通信單管塔附掛廣告牌選型分析

張鵬程，翁錢盈，王自學

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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

（中通服咨詢設計研究院有限公司，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。廣告牌的樣式對桿塔的受力狀態(tài)影響較大。針對平板式和圓筒式廣告牌，分析廣告牌不同樣式對桿塔承載力的影響；針對桿體增設不同透風系數(shù)的廣告牌，分析廣告牌透風系數(shù)對整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響；針對廣告牌不同的高寬比，分析高寬比對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。分析后可知，圓筒式廣告牌對原塔體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)影響更??；增設的廣告牌透風系數(shù)與內(nèi)力增加值負線性相關；廣告牌高寬比越大，對塔體內(nèi)力影響越小。

廣告牌；選型；透風系數(shù)；高寬比

目前中國共有約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。增設的廣告牌增加了風荷載的迎風面積，導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，且透風系數(shù)也大小不一。附掛廣告牌的樣式及透風系數(shù)直接決定了塔體新增內(nèi)力的大小，對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)務拓展中尤為重要。

1 廣告牌樣式對單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

以《中國鐵塔股份有限公司通信鐵塔標準圖集V1.3》中40 m單管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5為算例，對比分析增加平板式和圓筒式廣告牌對原塔體結(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，段長分別為11 500 mm、9 743 mm、9 976 mm、10 059 mm。

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

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

2 廣告牌透風系數(shù)對單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

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

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

由表2計算得到，增設透風系數(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%，桿體最大應力增加8.24%，地腳螺栓應力增加8.06%；增設透風系數(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%，桿體最大應力增加6.04%，地腳螺栓應力增加6.03%；增設透風系數(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%，桿體最大應力增加4.40%，地腳螺栓應力增加4.06%. 由內(nèi)力增加的幅度可以看出，廣告牌透風系數(shù)對內(nèi)力增幅影響較大，且內(nèi)力增加值與透風系數(shù)負線性相關。

3 廣告牌高寬比對單管塔結(jié)構(gòu)承載力影響分析

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

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

表1 增設不同類型廣告牌塔體內(nèi)力對比

原塔體增設平板式廣告牌增設圓筒式廣告牌 塔腳彎矩設計值/kN·m2 674.032 943.42 870.88 塔腳剪力設計值/kN90.61101.8398.81 管體最大應力/MPa254.8281.4274.4 地腳螺栓應力/MPa167.4184.3179.7

表2 增設不同透風系數(shù)廣告牌塔體內(nèi)力對比

原塔體增設透風系數(shù)0.2廣告牌增設透風系數(shù)0.4廣告牌增設透風系數(shù)0.6廣告牌 塔腳彎矩設計值/kN·m2 674.032 889.53 2 835.65 2 781.78 塔腳剪力設計值/kN90.6199.5997.34 95.10 管體最大應力/MPa254.8275.8270.2266 地腳螺栓應力/MPa167.4180.9177.5174.2

表3 增設不同高寬比廣告牌塔體內(nèi)力對比

原塔體高寬比1∶5高寬比1∶1高寬比5∶1 塔腳彎矩設計值/kN·m2 674.032 904.072 855.582 746.76 塔腳剪力設計值/kN90.61100.1998.1793.64 管體最大應力/MPa254.8277.2273261.8 地腳螺栓應力/MPa167.4181.8178.8172

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

4 結(jié)論

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

［1］王方林.共建共享條件下的通信桿塔結(jié)構(gòu)設計探討［J］.特種結(jié)構(gòu)，2010，27（3）：45-47.

［2］顧明，陸文強，韓志惠，等.大型戶外獨立柱廣告牌風壓分布特性［J］.同濟大學學報（自然科學版），2015，43（3）：337-344.

［3］趙志宇.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電力通信桿塔資源管理應用［J］.電子科技，2013，26（11）：160-162.

［4］沈之容，倪陽，徐華剛.鋼結(jié)構(gòu)單管通信塔自振基本周期的研究［J］.特種結(jié)構(gòu)，2008，25（2）：27-28.

［5］沈大為，龐文科.單管塔的計算方法及優(yōu)化設計［J］.特種結(jié)構(gòu)，2010，27（3）：68-71.

2095－6835（2018）23－0009－02

TU347

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.009

〔編輯：嚴麗琴〕