ALGO、ABIQUES、ADINA、COSMOS等。

基于3D3S的通信角钢塔在精细化设计模式下的承载力分析研究

基于3D3S的通信角钢塔在精细化设计模式下的承载力分析研究摘要：本文利用3D3S有限元分析软件对50米通信角钢塔进行建模，通过对比传统模式模型分析结果和采用新行标的精细化模式模型分析结果可知：在精细化模式下50米通信角钢塔的塔身主材应力比由传统模式的1.14降为0.97，满足了新增6付天线的承载要求，挂载总面积从原设计的9.6m2增加到13.2m2，提升了37.5%，通过采用新行标的计算指标传统通信角钢塔的承载能力得到大幅度的提升。

关键词：角钢塔；精细化；承载力；新行标引言随着近年来5G网络的大力发展，以中国铁塔为代表的基站基础设施建设开始由新建转向改造，而城区多以灯杆景观塔、一体化塔房为主，多为三大运营商前期交付过来的存量塔型或临时性基站，该类塔型挂载能力相对较弱，且站址多位于密集城区，受市政协调等各种因素影响，新建则普遍存在选址难、投资高的问题。

而新行标《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》YD/T 5131-2019在单管塔水平位移限值由老规范的1/40降低到1/33，格构式塔架阻尼比由0.01优化为0.02，挡风面积可以根据实际相应的进行折减，这一系列的变化对通信塔承载力的复核产生了一定的影响。

1 通信50米角钢塔基站1.1 基站站址概述该基站为50m普通落地角钢塔，站址属于农村站点，设计基本风压0.45kN/㎡，设计使用年限50年。

原设计及现状挂载参数如表1。

2 建立50米角钢塔3D3S模型进行承载能力复核依据现场勘查报告、挂载现状、运营商新增需求及预留，从挡风面积、挡风面积折减系数和阻尼比等方面对一般模式和精细化设计方法比较如下：1）挡风面积天线（含RRU）、平台挡风面积一般模式通常按原设计取值，精细化设计以实际尺寸为准。

本项目两种模式挡风面积如表3。

一般模式复核的塔身主材最大应力比1.14，复核不通过。

采用精细化设计方法，塔身主材应力比0.97，复核通过。

4 角钢塔在精细化模式下的承载能力本站按照一般模式复核承载超限，采用实际挡风面积、折减系数和阻尼比三种精细化设计方法后，可满足本次需求。

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。

塔身有限元分析

! 内力分析FINISH/Clear/FILNAME, EX3.13(1)! 定义文件名称/TITLE, EX3.13(1), STANDARD SECTION OF QTZ25 TOWER CRANE with BEAM4./PREP7! （1）定义塔身标准节上的节点N, 1, 650, 0, -650$N, 2, 650, 0, 650$N, 3, -650, 0, 650N, 4, -650, 0, -650$N, 5, 650, 100, -650$N, 6, 650, 100, 650 N, 7, -650, 100, 650$N, 8, -650, 100, -650$N, 9, 650, 1200, -650 N, 10, 650, 1200, 650$N, 11, -650, 1200, 650$N, 12, -650, 1200, -650 N, 13, 650, 2300, -650$N, 14, 650, 2300, 650N, 15, -650, 2300, 650$N, 16, -650, 2300, -650N, 17, 650, 2400, -650$N, 18, 650, 2400, 650N, 19, -650, 2400, 650$N, 20, -650, 2400, -650! （2）定义单元类型和材料参数ET, 1, BEAM4! 定义第1类单元是三维梁单元BEAM4MP, EX, 1, 210E3! 定义第1类材料的弹性模量EX=210GPa=210E3 N/mm^2MP, PRXY, 1, 0.3! 定义第1类材料的泊松比PRXY=0.3MP, DENS, 1, 7800e-12! 定义第1类材料的密度DENS=7800 kg/m^3Acel, 0, 9800, 0! 定义沿着-Y方向的重力加速度9800 m/s^2R, 1, 4536, 2104e4, 2104e4, 150, 150! 塔身外立柱150@10R, 2, 766, 910540, 910540, 80, 80! 塔身水平杆，斜支撑 80@5! （3）定义标准节的外框立柱杆件Real, 1! 塔身外立柱 150@10E, 1, 5$E, 2, 6$E, 3, 7E, 4, 8$E, 5, 9$E, 6, 10E, 7, 11$E, 8, 12$E, 9, 13E, 10, 14$E, 11, 15$E, 12, 16E, 13, 17$E, 14, 18$E, 15, 19E, 16, 20! （4）定义标准节的水平杆和斜拉杆Real, 2! 塔身水平杆，斜支撑 80@5E, 5, 6$E, 9, 10$E, 13, 14E, 6, 7$E, 10, 11$E, 14, 15E, 7, 8$E, 11, 12$E, 15, 16E, 5, 8$E, 9, 12$E, 13, 16E, 5, 10$E, 10, 13$E, 6, 11E, 11, 14$E, 7, 12$E, 12, 15E, 8, 9$E, 9, 16$E, 9, 11E, 13, 15$E, 5, 7! （5）施加底部位移约束和集中力荷载D, 1, UX, 0, , , , UY, UZD, 2, UX, 0, , , , UYD, 3, UY, 0D, 4, UY, 0, , , , UZF, 17, FY, 5E4! 平衡臂一侧立柱的轴向拉力F, 18, FY, 5E4! 平衡臂一侧立柱的轴向拉力F, 19, FY, -15E4! 起重臂一侧立柱的轴向压力F, 20, FY, -15E4! 起重臂一侧立柱的轴向压力FINISH! 退出前处理模块! （6）进入求解模块定义塔臂端部满载情况，并进入求解/SOLU! 进入求解模块Solve! 进行满载情况对称位置的静力分析求解F, 17, FY, 3.07E4! 平衡臂一侧立柱的轴向拉力F, 18, FY, -4E4! 中间立柱的轴向压力F, 19, FY, -11.07E4! 起重臂一侧立柱的轴向压力F, 20, FY, -4E4! 中间立柱的轴向压力Solve ! 进行满载情况45度方向的静力分析求解F, 17, FZ, -2500/2.6! 平衡臂一侧立柱的轴向拉力F, 18, FX, 2500/2.6! 中间立柱的轴向压力F, 19, FZ, 2500/2.6! 起重臂一侧立柱的轴向压力F, 20, FX, -2500/2.6! 中间立柱的轴向压力F, 17, FX, -2500/2.6! 平衡臂一侧立柱的轴向拉力F, 18, FZ, -2500/2.6! 中间立柱的轴向压力F, 19, FX, 2500/2.6! 起重臂一侧立柱的轴向压力F, 20, FZ, -2500/2.6! 中间立柱的轴向压力Solve ! 进行满载情况45度方向的静力分析求解FINISH ! 退出求解模块! （7）进入后处理模块显示结果/post1 ! 进入一般后处理模块SET, 1, 1! 读入第1个荷载步的计算结果pldisp, 2! 图形显示变形情况Etable, LS1, LS, 1! 起始端的轴向应力SDIREtable, LS6, LS, 6! 终止端的轴向应力SDIREtable, LS2, LS, 2! 起始端的＋Y一侧弯曲应力SBYTEtable, LS3, LS, 3! 起始端的－Y一侧弯曲应力SBYBEtable, LS4, LS, 4! 起始端的＋Z一侧弯曲应力SBZTEtable, LS5, LS, 5! 起始端的－Z一侧弯曲应力SBZBEtable, V, Volu! 用单元体积定义单元表VEtable, smax, NMISC, 1! 起始端的最大拉应力Etable, smin, NMISC, 2! 起始端的最大压应力pretab, LS1, LS2, LS3, LS4, LS5, LS6, smax, smin! 列表显示指定单元表的内容 /TITLE, Axial stress distribution in the first load case.PLLS, LS1, LS6! 图形显示单元轴向应力! （8）显示45度情况下的结果Set, 2, 1! 读入第2个荷载步的计算结果pldisp, 2! 图形显示变形情况Etable, SDIRI, LS, 1! 起始端的轴向应力SDIREtable, SDIRJ, LS, 6! 终止端的轴向应力SDIRpretab, SDIRI, SDIRJ! 列表显示所有单元表内容/TITLE, Axial stress distribution in the second load case.PLLS, SDIRI, SDIRJ! 图形显示单元轴向应力Set, 3, 1! 读入第3个荷载步的计算结果Etable, SDIRI3, LS, 1! 起始端的轴向应力SDIREtable, SDIRJ3, LS, 6! 终止端的轴向应力SDIR/TITLE, Axial stress distribution in the third load case.PLLS, SDIRI3, SDIRJ3! 图形显示单元轴向应力pretab, LS1, LS6, SDIRI, SDIRJ, SDIRI3, SDIRJ3! 列表显示单元表内容FINISH! 退出后处理模块。

塔机有限元分析求解器的快速求解技术

塔机有限元分析求解器的快速求解技术
李建新;高创宽;高崇仁
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】塔式起重机结构有限元分析中,静力方程求解器是分析程序的核心.随着塔机求解规模的增大及对求解速度的高要求,传统的直接求解器愈显不足,成为有限元分析中的瓶颈.目前较好的塔机有限元程序是用稀疏直接求解器,其中引入循环展开(loop-unrolling)技术改进工作性能,实践证明,它对内存或硬盘空间的需求量明显减少,求解速度得到显著提高.
【总页数】3页(P29-31)
【作者】李建新;高创宽;高崇仁
【作者单位】太原理工大学机械工程学院;太原理工大学机械工程学院;太原科技大学机电工程学院,山西,太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TH213.3
【相关文献】
1.基于FFT的泊松方程快速求解器的硬件实现 [J], 李国燕;顾军华;宋庆增;陆益财;周博君
2.CLP系统中推理机与约束求解器的协调技术 [J], 张秀珍;刘椿年
3.基于体积分方程的三维集成电路互连线电磁快速求解器 [J], 杨顺川;苏东林
4.塔机多工况有限元分析并行求解的研究 [J], 高崇仁; 田文磊; 殷玉枫; 杜赫
5.一种快速低内存消耗的SMT全解求解器 [J], 白杨;贾悠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Midas-Gen对角钢塔设计的模拟分析

基于 Midas-Gen对角钢塔设计的模拟分析2.中冶京诚置业长春有限公司长春 130118摘要：随着通信4G、5G逐步普及，各个运营商天线逐渐增加，对原有角钢塔承载能力影响增大。

角钢塔主要承受来自于风荷载产生的水平力，其对风荷载效应的响应随着天线面积的增加而增大。

本文利用Midas-Gen有限元软件模拟风荷载对角钢塔的影响，提出有效的改造方案，为通信工程新基建的建设提供一定参考，防止出现通信角钢塔倒塌事件。

关键词：角钢塔；Midas Gen；风荷载1 概述传统通信塔以角钢塔为主，是一种典型的高耸结构，作用通信工程的基础建设，其成本在基站建设中占比比较大，占基站建设成本的50%以上，角钢塔挂载天线多，若发生结构破坏，将导致区域性通信瘫痪，甚至发生人身安全事故，造成严重的经济损失。

近些年，由于4G、5G技术的迅猛发展，原有的通信系统需要重新改造，添加设备满足升级要求，导致原有角钢塔承载能力不能满足新的使用需求，本文通过Midas-Gen软件模拟在天线荷载增加情况下，对角钢塔的影响，进而确定角钢塔能否继续使用。

Midas-Gen结构分析软件，能够迅速完成角钢塔结构的设计与分析，可对塔桅结构模型的建立过程按阶段进行查看，并可将输出结果直接转换成文本形式。

Midas-Gen软件的优势在于其可充分干预结果的外部条件[1，对于结构分析过程的“可视化”较强，在通信行业结构分析中被广泛应用。

2Midas-Gen有限元模型方式Midas Gen的分析过程分为3个阶段[2]：前处理（模型建立）、分析计算、后处理。

前处理，即建立模型，在此阶段，通过运用节点、单元建立几何模型，定义材料属性及截面尺寸，给予边界约束条件，施加荷载（恒载和活载），对已建立的模型进行有限元单元划分，分析计算（采用运行分析中多波前稀疏高斯求解器），后处理即为计算结果的分析处理（包括应力、变形、反力等），分为云图和表格两种表达形式。

2.1模型建立Midas Gen软件拥有丰富的单元库，可以模拟各种各样的实体模型，角钢塔主要承受的荷载为结构自重引起的压力和风荷载引起的剪力、弯矩，根据角钢塔体的受力特征，可采用塔结构进行角钢塔模拟。

建筑顶部模块化通信塔架系统的分析与设计

建筑顶部模块化通信塔架系统的分析与设计摘要：通过对已有建筑物顶部加建通信塔的结构的分析，介绍了此类结构的可行性方案、设计方法及原则。

在此基础上，将模块化建造方式应用在塔体及底座系统上，所得结论对建筑物顶部加建通信塔的设计由一定的指导意义。

关键词：通信塔、模块化、塔体、配重底座1.引言随着移动通信在日常生活和生产中的广泛应用，通信技术行业飞速发展，人们对信号的覆盖程度和稳定性要求越来越高，尤其是进入5G时代以后，由于技术上的要求传输信号的通信塔的分布密度增加，但是在目前城市的规划空间中，并未充分预留这部分空间。

同时由于信号传输的直线型传播特点，中间的阻碍物越多，信号的衰减率越高，这就对通信塔的高度提出了更高的要求。

综合以上问题，在已有的建筑物的顶部加建通信塔是最经济、最合适的方案。

这样可以节省一部分建造塔体的钢材从而节省建造费用，减小由于塔体高耸产生的不可避免的结构性位移变形，也能节省建筑用地。

1.1以往的建筑物顶部通信塔在以往的建筑物顶部加建通信塔的过程中，通常都是使用一般形式的通信塔（如图1），外形为抛物线型或者锥型。

图1 楼顶通信塔这样的塔体在建造时，使用的建造模式同在地面建设的模式相同。

在设计好塔体结构之后通过拆图的方式，将塔体图纸拆解为每一个组成塔体的角钢或者其他截面钢材的不同长度的模块。

同时因为要考虑到建筑物的承载能力，这种方式还需要考虑结构的重量以及与建筑物顶部的连接方式等。

对于不同的建筑物，其顶部的空间以及预留的连接方式，将影响顶部加建的通信塔的结构。

这就给通信塔的设计带来高要求。

1.2模块化设计在通信塔行业里的发展现状2017年7月在甘肃省张掖山丹县建立了第一个模块化通信塔的应用实例。

2018年中国铁塔股份有限公司的陈思颖，研究了模块化设计在通信塔领域的应用，其提出造价和安全是通信塔建设的两个核心问题。

单元组合式铁塔（简称单元铁塔）是目前解决以上问题的最好方式[1]。

2019年北京邮电大学的何玉峰在模块组合式通信铁塔设计一文中利用分层空间桁架法设计了一种模块组合式铁塔，模块组合式铁塔由塔节单元以不同数量和组合形式组合拼装而成，并通过基于SP2000的有限元法对铁塔进行了抗风性能分析，塔节最大应力和塔架最大位移均小于其许用值[2]。

有限元分析方法及NX+Nastran基础指南

第1章有限元分析方法及NX Nastran的由来1.1 有限元分析方法介绍计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析、科学研究以至人类社会带来急剧的革命性变化，数值模拟即为这一技术革命在工程分析、设计和科学研究中的具体表现。

数值模拟技术通过汲取当今计算数学、力学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同行业的需求，不断扩充、更新和完善。

1.1.1 有限单元法的形成近三十年来，计算机计算能力的飞速提高和数值计算技术的长足进步，诞生了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为一门专门的学科——计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）。

这些商品化的CAE软件具有越来越人性化的操作界面和易用性，使得这一工具的使用者由学校或研究所的专业人员逐步扩展到企业的产品设计人员或分析人员，CAE在各个工业领域的应用也得到不断普及并逐步向纵深发展，CAE工程仿真在工业设计中的作用变得日益重要。

许多行业中已经将CAE分析方法和计算要求设置在产品研发流程中，作为产品上市前必不可少的环节。

CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显示出明显的优越性：❑CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期。

❑虚拟样机的引入减少了实物样机的试验次数。

❑大幅度地降低产品研发成本。

❑在精确的分析结果指导下制造出高质量的产品。

❑能够快速对设计变更作出反应。

❑能充分和CAD模型相结合并对不同类型的问题进行分析。

❑能够精确预测出产品的性能。

❑增加产品和工程的可靠性。

❑采用优化设计，降低材料的消耗或成本。

❑在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题。

❑模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。

❑进行机械事故分析，查找事故原因。

当前流行的商业化CAE软件有很多种，国际上早在20世纪50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。

其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NastranNX Nastran 基础分析指南2 有限元分析系统。

基于有限元分析综合管廊模块化移动模架早拆体系施工工法(2)

基于有限元分析综合管廊模块化移动模架早拆体系施工工法基于有限元分析综合管廊模块化移动模架早拆体系施工工法一、前言基于有限元分析综合管廊模块化移动模架早拆体系施工工法是一种先进的施工方法，具有高效、环保、可持续等特点。

本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点1. 模块化设计：工法采用模块化设计，可以根据实际需要灵活组合各种模块，以适应不同的工程要求。

2. 移动模架早拆：通过移动模架和早期拆除模块之间的相互配合，可以大幅缩短施工周期。

3. 高效施工：工法采用有限元分析技术进行施工前的设计和预测，可以准确控制工程质量和进度。

4. 环保可持续：工法采用模块化设计和早期拆除，减少了对资源的消耗和对环境的影响，符合可持续发展理念。

三、适应范围该工法适用于各类管廊工程，尤其是地下综合管廊工程。

其模块化设计能够适应不同尺寸、载荷和功能要求的管廊，可以灵活应对各种不同的工程需求。

四、工艺原理工法通过有限元分析技术对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行分析和解释。

工法基于有限元分析模型进行施工前的预测和优化设计，利用模块化移动模架和早期拆除模块，将施工过程进行分阶段进行。

基于有限元分析结果，确定模块化移动模架的位置和参数，在施工过程中，通过移动模架的升降和旋转，将模块依次安装入位。

在早期拆除阶段，通过拆除模块的移动和拆卸，可以实现对已完成的部分的拆解。

这样，可以大幅缩短管廊的施工周期，并且减少人力资源和材料资源的浪费。

五、施工工艺施工工艺包括准备工作、施工队伍组织、模块化移动模架安装、早期拆除等阶段。

首先进行准备工作，包括制定施工计划、调配机具设备和材料等。

然后组织施工队伍，按照施工计划进行工作。

在模块化移动模架安装阶段，根据有限元分析结果确定模块化移动模架的位置和参数，再将模块通过移动模架的升降和旋转安装入位。