例：铁塔身风荷载计算
铁塔设计方案
铁塔设计方案1. 背景介绍在现代通信技术的发展中，铁塔作为通信基础设施的重要组成部分，承载着承载着大量的通信设备，用于无线通信网络的搭建和运营。
铁塔设计方案的合理与否直接关系到通信网络的稳定性和性能。
2. 设计目标铁塔设计方案的主要目标是满足通信网络的需求，确保通信信号的传输质量和覆盖范围。
具体的设计目标包括：•提供足够的承重能力，以容纳各种通信设备和天线。
•减小塔体的风荷载，确保塔体在恶劣天气条件下的稳定性。
•确保塔体的耐久性和抗腐蚀性，尤其在海岸地区或高湿度环境中。
•提供灵活的设计，以适应不同的地理和环境条件。
3. 设计原则铁塔设计方案应遵循以下原则：•结构安全：确保铁塔的强度和稳定性，能够克服各种外部负荷，包括重力、风力和地震等。
•系统优化：根据通信网络的需求，考虑各种因素如信号覆盖范围、频率干扰和功耗等，进行系统的优化设计。
•经济性：尽量降低设计和建设成本，并确保卓越的性价比。
•环境友好：选择可回收的材料、降低能耗和污染排放等，以减少对环境的影响。
4. 设计步骤以下是铁塔设计方案的一般步骤：4.1. 地理勘测在开始设计之前，需要进行地形测量和土壤测试，以了解施工地点的地理条件和土壤力学特性。
4.2. 塔型选择根据通信网络的需求和地理条件，选择适当的铁塔类型，如自立塔、自吊塔或桅杆塔等。
4.3. 结构设计铁塔的结构设计包括塔体的高度、断面形状和钢材的选择等。
设计时应考虑到承重能力、风荷载和地震力等因素。
4.4. 基础设计根据塔体的设计要求，进行基础设计，包括基础类型、尺寸和深度等。
4.5. 材料选择选择适合的材料，如钢材、混凝土和绝缘材料等，以满足设计要求和环境条件。
4.6. 施工图纸根据设计结果，绘制详细的施工图纸，包括塔体结构图、基础平面图和装置说明等。
4.7. 施工和验收严格按照施工图纸进行施工，并进行验收和测试，确保铁塔的质量和性能符合设计要求。
5. 设计要点在铁塔设计过程中，需要注意以下要点：•计算风荷载：根据地理位置和设计标准计算塔体在风力作用下的风荷载，确保铁塔的稳定性。
B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数
B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数楼文娟;夏亮;蒋莹;金晓华;王振华【摘要】为研究常规B类风场与台风风场下输电塔的风振响应差异,以沿海地区某四回路角钢输电塔为原型建立了有限元模型,采用谐波叠加法生成两类风场下的风速时程,并在时域内进行了输电塔风振响应和风振系数的数值分析.结果表明:台风风场的高湍流特性导致其作用时各测点的顺风向风振响应均大于B类风场下的对应值.两类风场下,输电塔的风振系数比值约为1.25.因此,台风多发地区的输电塔设计必须考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应.此外还进行了气弹模型风洞试验,以研究不同风速下的气动响应和风振系数,并将试验结果与理论计算进行了分析比较,验证了数值分析的适用性.%A numerical analysis on the wind-induced response of a four-circuit angle-steel transmission tower under conventional terrain B wind field and typhoon wind field was performed. A FEM model was established, and the dynamic response was calculated under a fluctuating wind field simulated by using harmonic wave superimposing method. Based on data of numerical analysis, wind-induced responses under each wind field were discussed. Essential conclusions are as follows; high turbulence and strong variability of typhoon wind field have great influence on the response of transmission towers. The RMS of acceleration under typhoon wind field is larger than that under terrain B wind field. Under the two types of wind fields, the average ratio of wind load factor is about 1.25. Therefore, the design of transmission towers in typhoon-prone areas should take the fluctuating wind load magnification effect into consideration. Furthermore, the wind tunnel test on anaeroelastic model of the transmission tower was performed to study its wind-induced responses under different velocity. The test results were compared with theoretical values and the accuracy of the numerical analysis was verified.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2013(032)006【总页数】5页(P13-17)【关键词】输电塔;数值分析;风振响应;风振系数;台风风场【作者】楼文娟;夏亮;蒋莹;金晓华;王振华【作者单位】广东省电力设计研究院,广州510663【正文语种】中文【中图分类】TU973.32我国东南沿海为台风多发地区，台风风场的高湍流度、强离散性和强变异性等特征将产生与良态风作用下不同的复杂风振效应，而现行规范尚未涉及台风作用下输电塔风荷载的具体规定。
【输电杆塔设计培训】08、第八章 铁塔内力计算
∑MC一I—I截面以上所有外力对C点力矩之和；
bi一主材内力Nu到O点的垂直距离；
di－斜材内力到C点的垂直距离（一般用作图 法量得）；
α一主材与斜材夹角。
注：当主材无坡度时，斜材内力可按下式计算：
NS
P
2cos
式中 ∑P一 I－I截面以上全部水平荷载之代数和，
顶面横材承受∑P/2 。
β－ 斜材与水平面夹角。
α一主材与斜材夹角。
3．K型斜材桁架
如图5所示K型斜材桁架的 斜材受力与双斜材拉压系统相
同，而主材受力较小。
主材内力：
Nu
M0 G
2bi 4sin
斜材内力 :
水平N村s 内4力dM1i:c
图5
ND
Mc 4d 2i
4. 承受双向荷载单斜材桁架
Nu
Mx 2ai
My
G
2bi 4sin sin1
视为零杆，而对于横隔材可只考虑承受扭矩；
（4）打拉线的拉线铁塔，由于本身的刚度很大， 一般在计算中不考虑因挠度而产生的附加弯矩；
（5）铁塔腿部与基础的连接，假定为不动铰接； （6）将动力或冲击荷载视为静力荷载，在计算中 引人动力系数和冲击系数；
（7）采用平面桁架进行计算时，主材应力应将正、 侧两面的应力相叠加。
2．双斜材桁架 如图4
主材内力：
Nu
M0 G
2bi 4sin
斜材内力：
Ns
Mc 2 2di
Mc 4di
水平村内力
ND
Mc 2d2i
图4
式中∑M0— I—I截面以上所有外力对0点力矩之和；
∑MC一I—I截面以上所有外力对C点力矩之和；
bi一主材内力Nu到O点的垂直距离；
30米一体化景观塔受力计算书(30米--0.55风压)
30米一体化景观塔受力计算书一、项目概况：本工程位于广东省东莞市，为东莞铁塔30米一体化景观塔，设计3层平台+1层灯盘，共4层.每层平台设计内嵌天线3付，内嵌RRU3个.顶部安装集束天线.塔体截面采用圆形，连接方式为内法兰连接，塔体材质选择为Q345B.二、设计依据：1、设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑结构荷载规范》GB5009-2012《构筑物抗震设计规范》GB50191-2012《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《钢结构设计规范》GB50017-2003《高耸结构设计规范》GB50135-2006《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》YD/T5131-2005《钢结构单管通信塔技术规程》CECS236：2008《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《移动通信工程钢塔桅机构验收规范》YD/T5132-2005《塔桅钢结构工程施工质量验收规程》CECS80：20062、设计荷载:根据建设单位提出的要求确定设计荷载.塔架设计基本风压0.55kN/M^2，设计地震烈度7度.3、工程条件:三、荷载计算： 1、塔段基本信息：2、塔段几何信息：3、塔体荷载计算：下对边尺寸(mm)---参考值900上对边尺寸(mm)---参考值650下对边尺寸(mm)---设计值900上对边尺寸(mm)---设计值650中对边尺寸(mm)---设计值775设计分段数(Ln)6塔体高度H(m)30.0杆体是否插接否杆体套接间隙(mm)0杆体套接系数0整体锥度比K参考值 (‰)88横截面形状圆18角度0分段编号---（由低向高）123456分段长度(mm)70007000700030003000.03000.0分段壁厚(mm)121010866整体锥度比K设计值 (‰)下对边调整上对边调整5、天线荷载计算：6、外罩荷载计算：8、塔体校核：9、底法兰及螺栓校核：10、法兰厚度校核：11、加强筋校核：12、杆体受力情况：13、连接螺栓校核：。
电力线路高塔风荷载调整系数计算探讨
电力线路高塔风荷载调整系数计算探讨摘要：随着500kV同塔双回路和±800 kV特高压工程设计的深入，出现了大批总高超过60m的铁塔，而现行电力设计规范对此并未有明确的计算公式，因此探讨如何快速有效地计算铁塔风荷载调整系数（风振系数bz）的方法并将其应用于铁塔计算中具有很大的实际意义。
关键词：铁塔设计，高塔，杆塔风荷载调整系数，风振系数，经验取值Power line tower wind load adjustment coefficient calculation is discussedNieBin wu(fujian province blessed for ever engineering consulting Co., ltd., fujian, 350003)Abstract:z) method and is applied to the calculation of the Eiffel Tower of great practical significance.bAlong with 500 kV towers double circuit and + 800 kV uhv engineering design deeply, appeared more th an 60 m of total height of the tower, and the current power design code to it has not have clear for mula, probe into how to effectively calculation tower wind load adjustment coefficient (wind vibrat ion coefficientKeywords: tower design, high tower, tower wind load adjustment coefficient, the wind of the vibrat ion coefficient, experience value1 引言风荷载作为输电线路设计中重要的荷载之一，一直是输电线路的热点研究课题。
铁塔基础作用力计算表
塔高= 塔头高= 塔头段长= μz底高= βz底高= 底高μz= 顶高μz= 底高βz= 顶高βz=
29.6 23.8 11.6
20 20 1.25 1.42 1 1.25
塔身风荷载：
V0= 23.5
μz= 1 βz= 1.24 μs*Aƒ= 30.866934
d= 1.823 c= 4.795 WS2= 13.211
-610.47 -681.44
A= -608.47 B= -610.47 C= 601.60 D= 603.59
右转： 520.25 541.08
-527.74 -548.57
0 0 0
终端（右转）： 520.25 541.08
-527.74 -548.57
A= 520.25 B= 541.08 C= -527.74 D= -548.57
d= 1.823
底高βz= 1.25
c= 5.298
WS1= 7.208
顶高βz= 1.35
WS2= 17.304
导线风荷载计算：
导线截面 275.96 地线截面 78.94
1600
导线比载 43.13
导线直径 21.6
d3= 21.6
Lp= 250
线高= 18.7
底值 15
下限高μz= 1.14
塔身风荷载：
塔头高= 26.8
V0= 23.5
塔头段长= 11.6
V0= 23.5
μz= 1.3656
μz底高= 20
μz= 1.01
βz= 1.276
βz底高= 30
βz= 1.276
μs*Aƒ= 11.9845
底高μz= 1.25
μs*Aƒ= 38.748466
中外输电线路风荷载对比分析
中外输电线路风荷载对比分析摘要：本文对采用不同设计标准的输电线路风荷载进行了对比分析。
经分析，1）导线风荷载：随着计算高度的增加，中国标准逐渐接近美国标准，国标＜美标＜欧标＜IEC。
2）塔身风荷载：铁塔较低时，中国标准低于其它三个标准，铁塔较高时，中国标准与欧洲标准相近，高于IEC和美国标准。
关键词：中外；输电线路；风荷载中途分类号：TM·对于海外输电线路，路径方案确定后，杆塔设计即成为决定项目造价的关键因素。
由于非洲大部分属于无冰区域，除了导线张力，杆塔受控条件主要是风荷载。
笔者在下文对采用不同设计标准的输电线路的风荷载进行对比分析，以找出差异，便于设计人员合理选择，控制项目造价。
1风荷载基本参数重现期和风荷载分项系数：中国标、IEC、美国、欧洲标准的重现期和风荷载分项系数详见表1-1。
表1-1风荷载分项系数对比表风速时距：中国标准、IEC标准、欧洲标准采用的是10min时距平均风速；美国标准采用3sec时距平均风速，相同重现期下，3sec时距平均风速是10min时距平均风速的1.43倍。
地面粗糙系数：国内外标准均对地面粗糙类别均进行了分类，中国标准和IEC标准将地面粗糙类别划分为A、B、C、D四类；欧洲标准划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五类，美国标准划分为B、C、D三类。
国内外划分标准相近，除了近海地带，一般输电线路路径位于具有零星障碍的开阔地区，对应的地面粗糙度类别为中国标准和IEC标准的B类、欧洲标准的Ⅱ类或美国标准中的C类。
2导线风荷载输电线路导线风荷载计算，四种标准给出的公式形式相似，但具体参数内涵和取值有较大差异，见表2-1。
表2-1 导线风荷载计算公式本文采用典型案例，对四种标准下的导线风荷载进行对比计算。
线路风荷载重现期50年，10m高10min时距风速27m/s（对应3sec时距风速38.61m/s），覆冰0mm，地面粗糙类别对应中国标准和IEC标准的B类、欧洲标准的Ⅱ类或美国标准中的C类，水平档距400m，导线直径31.1mm。
铁塔荷载计算系统使用说明书
铁塔荷载计算系统用户手册北京道亨兴业科技发展有限公司地址: 市海淀区学清路16号学知轩1817室: 1/32/33 传真: 2邮编: 100083 网址: .slcad.公司：bjdhxyslcad. 技术支持：supportslcad.目录一.系统概述 (1)1. 功能概述 (1)2. 运行环境 (1)3. 系统安装 (1)4. 计算简要流程 (2)二.程序运行 (2)三.已知数据输入 (4)1. 荷载计算记录文件 (4)2. 选择塔库 (4)3. 选择电压等级、杆塔类型、地形 (5)4. 计算选择、杆塔选择 (5)四.输入或计算各类库 (6)(一)．从SLCAD导入数据 (6)(二)．普通杆塔荷载计算条件库的输入 (6)1．B0气象条件库 (6)2．B1档距和转角 (6)3．B2导地线参数库 (8)4．B3绝缘子串库 (9)5．安装参数库 (9)6．塔风荷载分配系数及电线平均高度 (10)(三)．分歧杆塔荷载计算条件库的输入 (10)1.不同电压等级、导地线型号及转角输入 (10)2．B0气象条件库的输入和普通钢管杆输入相同 (14)3．B1档距和转角 (14)4．B2导地线参数库 (15)5．B3绝缘子串库 (15)6．安装参数库 (16)7．塔风荷载分配系数及电线平均高度 (16)五.选择需要计算的工况 (17)六.开始计算 (18)七.显示电线荷载图、电线荷载力表及塔身风荷载 (18)1. 显示各种工况下电线荷载图、电线荷载力 (18)2. 显示塔身风荷载 (19)3. 输出计算书 (19)4. 将荷载传送到其它程序 (20)八.系统维护 (21)1．系统维护菜单 (21)2．风荷载参数菜单 (22)3．名词解释及公式说明 (22)4.集中荷载控制表工况生成器 (23)九.输入新塔型数据结构 (24)1. 程序启动 (24)2. 建立新塔 (25)3. 输入塔附加数据和导地线挂点 (28)4. 修改当前塔数据 (28)十．执行规 (28)一. 系统概述1.功能概述1.1 计算各类自立式铁塔（包括分歧塔、多回路塔）在运行工况、断线工况和安装工况下的电线荷载和塔身风荷载，并输出荷载图，以便电气专业提供给结构专业使用。
铁塔基础作用力计算表
塔高= 塔头高= 塔头段长= μz底高= βz底高= 底高μz= 顶高μz= 底高βz= 顶高βz=
29.6 23.8 11.6
20 20 1.25 1.42 1 1.25
塔身风荷载：
V0= 23.5
μz= 1 βz= 1.24 μs*Aƒ= 30.866934
d= 1.823 c= 4.795 WS2= 13.211
风对地线夹角 =
90
WX1= 1.765
WX2= 1.765 Ws=W0*μz*μs*βz* Af
βc= 1 μsc= 1.2
B= 1.2
WX3= 1.751
塔头风荷载：
V0= 23.5
μz= 1.3146 βz= 1.24 μs*Aƒ= 11.9845
a= 1 d= 1.823 WS1= 6.743
冰厚
0
α=
Sinθ= V0=
μz=
0.85 1
23.5 1.2214
βc= 1 μsc= 1.2
B= 1.1
WX1= 2.835 WX2= 2.835
上限μz= 1.42
风对地线夹角 =
90
βc= 1 μsc= 1.2
B= 1.2
WX3= 2.786
Ws=W0*μz*μs*βz* Af
塔头风荷载：
塔高= 26.6 塔身风荷载：
SJ4-15 地线风荷载计算：
导线风荷载计算：
WX=α*V02*μz*μsc*βc*d*Lp*B*Sin2θ/1600
冰厚 5
d1= 21.5
α= 0.85
Sinθ= 1 V0= 23.5
μz= 1.3622
地线直径
d2=
Lp= 塔高= 底值 下限μz=
单管塔建模计算设计讲解实例
单管塔计算一、荷载计算：使用单管塔荷载计算的公式表格，分别计算单管塔的恒载、活载、风荷载。
1、恒载塔身自重=软件自动计算避雷针=避雷针自重平台处恒载=天线支架+天线+平台重量；2、活荷载根据《建筑结构荷载规范》第4.2.2条，平台活荷载取2Kn/m2。
则活荷载=平台面积*2 Kn/m2（平台面积计算时应扣除塔体处面积）3、风荷载计算根据《建筑结构荷载规范》第7节内容进行计算，也可根据ex cel 计算书里的《5单管塔荷载统计》表进行计算。
表中黄色部分为手动输入部分，其余颜色部分为自动计算。
其中：地面粗糙度：根据地质勘探报告；山高：当塔体在山上的时候要输入山的海拔；上口宽与下口宽：根据经验尝试选择一组数据，待验算取最优值；基本分压：根据福建省建筑结构风压规程得出50年一遇的平潭风压为1.3KN/m2；正迎风面积：天线直径与高度的乘积；体型系数：《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项次桁架类别(a)。
体型系数：0.9 根据《高耸结构设计规范》表4.2.7第11项次;1.3 根据中国移动基站铁塔施工图作业作业指导书中荷载取值6.2。
二、3D3S建模：30米单管塔(2个平台23米，28米)步骤:1.选择塔架模块，2.注意画杆件时，应先将视图定为主视图，然后画一根实线表示30000，并选择线定义为杆件，每段为0.5m平分为60段，3.以每段的半段处的塔身截面直径为该段的塔段直径，建立截面库，定义好每段的材性，截面4、定义支座边界“构件属性—支座边界—一般边界—XYZ三个方向都选择刚性约束—选择节点定义约束—选择塔脚”5、根据地质勘探资料填写地震荷载参数，然后进行内力分析内容选择及计算，优化并计算出塔身的自振周期。
将自振周期代入e xce l荷载统计表格计算出单管塔的各个荷载。
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=10.683m
5、塔身风压q q=μZμSβzW0Af/h =(1.24×2.353×1.0×0.5625 ×10.683)/19.7 =0.89kN/m
4、投影面积Af（塔头）
b1 b2 0.6 1.1 A f h( ) 0.33 6.2( ) 1.74m 2 2 2
5、塔头风压q W0＝302/1600=0.5625kN/m2 q=μZμSβzW0Af/h=(1.35×2.093×1.15 ×0.5625 ×1.74)/6.2
（1.1为风压增大系数）
b 2.465 塔身 0.125 h 19.7
b为塔身平均宽度,b＝(1.1+3.829）/2=2.465m 查表2－6得η＝0.81 μs＝1.3（1+η）＝1.3 ×(1+0.81）＝2.353
4、投影面积Af （塔身面积）
b1 b2 A f h( )=0.22 × 19.7×(1.1+3.892)/2 2 2
=0.51kN/m
（二）塔身风荷载 1、风压随高度变化系数μZ 110kV,高度19.7m粗糙程度为B类，查表2－5 得μZ＝1.24 2、风荷载调整系数βZ 查表2－8得βZ＝1.0 3、构件体形系数μs
由型钢杆件组成的塔架μs＝1.3（1+η）
b/h=3.829/19.7≈1/5为宽基塔
填充系数＝A f/A,塔由型钢杆件组成的塔架μs＝1.3（1+η） 填充系数＝A f/A,塔头取＝0.3×1.1＝0.33， （1.1为节点板挡风面积风压增大系数）
b 0.85 塔头 0.14 h 6.2
b为塔头平均宽度，b=(0.6+1.1)/2=0.85m 查表2－6得η＝0.61 μs＝1.3（1+η）＝1.3×（1+0.61）＝2.093