通信单管塔附挂广告牌选型分析

张鹏程，翁钱盈，王自学



通信单管塔附挂广告牌选型分析

张鹏程，翁钱盈，王自学

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

通信铁塔杆塔资源的共享利用符合绿色节能的发展方向，其中附挂广告牌占比最高。广告牌的样式对杆塔的受力状态影响较大。针对平板式和圆筒式广告牌，分析广告牌不同样式对杆塔承载力的影响；针对杆体增设不同透风系数的广告牌，分析广告牌透风系数对整体结构受力性能的影响；针对广告牌不同的高宽比，分析高宽比对结构内力的影响。分析后可知，圆筒式广告牌对原塔体结构受力状态影响更小；增设的广告牌透风系数与内力增加值负线性相关；广告牌高宽比越大，对塔体内力影响越小。

广告牌；选型；透风系数；高宽比

目前中国共有约190万座通信铁塔，绝大部分通信铁塔仅满足通信需求，使用功能单一，资源利用率低。绿色、共享是“十三五”规划的重要发展理念，随着人们对杆塔资源共享需求的增加，越来越多的通信铁塔增加了额外挂载，其中附挂广告牌占比最高。增设的广告牌增加了风荷载的迎风面积，导致杆体及连接螺栓内力增加。广告牌通常有平板式、圆筒式2大类，且透风系数也大小不一。附挂广告牌的样式及透风系数直接决定了塔体新增内力的大小，对可附挂广告牌的面积起到决定性的作用。因此广告牌选型分析在通信塔业务拓展中尤为重要。

1 广告牌样式对单管塔结构承载力影响分析

以《中国铁塔股份有限公司通信铁塔标准图集V1.3》中40 m单管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5为算例，对比分析增加平板式和圆筒式广告牌对原塔体结构承载力的影响。

单管通信塔DGT（C）-40-0.45-3PT5几何参数为：塔体总高40 m，塔顶口径为600 mm，塔底口径为1 170 mm，塔体由4段插接连接，段长分别为11 500 mm、9 743 mm、9 976 mm、10 059 mm。

计算参数：基本风压为0.45 kN/m2，抗震设防烈度为8度，地面粗糙度类别为B类，设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。拟增广告牌投影面积为5 m2。增设不同类型广告牌塔体内力对比如表1所示。

由表1计算得到，增设平板式广告牌使得塔脚弯矩增加10.07%，塔脚剪力增加12.38%，杆体最大应力增加10.44%，地脚螺栓应力增加10.1%；增设圆筒式广告牌使得塔脚弯矩增加7.36%，塔脚剪力增加9.05%，杆体最大应力增加7.69%，地脚螺栓应力增加7.35%.相同投影面积下，增设圆筒式广告牌比增设平板式广告牌内力增幅减小约27%，圆筒式的广告牌对原塔体结构受力状态影响更小。

2 广告牌透风系数对单管塔结构承载力影响分析

选用《中国铁塔股份有限公司通信铁塔标准图集V1.3》中40 m单管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5为算例，对比分析不同透风系数广告牌对原塔体结构承载力的影响。

计算参数：基本风压为0.45 kN/m2，抗震设防烈度为8度，地面粗糙度类别B类，设计使用年限为 50年，结构安全等级为二级。拟增广告牌投影面积5 m2，选用平板式广告牌试算，且算例广告牌透风系数分别为0.2，0.4，0.6.增设不同透风系数广告牌塔体内力对比如表2所示。

由表2计算得到，增设透风系数0.2的广告牌使得塔脚弯矩增加8.06%，塔脚剪力增加9.91%，杆体最大应力增加8.24%，地脚螺栓应力增加8.06%；增设透风系数0.4的广告牌使得塔脚弯矩增加6.04%，塔脚剪力增加7.43%，杆体最大应力增加6.04%，地脚螺栓应力增加6.03%；增设透风系数0.2的广告牌使得塔脚弯矩增加4.03%，塔脚剪力增加4.96%，杆体最大应力增加4.40%，地脚螺栓应力增加4.06%. 由内力增加的幅度可以看出，广告牌透风系数对内力增幅影响较大，且内力增加值与透风系数负线性相关。

3 广告牌高宽比对单管塔结构承载力影响分析

选用《中国铁塔股份有限公司通信铁塔标准图集V1.3》中40 m单管塔DGT（C）-40-0.45-3PT5为算例，拟定增设总面积为5 m2的无透风平板式广告牌，对比分析广告牌高宽比分别为1∶5、1∶1、5∶1时，杆体的内力增加情况。

计算参数：基本风压为0.45 kN/m2，抗震设防烈度为8度，地面粗糙度类别B类，设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。增设不同高宽比广告牌塔体内力对比如表3所示。

表1 增设不同类型广告牌塔体内力对比

原塔体增设平板式广告牌增设圆筒式广告牌 塔脚弯矩设计值/kN·m2 674.032 943.42 870.88 塔脚剪力设计值/kN90.61101.8398.81 管体最大应力/MPa254.8281.4274.4 地脚螺栓应力/MPa167.4184.3179.7

表2 增设不同透风系数广告牌塔体内力对比

原塔体增设透风系数0.2广告牌增设透风系数0.4广告牌增设透风系数0.6广告牌 塔脚弯矩设计值/kN·m2 674.032 889.53 2 835.65 2 781.78 塔脚剪力设计值/kN90.6199.5997.34 95.10 管体最大应力/MPa254.8275.8270.2266 地脚螺栓应力/MPa167.4180.9177.5174.2

表3 增设不同高宽比广告牌塔体内力对比

原塔体高宽比1∶5高宽比1∶1高宽比5∶1 塔脚弯矩设计值/kN·m2 674.032 904.072 855.582 746.76 塔脚剪力设计值/kN90.61100.1998.1793.64 管体最大应力/MPa254.8277.2273261.8 地脚螺栓应力/MPa167.4181.8178.8172

由表3计算得到，当广告牌高宽比为1∶5时，塔脚弯矩增加8.6%，塔脚剪力增加10.57%，杆体最大应力增加8.79%，地脚螺栓应力增加8.6%；当广告牌高宽比为1∶1时，塔脚弯矩增加6.79%，塔脚剪力增加8.34%，杆体最大应力增加7.14%，地脚螺栓应力增加6.81%；当广告牌高宽比为5∶1时，塔脚弯矩增加2.72%，塔脚剪力增加3.34%，杆体最大应力增加2.74%，地脚螺栓应力增加2.75%.由内力的变化规律可以看出，高宽比越大，增设的广告牌对塔体内力影响越小。

4 结论

通过分析得出以下结论：①增设圆筒式广告牌比增设平板式广告牌对原塔体结构受力状态影响更小；②增设的广告牌透风系数对内力增幅影响较大，且内力增加值与透风系数成负线性相关；③广告牌高宽比越大，对塔体内力影响越小。

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2095－6835（2018）23－0009－02

TU347

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.009

〔编辑：严丽琴〕