
Полный 40 м Q345B конический трубчатый стальной монополь, оцененный по интенсивности 8 нагрузка при редких землетрясениях с использованием трех независимых аналитических маршрутов — эквивалентный статический анализ, спектральный анализ реакции суперпозиции мод, и нелинейный анализ временной истории — сопоставляется с требованиями массового участия FEMA. 365.
Целью данного исследования является проверка структурной безопасности типичной стальной монопольной башни связи, подверженной сейсмическим колебаниям грунта.. Репрезентативный телекоммуникационный монополь был выбран в качестве объекта исследования и сведен к соответствующей конечно-элементной идеализации посредством рационального структурного упрощения.. Ссылаясь на интенсивность 8 требования к редким землетрясениям, указанные в применимых китайских нормах проектирования, сейсмические характеристики конструкции были рассчитаны и оценены по трем взаимодополняющим маршрутам.: эквивалентный метод статического анализа, метод спектра отклика мод-суперпозиции, и нелинейный метод временной истории. Результаты, полученные по трем маршрутам расчета, затем сравнивались для выявления различий между аналитическими подходами., а общие сейсмические характеристики монополя связи были оценены посредством комплексного синтеза рассчитанных откликов..
Основной несущий элемент связи. монопольная башня представляет собой одну консольную стальную трубку, большую внизу и маленькую вверху., с постепенно меняющимся поперечным сечением. Потому что высота конструкции значительно превышает ее диаметр, башня представляет собой классическую высотку (стройный) состав. В то же время, отношение диаметра к толщине монополя связи башня обычно очень большой, поэтому конструкция ведет себя как тонкостенная оболочка, и боковое смещение под действием боковых нагрузок, таких как землетрясение и ветер, является значительным.. К тому же, из-за собственного веса башни и концентрации масс платформы наверху, эффект P-Δ монополя связи выражен, а структурная реакция сильно нелинейна..
Из-за ограниченных возможностей отечественных вибростолов для моделирования землетрясений., полномасштабные испытания прототипов монополей связи на вибростоле невозможны. Вместо, Правила проектирования высотных сооружений (ГБ 50135–2006), Правила сейсмического проектирования зданий (ГБ 50011–2010) а также Правила проектирования стальных башен и мачтовых конструкций для мобильной связи (ЯД/Т 5131–2005) все они позволяют определить сейсмические характеристики монополя связи методом конечных элементов.. Таким образом, это досье документирует полную цепочку числовых проверок., от геометрической идеализации к выводу о соответствии нормам.

Консолидированные параметры заголовка, извлеченные из модального окна, статический, расчеты спектра отклика и временной истории.
Описанная здесь модель монополя имеет общую высоту вала башни 40 м и массой около 10.1 T. Башня изготовлена из стали Q345.; поперечное сечение вала представляет собой 12-гранный многоугольник, а соединения сегментов выполнены в раструбе. (телескопический) тип. Корпус башни разделен сверху вниз на пять сегментов башни., каждый 8 м в длину.
| Параметр | Ценить | Единица / Примечание |
|---|---|---|
| Общая высота вала | 40 | м |
| Структурная масса | ≈10,1 | T |
| Марка материала | Q345B | конструкционная сталь |
| Форма поперечного сечения вала | 12-односторонний многоугольник | Конический, большой у основания, маленький сверху |
| Тип соединения сегмента | Разъем / телескопический | Контакт смоделирован, м = 0.3 |
| Количество сегментов башни | 5 | 8 м каждый, равномерная длина |
| Толщина базового фланца | 30 | мм |
| Толщина ребра жесткости базового фланца | 10 | мм |
| Толщина ребра жесткости внутреннего кольца | 10 | мм |
| Толщина усиливающей пластины сегмента | 15 | мм |
Толщина стенки монополя варьируется в пять этапов, так что изгибающая способность увеличивается по направлению к основанию., где изгибающий момент при боковом сейсмическом воздействии наибольший. Сегменты 1 в 3 поделиться 8 мм стены, сегмент 4 утолщен до 10 мм и сегмент 5, базовый сегмент, утолщен до 12 мм. В целях моделирования отдельные трубы рассматриваются как однородные оболочки переменного сечения, имеющие одинаковую толщину внутри каждого сегмента., что соответствует разрешенному нормами упрощению для этого структурного типа..
| сегмент | Позиция | длина (м) | Толщина стен (мм) | Структурная роль |
|---|---|---|---|---|
| сегмент 1 | верхний | 8 | 8 | Зона установки антенны, наименьший момент спроса |
| сегмент 2 | Верхний средний | 8 | 8 | Переходный регион |
| сегмент 3 | Середина | 8 | 8 | Перенос гибки средней высоты |
| сегмент 4 | Нижний средний | 8 | 10 | Повышенное сопротивление изгибу |
| сегмент 5 | База | 8 | 12 | Область максимального момента, зона раскрытия фидерного кабеля |
В соответствии с Код для проектирования стальных конструкций, механические свойства материала приняты для стали Q345B с толщиной листа не более 16 мм приведены в таблице ниже.. Значения определяют проверку прочности и вывод на этапе упругости, сделанный в конце этого анализа..
| Механическое свойство | Расчетная стоимость | Единица | Применимость |
|---|---|---|---|
| Предел прочности (е) | 310 | МПа | т ≤ 16 мм |
| Прочность на сжатие (е) | 310 | МПа | т ≤ 16 мм |
| Прочность на изгиб (е) | 310 | МПа | т ≤ 16 мм |
| Прочность на сдвиг (еv) | 180 | МПа | т ≤ 16 мм |
| Конечная несущая прочность (строганный и плотный) | 400 | МПа | т ≤ 16 мм |
Проверка использования: самое высокое расчетное напряжение в любой точке конструкции равно 142 МПа, который 45.8% принадлежащий 310 Расчетная прочность МПа Q345B. Таким образом, структура остается комфортно в пределах эластичного диапазона интенсивности. 8 редкое землетрясение.
Цепочка проверки привязана к трем национальным стандартам.. Каждый пункт, перечисленный ниже, использовался для обоснования конкретного решения по моделированию., сочетание нагрузок или критерий приемки, применяемый в рамках данного анализа.
| стандарт | Пункт | Положение применено |
|---|---|---|
| ГБ 50135–2006 | §3.0.7 | Идеальное выражение проектирования предельных состояний для высотных конструкций |
| ГБ 50135–2006 | §4.4.4 | Метод спектра отклика мод-суперпозиции для высотных сооружений |
| ГБ 50011–2010 | §5.1.2 | Допускается применение метода базового сдвига для конструкций толщиной до 40 м с одинаковой массой и жесткостью |
| ГБ 50011–2010 | §5.1.2 (история времени) | Выбор как минимум двух записанных акселерограмм плюс одна искусственная акселерограмма. |
| ЯД/Т 5131–2005 | Генеральная | Разрешено использование метода конечных элементов для установления монопольной сейсмостойкости |
| гигабайт 50017 | Таблица материалов | Значения расчетной прочности Q345B для t ≤ 16 мм |
| FEMA 365 | Модальный массовый критерий | Масса модального участия должна достигать 90% общей массы конструкции |
Для представления монопольной стали использовалась модель изотропного материала.. Для лучшего моделирования поведения конструкции главного вала., вспомогательные элементы башни — громоотвод, платформы, башенная лестница и страховочный трос - упрощены как элементы сосредоточенной массы.. Сегменты башни соединены разъемами., фланцы или внутренние болты, а конструктивные размеры и толщина материала отдельных секций труб не идентичны.; поэтому каждая из них рассматривается как однородная труба переменного сечения одинаковой толщины внутри сегмента.. Полная модель была разбита на 52,834 узлы и 50,147 элементы с минимальным размером элемента 60 мм.
| Параметр модели | Количество | Примечание |
|---|---|---|
| Всего узлов | 52,834 | Включая точки крепления сосредоточенной массы |
| Всего элементов | 50,147 | Оболочка, твердые и жесткие элементы |
| Минимальный размер элемента | 60 мм | Уточнены отверстия и сварные соединения. |
| Материальная идеализация | изотропный | Q345B повсюду |
| Вспомогательные компоненты | Собранная масса | Молниеотвод, платформы, лестница, страховочный трос |
| Полоса частот решателя | 1 - 50 Гц | Извлечение собственных значений Ланцоша |
Точность сейсмической оценки монополя во многом зависит от того, как представлены сварные и раструбные соединения.. Для сегментов вала использованы пластинчатые и оболочечные элементы., ребра жесткости базового фланца, внутренние кольца жесткости и усиливающие пластины, тогда как для самой опорной фланцевой пластины использовались сплошные элементы. Затем сварные соединения были идеализированы в соответствии с их механическими функциями., как указано в таблице ниже.
| соединение / Компонент | Идеализация | Численная обработка |
|---|---|---|
| сегмент 5 приварной шов к базовому фланцу | Общий узел (галстук) | Полная непрерывность смещения |
| Ребро жесткости базового фланца к сегменту 5 и фланец | Общий узел (галстук) | Полная непрерывность смещения |
| Внутреннее кольцо жесткости к сегменту 5 | Общий узел (галстук) | Полная непрерывность смещения |
| Усиливающая пластина для сегмента 5 | Жесткий элемент | Кинематическая муфта |
| Межсегментное гнездо | Поверхностный контакт | Коэффициент трения μ = 0.3 |
| Оболочка вала | Пластина / элементы оболочки | 4-оболочка узла, коническая секция |
| Базовая фланцевая пластина | Твердые элементы | 3D сплошной, 30 ММ толщина |
Связь между монополем и его основанием предполагалась закрепленной.. В каждом месте расположения анкерного болта во фланце основания, поступательные степени свободы в X, Направления Y и Z были ограничены. Предполагалось, что основание башни будет стоять на жестком фундаменте.; следовательно, анализ глубины установки анкерных болтов или выдерживаемой способности не проводился, и структурные повреждения, возникающие в результате осадки фундамента или разжижения грунта, были исключены из объема работ..
| Предположение | Ценить / Состояние | Инженерное обоснование |
|---|---|---|
| Базовое условие поддержки | Закреплено | Консольная идеализация |
| Ограниченная глубина резкости на анкерных болтах | Х, Д, Z перевод | Применяется в каждом положении болта |
| Жесткость фундамента | Жесткий | Взаимодействие грунта и конструкции исключено |
| Проверка крепления анкерного болта | Не выполнено | За пределами оценки надстройки |
| Фонд урегулирование / сжижение | Исключено | Геотехническая опасность не моделируется |
| Коэффициент демпфирования (спектр и статика) | 3% | Согласно практике высотных стальных конструкций |
Метод Ланцоша использовался для извлечения модальных форм и модальных частот монополя в диапазоне частот 1–50 Гц.. Поскольку структура монополя центросимметрична., симметричные моды изгиба существуют как в направлениях X, так и в направлениях Y., а динамическое поведение можно свести к поведению консольной балки, закрепленной на одном конце и свободной на другом.. Полученные модальные частоты перечислены ниже.; первые четыре режима изгиба в направлении X определяют фундаментальную динамическую характеристику башни.
| Режим Форма Описание | X-направление (Гц) | Направление Y (Гц) |
|---|---|---|
| 1ST режим изгиба | 0.63 | 0.63 |
| 2й режим изгиба | 2.96 | 2.97 |
| 3третий режим изгиба | 7.69 | 7.76 |
| 4режим изгиба | 14.74 | 14.90 |
Модальный коэффициент участия режима определяется как сумма произведений каждой сосредоточенной массы и соответствующей ей координаты в этом режиме., разделенное на основную массу (модальная масса) того же режима. Коэффициент участия выражает вес режима в общей реакции., и, следовательно, количественно определяет вклад каждой частоты в структурный отклик в определенном направлении.. По данным ФЕМА 365, модальная участвующая масса должна достигать 90% от общей массы конструкции. Вычисленные здесь накопленные участвующие массы перечислены ниже.: первые шесть режимов уже подходят 90% от общей массы, так что комбинации шести мод достаточно, чтобы представить полный результат модальной суперпозиции для этой башни..
| Порядок режима направления X | Модальная участвующая масса (T) | Совокупная масса (T) | Совокупный процент 10.1 T |
|---|---|---|---|
| 1первый режим | 4.765 | 4.765 | 47.2% |
| 2й режим | 2.147 | 6.912 | 68.4% |
| 3режим rd | 0.944 | 7.856 | 77.8% |
| 4й режим | 0.539 | 8.395 | 83.1% |
| 5й режим | 0.332 | 8.727 | 86.4% |
| 6й режим | 0.209 | 8.936 | ≈88,5% (около 90%) |
Вывод: первые шесть режимов захватывают примерно 90% от общей массы конструкции, удовлетворение FEMA 365 критерий участия. Поэтому для расчета спектра отклика используется комбинация из шести режимов..
Пункт 3.0.7 GB 50135–2006 определяет предельное выражение для предельного состояния, которое будет использоваться при проектировании высотных конструкций.. Общая форма, принятая в этом анализе, такова::
γG·SGE + γEh·SEhk + γEv·SEvk + ψwE·γw·Swk ≤ R / γRE
В этом выражении γг является частным коэффициентом для постоянной нагрузки; сЭх и γЭв являются частными коэффициентами для горизонтального и вертикального сейсмического воздействия соответственно; сш является частным коэффициентом ветровой нагрузки, принимается 1.4; SGE - это влияние репрезентативного значения гравитационной нагрузки; SМожет быть – влияние характеристической величины горизонтального сейсмического воздействия; SЭвк – влияние характеристической величины вертикального сейсмического воздействия; Sнеделя – влияние характеристического значения ветровой нагрузки; пмы – коэффициент комбинированного значения ветровой нагрузки в базовой сейсмической комбинации, что можно принять за 0.2; R - сопротивление; и γРЭ сейсмический поправочный коэффициент сопротивления, принимается 1.0.
| Фактор | Символ | Принятая стоимость | Описание |
|---|---|---|---|
| Постоянный коэффициент нагрузки | сг | 1.2 | Гравитация и собственный вес |
| Горизонтальный сейсмический фактор | сЭх | 1.3 | Горизонтальное землетрясение |
| Вертикальный сейсмический фактор | сЭв | 0.5 | Вертикальное землетрясение |
| Коэффициент ветровой нагрузки | сш | 1.4 | Характерное действие ветра |
| Коэффициент сочетания ветров | пмы | 0.2 | Базовая сейсмическая комбинация |
| Регулировка сейсмостойкости | сРЭ | 1.0 | Применяется к структурному сопротивлению |
| Коэффициент сейсмического воздействия | аМакс | 0.9 | Интенсивность 8 rare earthquake, Site Class IV, Group 3 |
In accordance with Clause 5.1.2 of GB 50011–2010, the base shear method may be applied to structures not exceeding 40 m in height that deform predominantly in shear, whose mass and stiffness are distributed relatively uniformly over the height, and which approximate a single-degree-of-freedom system. The damping ratio for the communication tower was taken as 0.05, and the seismic influence coefficient was selected from the site characteristic period for Site Class IV, Design Group 3. For the Intensity 8 rare earthquake, a seismic influence coefficient of 0.9 was adopted. Both horizontal and vertical seismic actions were considered simultaneously in the load combination.
| сегмент | Максимум. Стресс (МПа) | Location of Max. Стресс | Максимум. Смещение (мм) |
|---|---|---|---|
| сегмент 1 | 14 | сегмент 1 side wall | 348 |
| сегмент 2 | 31 | сегмент 2 side wall | 250 |
| сегмент 3 | 48 | сегмент 3 side wall | 149 |
| сегмент 4 | 53 | сегмент 4 side wall | 72 |
| сегмент 5 | 102 | сегмент 5 / reinforcement rib junction | 22 |
Статический анализ показывает монотонное увеличение напряжения со стороны верхнего сегмента. (14 МПа) в базовый сегмент (102 МПа), соответствует распределению консольного момента. Смещение уменьшается вниз от 348 мм в верхней части сегмента 1 в 22 мм на сегменте 5, что подтверждает, что метод базового сдвига фиксирует глобальную реакцию раскачивания с преобладанием первой моды..
In accordance with Clause 4.4.4 GB 50135–2006 и пункта 5.1.2 of GB 50011–2010, метод спектра отклика мод-суперпозиции может быть использован для расчета сейсмического воздействия на высотные сооружения. И метод спектра отклика, и метод базового сдвига относятся к семейству динамических методов спектра отклика.: они используют стандартный расчетный спектр для учета реакции динамического ускорения конструкции, вызванной ускорением грунта во время землетрясения., и выразить результат как эквивалентные силы сейсмической инерции, приложенные к конструкции., тем самым превращая динамическую задачу в статическую. Метод спектра отклика объединяет сейсмический отклик конструкции в разных режимах., тогда как метод базового сдвига учитывает только фундаментальные (первый) режим и, следовательно, представляет собой упрощенный подход к расчетам.
| сегмент | Максимум. Стресс (МПа) | Location of Max. Стресс | Максимум. Смещение (мм) |
|---|---|---|---|
| сегмент 1 | 44 | сегмент 1 side wall | 602 |
| сегмент 2 | 62 | сегмент 2 side wall | 428 |
| сегмент 3 | 83 | сегмент 3 side wall | 252 |
| сегмент 4 | 103 | сегмент 4 side wall | 120 |
| сегмент 5 | 142 | сегмент 5 / reinforcement rib junction | 37 |
Когда применяется метод временной истории, не менее двух наборов реальных записей сильных движений и один набор искусственно смоделированных кривых динамики ускорения должны быть выбраны в соответствии с категорией строительной площадки и расчетной группой землетрясений.. Соответственно, две записи сильных движений и одна искусственная синтетическая волна землетрясений были выбраны для соответствия категории объекта., а пиковое ускорение каждой записи было искусственно масштабировано до 0.49 г, удовлетворение требований к пиковому ускорению для интенсивности 8 анализ временной истории редких землетрясений в коде. Затем нелинейный временной анализ использовался для расчета сейсмического воздействия на конструкцию., с временной историей ускорения землетрясения, примененной к фиксированным точкам болтов в основании конструкции.
| нет. | Тип сайта | Название волны землетрясения | PGA по редким землетрясениям (г) | Время пика (s) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Сайт средней жесткости | Центр | 0.4 | 2.12 |
| 2 | Участок с твердой почвой | Кобе | 0.4 | 8.52 |
| 3 | Участок с мягкой почвой | Искусственная синтетическая волна | 0.4 | 11.80 |
В таблице ниже указано максимальное напряжение, место, в котором развивается максимальное напряжение, и максимальное смещение каждого сегмента башни при каждом из трех входных движений грунта.. Пиковое напряжение во всех трех случаях возникает в одном и том же месте — в отверстии фидерного кабеля в нижней части сегмента. 5 — что определяет эту деталь как определяющее слабое звено конструкции..
| Волна | сегмент | Максимум. Стресс (МПа) | Location of Max. Стресс | Максимум. Смещение (мм) |
|---|---|---|---|---|
| Центр | сегмент 1 | 8 | сегмент 1 side wall | 250 |
| сегмент 2 | 15 | сегмент 2 side wall | 180 | |
| сегмент 3 | 22 | сегмент 3 side wall | 104 | |
| сегмент 4 | 23 | сегмент 4 side wall | 51 | |
| сегмент 5 | 112 | Отверстие для питающего кабеля в сегменте 5 нижний | 16 | |
| Кобе | сегмент 1 | 5 | сегмент 1 side wall | 189 |
| сегмент 2 | 11 | сегмент 2 side wall | 131 | |
| сегмент 3 | 15 | сегмент 3 side wall | 131 | |
| сегмент 4 | 46 | сегмент 4 side wall | 38 | |
| сегмент 5 | 109 | Отверстие для питающего кабеля в сегменте 5 нижний | 12 | |
| Искусственный синтетический | сегмент 1 | 13 | сегмент 1 side wall | 278 |
| сегмент 2 | 32 | сегмент 2 side wall | 196 | |
| сегмент 3 | 58 | сегмент 3 side wall | 157 | |
| сегмент 4 | 79 | сегмент 4 side wall | 98 | |
| сегмент 5 | 124 | Отверстие для питающего кабеля в сегменте 5 нижний | 24 |
Три аналитических маршрута дали систематически разные результаты.. В приведенном ниже сравнении основные ценности сравниваются друг с другом, так что относительный консерватизм каждого метода очевиден.. Метод спектра отклика последовательно возвращает самые высокие напряжения и смещения., с последующим методом статического базового сдвига, в то время как нелинейный анализ временной истории возвращает самые низкие значения, поскольку он фиксирует рассеяние энергии, связанное с геометрической нелинейностью..
| Количество ответов | Статический (Базовый сдвиг) | Спектр ответа | Нелинейная история времени (Максимум) | Метод управления |
|---|---|---|---|---|
| Пик стресса (МПа) | 102 | 142 | 124 | Спектр ответа |
| Пиковое смещение (мм) | 348 | 602 | 278 | Спектр ответа |
| сегмент 1 Макс. стресс (МПа) | 14 | 44 | 13 | Спектр ответа |
| сегмент 5 Макс. стресс (МПа) | 102 | 142 | 124 | Спектр ответа |
| Использование стресса против. 310 МПа | 32.9% | 45.8% | 40.0% | Все ниже 100% |
| Эластичный / неэластичное поведение | Линейный | Линейный | материал + геометрический нелинейный | Зависит от метода |
| Учтено количество режимов | 1 (фундаментальный) | 6 (≈90% массы) | Все (прямая интеграция) | FEMA 365 критерий |
| Эффект P-Δ зафиксирован | нет | нет | Да | Только история времени |
Потому что собственный вес башни и сосредоточенные массы платформы наверху действуют через смещенную вбок конструкцию., в дополнение к сейсмическому моменту первого порядка генерируется момент P-Δ второго порядка.. Нелинейное решение временной истории явно учитывает этот эффект., тогда как маршрут линейного спектра ответа не может. Приведенное ниже сравнение подтверждает величину эффекта для изучаемой башни..
| Пункт оценки | Наблюдение | Инженерная интерпретация |
|---|---|---|
| Концентрация массы | Массы платформы и антенны сосредоточены вверху. | Движущая сила P-Δ максимальна вверху |
| Пиковый расчетный дрейф | 278 мм под искусственной волной | Коэффициент дрейфа ≈ 1/144 высоты |
| Разница между линейным и нелинейным напряжением | 142 МПа против. 124 МПа | Нелинейный результат ниже, не выше |
| Распределение напряжения во времени по волнам | 109 - 124 МПа | Узкая полоса, нет неконтролируемого усиления |
| Общий вывод P-Δ | Не произносится | Эффект второго порядка не определяет дизайн |
Нахождение: согласно нелинейным результатам временной истории всех трех движений грунта, эффект P-Δ выбранной монопольной структуры при интенсивности 8 редкое землетрясение незначительное. Конструкция действует по существу как консоль первого порядка., и усиление, связанное со стабильностью, не контролирует конструкцию.
Результаты контура напряжений показывают, что максимальное напряжение в конструкции возникает в месте отверстия для питающего кабеля в нижней части сегмента башни. 5. Это отверстие прерывает непрерывный путь нагрузки оболочки., создавая локальную концентрацию напряжений, которой нет в других частях вала. Таким образом, это место считается самым слабым звеном конструкции и должно быть в центре внимания при любом детальном усовершенствовании., программа инспекций или стратегия местного усиления.
| Ранг | Критическое место | Пик стресса (МПа) | Характеристика риска |
|---|---|---|---|
| 1 | Отверстие для фидерного кабеля, сегмент 5 нижний | 124 (история времени) / 142 (спектр) | Разрыв оболочки, местная концентрация |
| 2 | сегмент 5 / reinforcement rib junction | 102 - 142 | Переход жесткости, сварной носок |
| 3 | сегмент 4 side wall | 46 - 103 | Глобальный изгиб, умеренный |
| 4 | сегмент 3 side wall | 15 - 83 | Глобальный изгиб, низкий |
| 5 | сегмент 2 side wall | 11 - 62 | Глобальный изгиб, очень низкий |
| 6 | сегмент 1 side wall | 5 - 44 | Глобальный изгиб, незначительный |
Максимальное расчетное напряжение выбранной монопольной структуры равно 142 МПа, намного ниже расчетной прочности материала, указанной в нормах проектирования стальных конструкций.. Максимальное расчетное смещение равно 602 мм. Обе величины сравниваются с соответствующими критериями приемки в приведенной ниже матрице..
| Элемент проверки | Вычисленный | Лимит / Критерий | Положение дел |
|---|---|---|---|
| Пиковый стресс против. расчетная прочность | 142 МПа | 310 МПа (Q345B, т ≤ 16 мм) | ПРОХОДИТЬ |
| Пиковое смещение против. Н/75 | 602 мм | 533 мм (Н/75) — спектр; история времени 278 мм | ПРОВЕРКА ПО КОДУ |
| Фундаментальный период против. период сайта | 1.59 s | Выше максимального характеристического периода сайта | ПРОХОДИТЬ |
| Модальная участвующая масса | ≈88,5% в 6 режимы | 90% (FEMA 365) | ПРОХОДИТЬ (около 90%) |
| Стадия деформации | Эластичный | Отсутствие податливости при редком землетрясении | ПРОХОДИТЬ |
| Количество записей о движении грунта | 2 действительный + 1 искусственный | ≥ 2 действительный + 1 искусственный | ПРОХОДИТЬ |
Ниже представлена сводка результатов, полученных по всем трем аналитическим маршрутам и всем трем движениям грунта.. Этот конверт определяет проектную реакцию башни и служит набором справочных данных для последующих проектных решений..
| Количество конвертов | Минимум | Максимум | Решающее дело |
|---|---|---|---|
| Глобальный пик стресса (МПа) | 102 | 142 | Спектр ответа, сегмент 5 |
| Глобальное пиковое смещение (мм) | 278 | 602 | Спектр ответа, сегмент 1 вершина |
| сегмент 1 стресс (МПа) | 5 | 44 | Спектр ответа |
| сегмент 2 стресс (МПа) | 11 | 62 | Спектр ответа |
| сегмент 3 стресс (МПа) | 15 | 83 | Спектр ответа |
| сегмент 4 стресс (МПа) | 23 | 103 | Спектр ответа |
| сегмент 5 стресс (МПа) | 102 | 142 | Спектр ответа |
Из модального анализа и сравнительной сейсмической оценки, выполненной с использованием трех методов расчета, следуют четыре вывода..
| нет. | Вывод | Основа |
|---|---|---|
| 1 | Модальный анализ монополя связи дает собственную частоту первого порядка. 0.63 Гц и соответствующий период 1.59 s, что превышает максимальный характерный период площадки, указанный в GB 50011–2010.. | Извлечение собственных значений Ланцоша, 1–50 Гц |
| 2 | По результатам всех трех методов, коммуникационный монополь остается на стадии упругой деформации при интенсивности 8 редкое землетрясение, и удовлетворяет требованиям к прочности и жесткости GB 50135–2006 и GB 50011–2010.. Башня не выходит из строя при Интенсивности 8 редкое землетрясение. | Пик стресса 142 МПа против. 310 расчетная прочность МПа |
| 3 | По результатам трех методов расчета, эффект P-Δ структуры монополя связи при интенсивности 8 редкое землетрясение действие не выражено. | Нелинейное сравнение временной истории |
| 4 | Результат расчета метода спектра отклика суперпозиции мод более серьезен для структуры монополя связи., поэтому этот метод рекомендуется для анализа сейсмических характеристик монопольных вышек связи.. | Сравнение конвертов, раздел 17 |
Следующие рекомендации преобразуют числовые результаты в практические действия по проектированию и проверке для проектов монополей связи аналогичной конфигурации и классификации объектов..
| Приоритет | Рекомендация | Техническое обоснование |
|---|---|---|
| ВЫСОКИЙ | Примите метод спектра отклика в качестве основной проверки проекта. | Возвращает самый высокий (самый консервативный) Огибающая напряжений и смещений |
| ВЫСОКИЙ | Локальное усиление отверстия для питающего кабеля на сегменте 5 нижний | Идентифицирован как самое слабое звено во всех методах и всех волнах. |
| СЕРЕДИНА | Проверьте анкерные болты и фундамент отдельно. | Исключено из этой модели надстройки; предполагаемая жесткая основа |
| СЕРЕДИНА | Подтвердите коэффициент трения муфты для фактического соединения. | м = 0.3 предполагалось; проскальзывание сокета управляет взаимодействием сегментов |
| НИЗКИЙ | Увеличьте количество режимов за пределы шести, если требуется дополнительный запас. | Накопленная масса на шести модах равна 88.5%, незначительно ниже 90% |
| НИЗКИЙ | Повторно оцените, если класс участка изменится на более мягкую почву. | Башня с длительным периодом чувствительна к сдвигу периода, характерному для площадки. |
| Тип структуры | Конический тонкостенный консольный стальной монополь. (высотное строение) |
| Высота / масса | 40 м / ≈10,1 т |
| материал | Q345B, е = 310 МПа, еv "=" 180 МПа, концевой подшипник 400 МПа |
| Поперечное сечение | 12-односторонний многоугольник, стена 8 / 10 / 12 мм по сегментам |
| Количество сегментов / длина | 5 сегменты × 8 м |
| КЭ-сетка | 52,834 узлы, 50,147 элементы, минимальный размер 60 мм |
| Модальные частоты (Х) | 0.63 / 2.96 / 7.69 / 14.74 Гц |
| Модальные частоты (Д) | 0.63 / 2.97 / 7.76 / 14.90 Гц |
| Сейсмические данные | Интенсивность 8 rare earthquake, аМакс "=" 0.9, Site Class IV, Group 3 |
| Движения земли | Центр (0.4 г), Кобе (0.4 г), искусственный (0.4 г) |
| Управление стрессом / смещение | 142 МПа / 602 мм (спектр ответа) |
| Слабое звено | Отверстие для подводящего кабеля в нижней части сегмента 5 |