通信單管塔附掛廣告牌選型分析

張鵬程，翁錢盈，王自學(xué)

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通信單管塔附掛廣告牌選型分析

張鵬程，翁錢盈，王自學(xué)

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

通信鐵塔桿塔資源的共享利用符合綠色節(jié)能的發(fā)展方向，其中附掛廣告牌占比最高。廣告牌的樣式對(duì)桿塔的受力狀態(tài)影響較大。針對(duì)平板式和圓筒式廣告牌，分析廣告牌不同樣式對(duì)桿塔承載力的影響；針對(duì)桿體增設(shè)不同透風(fēng)系數(shù)的廣告牌，分析廣告牌透風(fēng)系數(shù)對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響；針對(duì)廣告牌不同的高寬比，分析高寬比對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。分析后可知，圓筒式廣告牌對(duì)原塔體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)影響更小；增設(shè)的廣告牌透風(fēng)系數(shù)與內(nèi)力增加值負(fù)線性相關(guān)；廣告牌高寬比越大，對(duì)塔體內(nèi)力影響越小。

廣告牌；選型；透風(fēng)系數(shù)；高寬比

目前中國(guó)共有約190萬座通信鐵塔，絕大部分通信鐵塔僅滿足通信需求，使用功能單一，資源利用率低。綠色、共享是“十三五”規(guī)劃的重要發(fā)展理念，隨著人們對(duì)桿塔資源共享需求的增加，越來越多的通信鐵塔增加了額外掛載，其中附掛廣告牌占比最高。增設(shè)的廣告牌增加了風(fēng)荷載的迎風(fēng)面積，導(dǎo)致桿體及連接螺栓內(nèi)力增加。廣告牌通常有平板式、圓筒式2大類，且透風(fēng)系數(shù)也大小不一。附掛廣告牌的樣式及透風(fēng)系數(shù)直接決定了塔體新增內(nèi)力的大小，對(duì)可附掛廣告牌的面積起到?jīng)Q定性的作用。因此廣告牌選型分析在通信塔業(yè)務(wù)拓展中尤為重要。

1 廣告牌樣式對(duì)單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

以《中國(guó)鐵塔股份有限公司通信鐵塔標(biāo)準(zhǔn)圖集V1.3》中40 m單管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5為算例，對(duì)比分析增加平板式和圓筒式廣告牌對(duì)原塔體結(jié)構(gòu)承載力的影響。

單管通信塔DGT（C）-40-0.45-3PT5幾何參數(shù)為：塔體總高40 m，塔頂口徑為600 mm，塔底口徑為1 170 mm，塔體由4段插接連接，段長(zhǎng)分別為11 500 mm、9 743 mm、9 976 mm、10 059 mm。

計(jì)算參數(shù)：基本風(fēng)壓為0.45 kN/m2，抗震設(shè)防烈度為8度，地面粗糙度類別為B類，設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。擬增廣告牌投影面積為5 m2。增設(shè)不同類型廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比如表1所示。

由表1計(jì)算得到，增設(shè)平板式廣告牌使得塔腳彎矩增加10.07%，塔腳剪力增加12.38%，桿體最大應(yīng)力增加10.44%，地腳螺栓應(yīng)力增加10.1%；增設(shè)圓筒式廣告牌使得塔腳彎矩增加7.36%，塔腳剪力增加9.05%，桿體最大應(yīng)力增加7.69%，地腳螺栓應(yīng)力增加7.35%.相同投影面積下，增設(shè)圓筒式廣告牌比增設(shè)平板式廣告牌內(nèi)力增幅減小約27%，圓筒式的廣告牌對(duì)原塔體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)影響更小。

2 廣告牌透風(fēng)系數(shù)對(duì)單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

選用《中國(guó)鐵塔股份有限公司通信鐵塔標(biāo)準(zhǔn)圖集V1.3》中40 m單管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5為算例，對(duì)比分析不同透風(fēng)系數(shù)廣告牌對(duì)原塔體結(jié)構(gòu)承載力的影響。

計(jì)算參數(shù)：基本風(fēng)壓為0.45 kN/m2，抗震設(shè)防烈度為8度，地面粗糙度類別B類，設(shè)計(jì)使用年限為 50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。擬增廣告牌投影面積5 m2，選用平板式廣告牌試算，且算例廣告牌透風(fēng)系數(shù)分別為0.2，0.4，0.6.增設(shè)不同透風(fēng)系數(shù)廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比如表2所示。

由表2計(jì)算得到，增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.2的廣告牌使得塔腳彎矩增加8.06%，塔腳剪力增加9.91%，桿體最大應(yīng)力增加8.24%，地腳螺栓應(yīng)力增加8.06%；增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.4的廣告牌使得塔腳彎矩增加6.04%，塔腳剪力增加7.43%，桿體最大應(yīng)力增加6.04%，地腳螺栓應(yīng)力增加6.03%；增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.2的廣告牌使得塔腳彎矩增加4.03%，塔腳剪力增加4.96%，桿體最大應(yīng)力增加4.40%，地腳螺栓應(yīng)力增加4.06%. 由內(nèi)力增加的幅度可以看出，廣告牌透風(fēng)系數(shù)對(duì)內(nèi)力增幅影響較大，且內(nèi)力增加值與透風(fēng)系數(shù)負(fù)線性相關(guān)。

3 廣告牌高寬比對(duì)單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

選用《中國(guó)鐵塔股份有限公司通信鐵塔標(biāo)準(zhǔn)圖集V1.3》中40 m單管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5為算例，擬定增設(shè)總面積為5 m2的無透風(fēng)平板式廣告牌，對(duì)比分析廣告牌高寬比分別為1∶5、1∶1、5∶1時(shí)，桿體的內(nèi)力增加情況。

計(jì)算參數(shù)：基本風(fēng)壓為0.45 kN/m2，抗震設(shè)防烈度為8度，地面粗糙度類別B類，設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。增設(shè)不同高寬比廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比如表3所示。

表1 增設(shè)不同類型廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比

原塔體增設(shè)平板式廣告牌增設(shè)圓筒式廣告牌 塔腳彎矩設(shè)計(jì)值/kN·m2 674.032 943.42 870.88 塔腳剪力設(shè)計(jì)值/kN90.61101.8398.81 管體最大應(yīng)力/MPa254.8281.4274.4 地腳螺栓應(yīng)力/MPa167.4184.3179.7

表2 增設(shè)不同透風(fēng)系數(shù)廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比

原塔體增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.2廣告牌增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.4廣告牌增設(shè)透風(fēng)系數(shù)0.6廣告牌 塔腳彎矩設(shè)計(jì)值/kN·m2 674.032 889.53 2 835.65 2 781.78 塔腳剪力設(shè)計(jì)值/kN90.6199.5997.34 95.10 管體最大應(yīng)力/MPa254.8275.8270.2266 地腳螺栓應(yīng)力/MPa167.4180.9177.5174.2

表3 增設(shè)不同高寬比廣告牌塔體內(nèi)力對(duì)比

原塔體高寬比1∶5高寬比1∶1高寬比5∶1 塔腳彎矩設(shè)計(jì)值/kN·m2 674.032 904.072 855.582 746.76 塔腳剪力設(shè)計(jì)值/kN90.61100.1998.1793.64 管體最大應(yīng)力/MPa254.8277.2273261.8 地腳螺栓應(yīng)力/MPa167.4181.8178.8172

由表3計(jì)算得到，當(dāng)廣告牌高寬比為1∶5時(shí)，塔腳彎矩增加8.6%，塔腳剪力增加10.57%，桿體最大應(yīng)力增加8.79%，地腳螺栓應(yīng)力增加8.6%；當(dāng)廣告牌高寬比為1∶1時(shí)，塔腳彎矩增加6.79%，塔腳剪力增加8.34%，桿體最大應(yīng)力增加7.14%，地腳螺栓應(yīng)力增加6.81%；當(dāng)廣告牌高寬比為5∶1時(shí)，塔腳彎矩增加2.72%，塔腳剪力增加3.34%，桿體最大應(yīng)力增加2.74%，地腳螺栓應(yīng)力增加2.75%.由內(nèi)力的變化規(guī)律可以看出，高寬比越大，增設(shè)的廣告牌對(duì)塔體內(nèi)力影響越小。

4 結(jié)論

通過分析得出以下結(jié)論：①增設(shè)圓筒式廣告牌比增設(shè)平板式廣告牌對(duì)原塔體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)影響更小；②增設(shè)的廣告牌透風(fēng)系數(shù)對(duì)內(nèi)力增幅影響較大，且內(nèi)力增加值與透風(fēng)系數(shù)成負(fù)線性相關(guān)；③廣告牌高寬比越大，對(duì)塔體內(nèi)力影響越小。

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2095－6835（2018）23－0009－02

TU347

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.009

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕