移動通信基站在城區的典型天饋設計——組合抱桿

蔣慶益,汪日光

（1.合肥市規劃設計研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工業學院機電學院,安徽合肥 230022）

移動通信基站在城區的典型天饋設計
——組合抱桿

蔣慶益1,汪日光2

（1.合肥市規劃設計研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工業學院機電學院,安徽合肥 230022）

通信事業已日益成為關系到國計民生的大事,通信基站的建設與管理則是通信事業發展的基本支持和保證。城市中的基站建設土建方面的內容主要分為機房和天饋建設。主要討論了一種典型的城區基站天饋——組合抱桿的具體設計過程和計算方法,這為以后此類基站的設計提供一些參考。

基站建設;天面建設;組合抱桿

在通信網絡建設中,基站的建設是不可或缺的,國內三大運營商紛紛為此投入重金。移動通信基站是提供無線通信覆蓋的必要方式,它為移動設備提供接入服務,要實現網絡覆蓋全面,即手機保持較好的信號,就必須架設基站,否則將無法為用戶提供正常的通信服務。

隨著我國城市化進程的不斷推進,涌入城市的人口數量越來越多。據統計,我國手機用戶每百人擁有量已達到41.6部,城市居民的手機擁有率則更高,無論是現在的2G還是將來的3G,城區的網絡覆蓋都是移動通信運營商建設的重點。

1 基站概況[1]（P8-9）

1.1 該基站位于某郵政樓上,該樓為框架結構共2層,15米組合抱桿擬建于2層頂。詳見圖1。

1.2 查勘工具:混凝土回彈儀、鋼筋位置測定儀、混凝土碳化深度測定儀、鋼尺等。

1.3 查勘依據:GB50009-2001、GB50010-2002、GB/T50344-2004。

1.4 通過設計人員攜帶相應的查勘工具到現場查勘,現場實測樓板為鋼筋混凝土現澆板,板厚為100mm,并帶回原有相應的設計圖紙（可提供原結構的結構參數）以便后序的設計復核。

2 組合抱桿設計參數

2.1 本基站天面擬建設15m的組合抱桿,該設計為15米3根鋼管通過斜撐連接而成,3根鋼管底端通過槽鋼擱置在梁上,槽鋼底部不平整則用6mm厚鋼板在梁頂處找平。四面均勻拉線,總重量為1929Kg（含鋼絞線夾墻板及接地）。

2.2 本組合抱桿材料為Q235鋼（鋼管為20號鋼）,焊條采用E43,螺栓采用國標4.8級。組合抱桿所有構件（含拉錨）均須熱鍍鋅防腐。

2.3 設計指標:該組合抱桿設計基本風壓0.45KN/ m2,天線高度按40m計算,總水平力8.78KN,拉線拉力19.5KN,單管壓力11.9KN。該設計使用年限50年。

3 設計過程[2]（P10-11）[3]（P23-25）[4]（P42-52）

3.1 設計模型的建立

從帶回來的設計圖紙資料可以看到,該郵政樓是2001年設計的,當時2層頂的屋面活荷載按上人屋面（活載取值為1.50KN/m2）設計的。由于時間較久,設計院的原始計算模型也已找不到,考慮到本組合抱桿自重不是很大（總重量為1929Kg）,主要可能會對直接支承的梁產生不利影響,對柱和基礎產生的影響較小,故按照圖紙僅對支承組合抱桿范圍內的主體結構進行局部重新建立新的計算模型,以便復核本設計的可行性和原結構的安全性。新建計算模型的結構平面布置圖詳見圖2,計算結果文件詳見計算書。

3.2 構造要求

根據現有屋面的尺寸和組合抱桿拉線的要求（15m組合抱桿要求在15m米處和9m處設置兩層拉線,每層需對稱設置2對（4根）拉線;每道拉線與水平線的夾角不宜大于70度）,組合抱桿的定位圖詳

圖1 組合抱桿的定位圖

組合抱桿的鋼管底端通過槽鋼擱置在梁上,初步確定將槽鋼一端支承在4軸線的框架梁上,另一端支承在4-5軸間的次梁上,鋼管有2根放在靠近C軸的槽鋼上,另1根放在靠近D軸的槽鋼上。在計算模型中在槽鋼的位置布置100×100的虛梁,用來傳遞組合抱桿的荷載。由前面組合抱桿的設計指標知抱桿單管壓力11.9KN,按恒載節點集中荷載輸入定位圖上鋼管所對應的位置。在把結構的正常設計荷載輸入,用SA TWE軟件進行整體分析,得到計算結果文件。

3.3 梁的計算結果校核

由計算結果文件知,4軸線的框架梁跨中計算配筋為9.0cm2小于原配筋320（9.4cm2）,C端的負筋計算配筋為12.0cm2小于原配筋220+222 （13.88cm2）,D端的負筋計算配筋為8.0cm2小于原配筋220+118（8.82cm2）;4-5軸間的次梁跨中計算配筋為12.0cm2小于原配筋222+220 （13.88cm2）,C端的負筋計算配筋為13.0cm2小于原配筋618 4/2（15.24cm2）,D端的負筋計算配筋為7.0cm2小于原配筋218+120（8.22cm2）。從以上計算結果和原有設計圖紙比較后我們可知,在2層頂增加15米組合抱桿后,原有的結構梁配筋均能滿足要求。見圖1。

圖2 計算模型的結構布置圖

3.4 板的計算結果校核

由計算結果文件知,4軸上的框架梁和4-5軸間的次梁之間的板計算結果板底正筋平行C軸方向為347.8mm2小于原配筋φ8@125（402.4mm2）,垂直于C軸方向為272.3mm2小于原配筋φ8@180 （279.4mm2）;4軸上與4-5軸間的次梁上的板負筋均為659.9mm2小于原配筋φ12@150（753.3mm2）, C軸上與D軸上的板負筋均為442.3mm2小于原配筋φ8@100（502.4mm2）。從以上計算結果和原有設計圖紙比較后我們可知,在2層頂增加15米組合抱桿后,原有的結構板配筋均能滿足要求。

3.5 基礎和柱的計算結果校核

考慮到本組合抱桿自重不是很大（總重量為1929Kg）,對柱和基礎產生的影響較小,通過新的計算結果和原有圖紙的配筋進行負核比較,原有的結構柱與基礎配筋均能滿足要求。

4 分析結果

4.1 在現有使用荷載條件下,樓板結構安全;

4.2 該基站屋面樓板可承受1.5kN/m2的活荷載;

4.3 將15米組合抱桿通過槽鋼擱置在框架梁上,現有樓面結構可滿足安全使用要求;組合抱桿槽鋼加固平面圖和立面示意圖詳見圖3。

圖3 組合抱桿槽鋼加固平面圖和立面示意圖

[1]GB/T50344-2004,建筑結構查勘技術標準[S].

[2]GB50009-2001,建筑結構荷載規范[S].2006.

[3]GB50001-2002,混凝土結構設計規范[S].

[4]GB50011-2001,建筑抗震設計規范[S].2008.

A Typical Antenna Feed of Mobile Communication Base Stations in Urban Areas-Portfolio Holds Pole

JIANG Qing-yi1,WANG Ri-guang2

（1.Hefei City Planning and Design Institute,Hefei230041,China;2.Department of Mechanical and Electrical Engineering,Anhui Institute of Architecture&Industry,Hefei230022,China）

Telecommunications industry has increasingly become a major event related to the people’s livelihood.Communication’s construction and management of base stations is the development of communications in the basic support and assurances.The base station in the city civil engineering aspects of the building divided into room s and antenna feeds construction.This paper focuses on the design process and methods of calculation about a typical antenna feeds of base station in city-portfolio holds pole,and provide some reference about the construction of the kind of base stations in future.

base stations construction;antenna feed;portfolio holds pole

TN929.5

A

1009-9735（2010）05-0117-02

2010-03-30

蔣慶益（1976-）,男,安徽合肥人,合肥市規劃設計研究院工程師,國家一級注冊結構工程師,碩士,研究方向:鋼結構在民用建筑中的應用。