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1 总 则
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1.0.1 为了在高耸结构设计中做到安全适用、技术先进、经
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1.0.2 本规范适用于钢及钢筋混凝土高耸结构,包括广播电
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1.0.3 本规范是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统
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1.0.4 设计高耸结构和选择结构方案时,应同时考虑钢结构
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1.0.5 设计高耸结构时,除遵照本规范的规定外,尚应符合
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2 术语和符号
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2.1 术 语
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2.1.1 高耸结构 high-rising struct
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2.1.2 钢塔架 steel tower 自立式
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2.1.3 拉线钢桅杆 guyed steel mast
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2.1.4 钢筋混凝土圆筒形塔 reinforced co
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2.2 符 号
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2.2.1 作用和作用效应设计值 Af——风压频遇
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2.2.2 计算指标 E——钢材的弹性模量;
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2.2.3 几何参数 A——截面面积、毛截面面积、
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2.2.4 计算系数及其他 A——压缩系数;
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3 基本规定
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3.0.1 高耸结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠
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3.0.2 本规范采用的设计基准期为50年。
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3.0.3 高耸结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要
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3.0.4 高耸结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果(
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3.0.5 极限状态分为下列两类: 1 承载能力极
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3.0.6 对于承载能力极限状态,高耸结构及构件应按荷载效
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3.0.7 高耸结构抗震设计时基本组合应采用下列极限状态表
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3.0.8 对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,分
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3.0.9 高耸结构按正常使用极限状态设计时可变荷载代表值
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3.0.10 高耸结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列
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3.0.11 对于变形控制的高耸结构,宜采用适当的振动控制
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4 荷载与作用
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4.1 荷载与作用分类
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4.1.1 高耸结构上的荷载与作用可分为下列三类:
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4.1.2 本规范仅列出风荷载、覆冰荷载及地震作用的标准值
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4.2 风 荷 载
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4.2.1 垂直作用于高耸结构表面单位面积上的风荷载标准值
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4.2.2 基本风压w0系以当地比较空旷平坦地面、离地10
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4.2.3 当城市或建设地点的基本风压值在现行国家标准《建
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4.2.4 山区及偏僻地区的10m高处的风压,应通过实地调
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4.2.5 沿海海面和海岛的10m高的风压,当缺乏实际资料
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4.2.6 风压高度变化系数,对于平坦或稍有起伏的地形,应
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4.2.7 高耸结构的风荷载体型系数μs,可按下列规定采用
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4.2.8 高耸结构应考虑由脉动风引起的风振影响,当结构的
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4.2.9 自立式高耸结构在z高度处的风振系数βz可按下式
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4.2.10 拉绳钢桅杆杆身风振系数按照下式计算:
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4.2.11 高耸结构应考虑由脉动风引起的垂直于风向的横向
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4.2.12 对于竖向斜率不大于2%的圆筒形塔及烟囱等圆截
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4.2.13 对于非圆截面,基本公式(4.2.12-1)~
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4.2.14 考虑横风向风振时,风荷载的总效应S(内力、变
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4.2.15 输电高塔设计可根据行业的具体情况确定,并应符
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4.3 覆冰荷载
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4.3.1 设计电视塔、无线电塔桅和送电杆塔等类似结构时,
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4.3.2 基本覆冰厚度应根据当地离地10m高度处的观测资
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4.3.3 管线及结构构件上的覆冰荷载的计算应符合下列规定
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4.4 地震作用和抗震验算
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4.4.1 基于结构使用功能和重要性,应按国家标准《建筑抗
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4.4.2 本节规定适用于地震设防烈度为6度至9度地区高耸
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4.4.3 下列高耸结构可不进行截面抗震验算,而仅需满足抗
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4.4.4 高耸结构的地震作用计算宜采用振型分解反应谱法。
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4.4.5 一般混凝土高耸结构阻尼比取0.05,其地震影响
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4.4.6 计算地震作用标准值时,水平地震影响系数最大值应
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4.4.7 当高耸结构阻尼比的取值不等于0.05时,地震影
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4.4.8 高耸结构采用振型分解反应谱法计算地震作用时,j
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4.4.9 高耸结构竖向地震计算应符合下列规定(见图4.4
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4.4.10 计算高耸结构的地震作用时,其重力代表值应取结
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4.4.11 高耸结构的扭转地震效应的计算应采用空间模型。
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4.5 温度作用及作用效应
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4.5.1 对带塔楼的多功能电视塔或其他旅游塔,应计算塔楼
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4.5.2 高耸结构由日照引起向阳面和背阳面的温差,应按实
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4.5.3 桅杆设计应计算温度作用及作用效应,计算温度为当
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5 钢塔架和桅杆结构
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5.1 一般规定
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5.1.1 钢塔架和桅杆结构(以下简称钢塔桅结构)设计应进
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5.1.2 钢塔桅结构选用的钢材材质应符合现行国家标准《钢
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5.1.3 钢塔桅结构的钢材及连接强度设计值应按本规范附录
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5.1.4 钢塔桅结构应做长效防腐蚀处理。一般情况以热浸锌
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5.1.5 钢塔桅结构应有可靠的防雷接地,接地标准应按国家
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5.2 钢塔桅结构的内力分析
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5.2.1 钢塔静力分析一般按整体空间桁架法。对于需进行抗
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5.2.2 桅杆的静力分析可用梁索单元或杆索单元非线性有限
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5.2.3 当计算所得四边形钢塔斜杆承担的剪力与同层塔柱承
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5.3 钢塔桅结构的变形和整体稳定
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5.3.1 钢塔桅结构应进行变形验算,并满足本规范第3.0
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5.3.2 桅杆按杆身分枝屈曲临界压力计算的整体稳定安全系
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5.4 纤 绳
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5.4.1 桅杆纤绳可按一端连接于杆身的抛物线计算。纤绳上
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5.4.2 纤绳的初应力应综合考虑桅杆变形、杆身的内力和稳
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5.4.3 纤绳的截面强度应按下式验算: N/A≤fw
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5.5 轴心受拉和轴心受压构件
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5.5.1 轴心受拉和轴心受压构件的截面强度应按下式验算:
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5.5.2 轴心受压构件的稳定性应按下式验算: N/φA≤
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5.5.3 钢塔桅结构的构件长细比λ取值方法如下: 1
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5.5.4 构件的长细比λ不应超过下列规定: 受压杆:
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5.5.5 格构式轴心受压构件的稳定性应按公式(5.5.2
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5.5.6 所有对地夹角不大于30°的杆件,应能承受跨中1
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5.6 偏心受拉和偏心受压构件
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5.6.1 拉弯和压弯构件的截面强度,当弯矩作用在主平面时
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5.6.2 压弯构件的稳定性,其弯矩作用在主平面时,应分别
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5.6.3 格构式压弯构件应按下式验算单肢的强度:
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5.6.4 格构式压弯构件应按下式计算单肢的稳定性:
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5.6.5 格构式轴心受压构件的剪力应按下式计算:
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5.6.6 计算格构式压弯构件的缀件时,应取实际最大剪力和
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5.6.7 单管塔受压时,钢管径厚比不应大于100。单管塔
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5.7 焊缝连接计算
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5.7.1 一般高耸结构不承受疲劳动力荷载,按等强设计工厂
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5.7.2 承受轴心拉力或压力的对接焊缝强度应按下式计算:
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5.7.3 承受剪力的对接焊缝剪应力应按下式验算:
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5.7.4 承受弯矩和剪力的对接焊缝,应分别计算其正应力σ
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5.7.5 角焊缝在轴心力(拉力、压力或剪力)作用下的强度
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5.7.6 角焊缝在非轴心力或各种力共同作用下的强度应按下
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5.7.7 圆钢与钢板(或型钢)、圆钢与圆钢的连接焊缝抗剪
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5.8 螺栓连接计算
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5.8.1 受剪和受拉普通螺栓连接中,每个螺栓的受剪、承压
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5.8.2 承受轴心力的连接所需普通螺栓的数目n按下式计算
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5.8.3 普通螺栓同时承受剪力和拉力时应满足下列两式的要
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5.9 法兰盘连接计算
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Ⅰ 刚性法兰盘的计算
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5.9.1 法兰盘底板必须平整,其厚度t应按下式计算,并不
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5.9.2 刚性法兰连接应按下述方法计算(见图5.9.2)
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5.9.3 轴心受压柱脚底板应按下列公式计算: 1
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Ⅱ 柔性法兰盘的计算
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5.9.4 螺栓计算应符合下列规定: 螺栓受力简图
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5.9.5 法兰板计算应符合如下规定: 法兰板计算
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5.9.6 焊缝计算。 法兰板上、下两条焊缝按Tb
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5.10 钢塔桅结构的构造要求
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Ⅰ 一般规定
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5.10.1 钢塔桅结构的构造设计应充分考虑施工的可行性。
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5.10.2 钢塔桅结构应采取防锈措施,在可能积水的部分必
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5.10.3 钢塔桅结构选型应使传力明确,并尽量减小次应力
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5.10.4 角钢塔的腹杆应伸入弦杆(钢管塔腹杆用相贯线焊
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5.10.5 钢塔桅结构主要受力构件及其连接件宜符合下列要
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5.10.6 钢塔桅结构截面的边数不小于4时,应按结构计算
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Ⅱ 焊缝连接
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5.10.7 焊接材料的强度宜与主体钢材的强度相适应。当不
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5.10.8 焊缝的布置应对称于构件重心,避免立体交叉和集
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5.10.9 焊缝的坡口形式应根据焊件尺寸和施工条件按现行
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5.10.10 角焊缝的尺寸应符合下列要求: 1 角焊
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5.10.11 圆钢与圆钢、圆钢与钢板(或型钢)间的角焊缝
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5.10.12 塔桅结构构件端部的焊缝可采用围焊,所有围焊
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Ⅲ 螺栓连接
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5.10.13 构件采用螺栓连接时,连接螺栓的直径不应小于
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5.10.14 螺栓的排列和距离应符合表5.10.14的要
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5.10.15 受剪螺栓的螺纹不宜进入剪切面,受拉螺栓及位
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Ⅳ 法兰盘连接
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5.10.16 当圆钢或钢管与法兰盘焊接且设置加劲肋时,加
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5.10.17 塔柱由角钢或其他格构式杆件组成时,塔柱与法
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6 混凝土圆筒形塔
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6.1 一般规定
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6.1.1 本章的混凝土及预应力混凝土圆筒形塔适用于电视塔
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6.1.2 混凝土以及预应力混凝土圆筒形塔的塔筒水平截面的
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6.1.3 混凝土及预应力混凝土圆筒形塔身的正常使用极限状
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6.1.4 塔身由于设置悬挑平台、牛腿、挑梁、支承托架、天
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6.1.5 高耸结构后张预应力混凝土构件的一般规定及计算,
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6.1.6 对于抗震设防烈度为9度的高耸结构,采用预应力混
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6.2 塔身变形和塔筒截面内力计算
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6.2.1 计算圆筒形塔的动力特征时可将塔身简化成多质点悬
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6.2.2 计算结构自振特性和正常使用极限状态时,可将塔身
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6.2.3 计算不均匀日照引起的塔身变位时,截面曲率(l/
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6.2.4 在风荷载的动力作用下,塔身任意高度处的振动加速
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6.2.5 考虑横向风振时截面的组合弯矩可按下式计算:
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6.2.6 在塔身截面i处由塔体竖向荷载和水平位移所产生的
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6.2.7 由于风荷载,日照和基础倾斜的作用(见图6.2.
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6.2.8 由于地震、风荷载、日照和基础倾斜的作用,塔筒线
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6.2.9 计算截面i的附加弯矩时,塔筒的折算线分布重力q
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6.2.10 塔筒代表截面处轴向力对塔筒截面中心的相对偏心
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6.2.11 塔筒代表截面处的弯曲变形曲率l/rc和l/r
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6.2.12 塔筒代表截面处的附加弯矩,可按下列公式不需迭
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6.2.13 塔筒代表截面的位置可按下列规定确定:
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6.3 塔筒极限承载能力计算
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6.3.1 混凝土塔筒水平截面极限承载能力可按下列公式计算
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6.4 塔筒正常使用极限状态计算
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6.4.1 预应力混凝土塔筒的抗裂验算,应按现行国家标准《
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6.4.2 计算混凝土和预应力混凝土塔筒裂缝宽度时,应按e
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6.4.3 混凝土和预应力混凝土塔筒水平截面的应力,当e0
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6.4.4 混凝土和预应力混凝土塔筒水平截面的应力,当e0
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6.4.5 混凝土塔筒在各项荷载标准值和温度共同作用下产生
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6.4.6 混凝土塔筒由于内外温差所产生的最大竖向裂缝宽度
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6.5 混凝土塔筒的构造要求
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6.5.1 塔筒的最小厚度tmin(mm)可按下式计算,但
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6.5.2 塔筒外表面沿高度坡度可连续变化,也可分段采用不
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6.5.3 对混凝土塔筒,混凝土强度等级不应低于C25;混
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6.5.4 筒壁上的孔洞应规整,同一截面上开多个孔洞时,应
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6.5.5 混凝土塔筒应配置双排纵向钢筋和双层环向钢筋,且
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6.5.6 纵向钢筋和环向钢筋的最小直径和最大间距应符合表
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6.5.7 内、外层环向钢筋应分别与内、外排纵向钢筋绑扎成
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6.5.8 当纵向钢筋直径不大于18mm时可采用非焊接或焊
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6.5.9 塔筒孔洞处的补强钢筋应按下列要求配置:
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6.5.10 在后张法有粘结预应力混凝土塔筒两端及中部应设
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6.5.11 配置钢丝、钢绞线的后张法预应力筒壁的端部,在
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6.5.12 后张法预应力构件的锚固应选用可靠的锚具,其制
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7 地基与基础
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7.1 一般规定
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7.1.1 高耸结构的基础选型应根据建设场地条件和结构的要
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7.1.2 高耸结构基础设计应符合下列要求: 1
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7.1.3 高耸结构地基基础设计前应进行岩土工程勘察。
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7.1.4 高耸结构地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利
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7.1.5 当高耸结构基础处于地下水位以下时,应考虑地下水
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7.1.6 地基土工程特性指标的代表值有标准值(抗剪强度指
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7.2 地基计算
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7.2.1 地基承载力的计算应符合下列要求: 1
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7.2.2 当基础承受轴心荷载和在核心区内承受偏心荷载时,
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7.2.3 当基础在核心区外承受偏心荷载,且基底脱开地基土
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7.2.4 高耸结构的地基变形计算主要有下列两项,其计算值
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7.2.5 高耸结构的地基变形允许值应按表7.2.5的规定
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7.2.6 高耸结构本身相邻基础间的沉降差应满足表7.2.
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7.2.7 处于山坡地的高耸结构应按现行国家标准《建筑地基
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7.3 基础设计
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Ⅰ 一般规定
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7.3.1 高耸结构基础的选型可根据表7.3.1确定。
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7.3.2 对存在液化土层的地基上的高耸结构,基础设计时应
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Ⅱ 天然地基基础
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7.3.3 基础不加连系梁且塔底无横杆的构架式塔的独立基础
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7.3.4 底面无横杆的构架式塔宜在基础顶面以下300mm
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7.3.5 圆、环形扩展基础的外形尺寸宜符合下列要求:
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7.3.6 计算矩形扩展基础强度时,基底压力可按下列规定采
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7.3.7 计算圆形、环形基础底板强度时(见图7.3.7)
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7.3.8 高耸结构扩展基础(独立基础整体和圆环形基础局部
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7.3.9 无筋扩展基础可按现行国家标准《建筑地基基础设计
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7.3.10 高耸钢结构基础顶面的锚栓设计应满足以下规定:
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Ⅲ 桩 基 础
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7.3.11 当地基的软弱土层较深厚,上部荷载大而集中,采
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7.3.12 高耸结构的桩基础可采用预制钢筋混凝土桩、混凝
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7.3.13 承受水平推力的桩的设计应满足下列要求:
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7.3.14 高耸结构桩的抗拔设计应满足下列要求: 对
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7.3.15 抗拔桩设计应满足如下构造要求: 1 抗压
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Ⅳ 岩石锚杆基础
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7.3.16 当高耸结构建设场地岩层外露或埋深较浅时应按岩
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7.3.17 对于承受拉力或较大水平力的高耸结构单独基础,
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7.3.18 锚杆基础中单根锚杆所承受的拔力,应按下列公式
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7.3.19 单根锚杆抗拔承载力特征值的确定,应遵守以下规
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7.3.20 当锚杆基础不满足无筋扩展基础条件时,应按照扩
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7.4 基础的抗拔稳定和抗滑稳定
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7.4.1 承受上拔力和横向力的独立基础、锚板基础等,均应
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7.4.2 基础抗拔稳定计算可根据抗拔土体和基础形式的不同
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7.4.3 采用土重法时钢塔基础的抗拔稳定应按下式计算(见
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7.4.4 采用土重法时倾斜拉绳锚板基础的抗拔稳定应按下式
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7.4.5 采用剪切法时,基础抗拔稳定,对原状土体应按下式
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7.4.6 基础的抗滑稳定应按下式计算: 式中 P
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附录A 材料及连接
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附录B 轴心受压钢构件的稳定系数
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附录C 在偏心何载作用下,圆形、环形基础基底部分脱开时,基底压力计算系数Τ、Ξ
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附录D 基础和锚板基础抗拔稳定计算
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D.0.1 土重法计算钢塔基础的抗拔稳定。 本规范
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D.0.2 土重法计算拉绳锚板基础的抗拔稳定。 本
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D.0.3 剪切法计算拉绳锚杆基础的抗拔稳定。 当
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D.0.4 剪切法计算基础的抗拔稳定。 剪切抗力是
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