5.2 塔桅钢结构的内力计算
5.2.1 塔桅钢结构宜按整体空间桁架做静力结构分析；对于需进行抗震验算的钢塔及安全等级属一级高耸结构的钢塔，应进行反应谱分析或时程分析。
5.2.2 桅杆可用梁索单元或杆索单元非线性有限元法做静力分析；当钢桅杆安全等级为一级时应进行非线性动力分析。当桅杆杆身为格构式并按压弯杆件计算时，其刚度应乘以折减系数ξ，折减系数可按下式确定：
式中：l0——弹性支承点之间杆身计算长度(m)；
i——杆身截面回转半径(m)；
λ0——弹性支承点之间杆身换算长细比，按本标准第5.5.5条的规定计算。
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担的剪力之比
时，斜杆内力宜取塔柱内力乘系数α(图5.2.3)，α可按公式(5.2.3)确定。当未按本条规定的方法复核斜杆受力时，斜杆设计内力不宜小于主材内力的3％。
式中：μ——斜杆为刚性时，μ＝1；斜杆为柔性时，μ＝2；
V、M——层顶剪力、弯矩；
b——为层顶宽度；
θ——塔柱与铅直线之夹角；
h——所计算截面以上塔体高度。
图5.2.3 斜杆最小内力限值计算图
1-斜杆；2-指向塔心方向；3-上部结构
5.2.4 塔桅钢结构中的构造支撑的设计内力不应小于被它所支撑的杆件的内力值的1/50。
5.2.5 塔桅钢结构中柔性预应力交叉斜杆的预拉力值不宜小于按线弹性理论计算时交叉斜杆的压力设计值，应按预应力结构体系进行计算。
5.2.1 20世纪80年代，塔架的内力计算采用平面桁架法或分层空间桁架法手算较多。但随着技术的进步，这些不太精确的方法已基本被淘汰，精确的整体空间桁架法已被广泛采用。故本标准修订中体现了这一变化，并提出对重要结构做动力分析的要求。
5.2.2 对于桅杆的计算，现已很少采用弹性支座连接梁法手算，所以去除这一方法。现用压弯杆-索或杆-索有限元法计算。
5.2.3 由于风沿高耸结构高度方向的实际分布状况是多变的，而计算公式无法反映这种复杂的变化，所以当按一般的方法计算塔架中某些斜杆的内力时，有时会得到非常小的内力值。而实际上当风的分布状况发生变化时，斜杆的内力会大大超过这一值。这一现象称为“埃菲尔效应”。国外塔桅结构设计规范中已对这种不利效应作出对策。在本标准修订过程中，经过研究并与英国规范对比，得出本条文。即对于计算结果中受力很小的斜杆，要控制其“最小内力”，以免在实际工作状态下内力不稳定造成结构的破坏。当未按本条规定的方法复核斜杆受力时，为了保证斜材具有足够的承载能力，其设计内力不宜小于主材内力的3％。
5.2.4 塔桅钢结构中的构造支撑件(指零杆或计算法兰受力很小的横膈，再分式腹杆等)在没有初位移、初弯曲的线性内力计算中受力很小。但由于结构的初始缺陷，这些杆件有一定内力，而且此内力相对于计算给出的内力值差异较大。所以必须根据施工标准规定的初始缺陷限值给定一个最小内力。所以本条规定在计算所得内力和它所支撑的杆件内力的1/50两者中选取较大者作为设计内力。这一做法与现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017规定的二力杆的剪力计算接近，也经历了输电塔设计的多年考验。
5.2.5 柔性交叉斜杆分预应力和非预应力两种，非预应力柔性斜杆一旦受压则退出工作，拉杆仍有长细比限制。预应力柔性斜杆在施加预应力后使柔性斜杆在各种工况中始终处在受拉状态，计算整体塔架时应考虑预应力对塔柱和横杆产生的压力。
- 上一节：5.1 一般规定
- 下一节：5.3 塔桅钢结构的变形和整体稳定
