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单管塔在国外被广泛应用于通信和输电线路等领域，近几年，在我国的应用也越来越多。单管塔具有结构构造简单、施工方便、外形简洁美观和占地面积小等优点，有很好的发展前景。为了使单管塔的性能能够充分发挥,使其设计施工技术更加成熟，本文对单管塔的静力非线性和风振控制进行了分析和研究。
风荷载是单管塔zui重要的水平荷载。在设计风荷载作用下，单管塔的侧移较大，通常对单管塔的设计起控制作用，然而，目前对单管塔侧移计算时采用的方法规定得不明确。本文以单管塔的具体应用——单管通信塔为例,对不同高度、径厚比等参数的单管通信塔算例分别进行了线弹性和二阶弹性分析；其中，二阶弹性分析时，引入了单管塔的整体初弯曲缺陷。计算结果表明：为了减小单管塔的侧移,需要对单管塔结构进行风振控制；同时，对50m以上的单管塔结构进行设计计算时，建议采用二阶弹性分析方法。
为了能对单管塔的非线性和缺陷对结构的影响程度有更深入的了解,本文在引入初始几何缺陷和力学缺陷的基础上,对50m单管通信塔算例进行了全过程分析,得到了结构全过程的荷载—位移曲线。由分析结果得出:缺陷对于单管塔的极限承载力的影响不大;但是对于结构的刚度影响较大,其中主要是几何缺陷的影响;在设计荷载下,建议对50m以上单管塔结构,除采用二阶弹性分析方法外,还需要引入结构的几何缺陷。 在风荷载作用下,需要对单管塔结构进行风振控制,然而,目前国内外尚无理想的适用于单管塔结构的减振器。考虑到单管塔结构内部空间狭小和制作成本低等要求,本文尝试在单管塔上设置钢球减振器以达到控制结构风振的作用。作者根据谐波叠加法模拟某实际单管通信塔的脉动风荷载时程曲线,接着对钢球减振器的减振原理进行阐述,然后,对安装钢球减振器前后的单管通信塔结构进行了时程分析。通过对两种计算模型结果的比较得出,在钢球减振器对单管塔结构的风振控制效果较好。在此基础上,本文继续探讨了钢球减振器应用于单管塔结构的施工可行性方面的问题。研究表明,钢球减振器构造简单、对空间要求低且制作成本低廉,能很好的对单管塔结构进行风振控制,因此,钢球减振器是一种比较适用于单管塔结构的减振装置。
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