6.2 塔身变形和塔筒截面内力计算
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臂体系,可沿塔高每5m~10m设1个质点,每座塔的质点总数不宜少于8个。
每个质点的重力荷载代表值应取相邻上下质点距离内结构自重的一半,有塔楼时应包括相应的塔楼自重、楼面固定设备重、楼面活荷载标准值的1/2。
6.2.2 计算结构自振特性和正常使用极限状态时,可将塔身视为弹性体系。其截面刚度可按下列规定取值:
1 计算结构自振特性时,混凝土高耸结构取0.85EcI,预应力混凝土高耸结构取1.0EcI;
2 计算正常使用极限状态时,混凝土高耸结构取0.65EcI,预应力混凝土高耸结构取βEcI,其中β为刚度折减系数,可按表6.2.2取值。
表6.2.2 刚度折减系数β
注:1 λ为预应力度,即有效预压应力和标准荷载组合下混凝土中的拉应力之比;
2 Ec为混凝土的弹性模量,I为圆环截面的惯性矩。
6.2.3 计算不均匀日照引起的塔身变位时,截面曲率(l/rc)可按下式计算:
式中:aT——混凝土的线膨胀系数,取1×10-5/℃;
△t——由日照引起的塔身向阳面和背阳面的温度差;
d——塔筒计算截面的外径。
6.2.4 考虑横向风振时,截面的组合弯矩可按下式计算:
式中:Mmax——截面组合弯矩(kN·m);
MC——横向风振引起的弯矩(kN·m);
MA——相应于临界风速的顺风向弯矩(kN·m)。
6.2.5 在塔身截面i处由塔体竖向荷载和水平位移所产生的附加弯矩Mai可按下式计算(图6.2.5):
式中:Gj——j质点的重力荷载(考虑竖向地震影响时应包括竖向地震作用);
μi、μj——i、j质点的最终水平位移,计算时包括日照温差和基础倾斜的影响和材料的非线性影响。
图6.2.5 附加弯矩