结构满足强度要求,计算结果见附件.
附件:iso的铝合金天线塔强度计算
条件:
1、 铝合金比重按2.7克/每立方厘米;
2、 铝合金型材的强度没有找到,按纯铝计算(实际上铝合金强度比纯铝高,计算结果是偏于保守的),按照 700公斤/每平方厘米,金属材料各向同性,抗拉抗压一样;
3、天线自重30公斤;
3、转向器自重按50公斤计算;
4、天线招风面积9.1平方英尺=8454平方厘米;
5、塔身截面30x30平方厘米;
6、结构截面4x2.31=9.24平方厘米;
7、 按照在同一高度上钻孔进行螺栓联结且每条角铝的“l”面上各钻一个直径10毫米孔考 虑:角铝最薄弱处截面为4x(2.31-2x0.3x1.0)=6.84平方厘米
8、塔身横向、斜向拉杆尺寸不详,计算中不考虑超静定结构带来的强度提高作用。
只考虑此部分自重对结构的压应力,自重估计按四根主角铝重的2倍计算。结果便于保守;
8、风荷载按深圳地区情况套用建工部房屋设计规范取800公斤/每平方米;风振系数1.4。
9、地震荷载按照天线自重的0.2倍g (重力加速度)计算,与风荷载相比影响太小,不再计算;
下面是计算结果(括号外是5米的,括号内是4米的):
正常使用时:
塔的最大轴向压应力在底部,其值为:11.7(11.0)公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
施工阶段,考虑四条对边中相对二边塔顶各站一人时:
塔的最大轴向压应力在底部,其值为:32.5(31.8)公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
当只有一侧站一人时:
站人一侧最大轴向压应力28.7(28.0) 公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
另一侧最大轴向压应力24.2(23.7) 公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
当二人都站在一侧时:
站人一侧最大轴向压应力45.7(45) 公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
另一侧最大轴向压应力36.7(36.4) 公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
台风季节时(10级):5米塔
风荷载:8454x0.08x1.4=946公斤
塔底最大弯矩:946x(500+100)=567600公斤厘米
结构抗弯刚度i=4x9.24x(15/2)(15/2)=2079
拉应力(离迎风面近的一侧567600/2079-11.7=261.3公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
压应力(离迎风面远的一侧567600/2079+11.7=284.7公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
4米塔
风荷载:8454x0.08x1.4=946公斤
塔底最大弯矩:946x(400+100)=473000公斤厘米
结构抗弯刚度i=4x9.24x(15/2)(15/2)=2079
拉应力(离迎风面近的一侧473000/2079-11=216.5公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
压应力(离迎风面远的一侧47300/2079+11=238.5公斤/平方厘米<700公斤/平方厘米
结论:本结构强度满足使用要求。除由于根部固定强度不足在台风时被连根拔起情况外,塔身结构不会出现破坏。