《高聳結構設計規范》

修編介紹1.規范修編過程

2000年4月~2004年6月，經過6次修編，第5稿。

2004年12月通過專家組審查，目前報批。2.各規范間的協調問題2.1協調內容的廣泛性

2.1.1形式上的協調

1).加入第二章“術語與符號”；

2).符號、用語、表達式的一致。

2.各規范間的協調問題2.1協調內容的廣泛性對比：

(93規范)：

(新規范)：注：對桅桿結構，不應簡單套用(3.0.6.1)式對荷載效應進行線性迭加，而應計算桅桿在荷載與作用組合下的非線性綜合結構效應，再與結構抗力比較。

2.各規范間的協調問題2.1協調內容廣泛性

2.1.2參數上的協調基本風壓由30年重現期改為50年重現期。同時對二類高聳結構取消風荷載重現期調整系數2.各規范間的協調問題2.2協調的主動性

2.2.1鋼管結構風的體型系數問題：

《建筑結構荷載規范》(GB50009－2001)中將風的標準值和設計值混淆了，故在表7.3.1第34項中的界限值為0.002和0.015；

《高聳結構設計規范》表4.2.7將此界限值改為0.003和0.02，并通報《建筑結構荷載規范》編制組新版修改2.各規范間的協調問題2.2協調的主動性

2.2.2《鋼結構設計規范》中指出4種鋼材,《高聳結構設計規范》引用了這些材料，但是仍覺得不夠用，故又增加了常用的20#鋼(無縫鋼管)；35#鋼、45#鋼錨栓；鋼絲繩；鋼絞線。2.各規范間的協調問題2.3協調的靈活性對《建筑結構荷載規范》7.2.2條中山峰和山坡風的高度系數的修正系數,《建筑結構荷載規范》是從澳大利亞規范引進的，系數一下子將風荷載提高很多；而我和很多有山區工程設計經驗的專家認為無此必要，故在引用這一條時加入“可”表示不是必須執行的。3.規范適用范圍的改變

3.1十年來高聳結構發生較大變化

3.1.1建造了大量通信塔；

3.1.2建造了大量大跨越輸電塔。

3.2《高聳結構設計規范》修編適用范圍的擴大

3.2.1包括“通信塔”，

3.2.2包括“輸電塔”(大跨越、超高電壓)。4.引導新技術的推廣與應用

4.1原有簡化計算方法被桿、索單元的有限元法取代；對動力分析、非線性計算都提出恰當的要求。

4.2振動控制技術的應用

對于高度超過200米的高聳結構，若僅滿足強度極限狀態設計要求，而未能滿足正常使用極限狀態設計要求，宜采用適當的振動控制技術來減小結構變形及加速度。（3.0.11條）

4.引導新技術的推廣與應用

4.3預應力技術的應用

4.4基礎設計方法的引導

重點突出經濟性好的柔性擴展基礎；基本淘汰經濟性差的剛性基礎。5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.1變形控制

5.1.1將廣義變形明確分成6個內容(與高聳結構的各種使用要求相對應)：整體變形、局部變形、角位移；加速度；相對沉降變形；裂縫。并明確計算的荷載代表值(表3.0.9)5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.1變形控制5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.1變形控制

5.1.2體現變形限制條件和設計精確性的相關性(表3.0.10)。5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.1變形控制

5.1.3準確體現不同使用狀況與變形限制條件的相關性

在風荷載(頻遇值)的動力作用下，設有游覽設施或有人員在塔樓值班的塔，塔樓處振動加速度幅值應不大于250。其中為塔樓處風壓頻遇值作用下水平位移，為基頻。(3.0.10-2條)

5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.2桅桿風振系數問題

5.2.1原因：桿索體系、大位移－雙非線性因素；

5.2.2以大量的非線性動力分析和部分實例為基礎；

5.2.3對照國外規范，作出修改。5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.3單管塔徑厚比的問題

5.3.1《鋼結構設計規范》中關于管結構徑厚比的規定原則上適用于受壓桿情況(D/t≤100);5.3.2實際工程中為了控制單管塔的變形，要加大D；若仍按照D/t≤100,則t很大而應力比很小，材料浪費；5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.3單管塔徑厚比的問題

5.3.3國外規范將受彎構件的徑厚比與受壓構件的徑厚比相區別；將應力水平與徑厚比對應并有實驗基礎；

5.3.4規范組對國外規范實驗中未考慮而應該考慮的的壓力作用添加進去后做了大量的非線性有限元分析，選定了比國外規范較為安全而比簡單規定D/t≤100科學且經濟的規定。

5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步

5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.3單管塔徑厚比的問題

5.3.5電力系統的大量實踐也為《高聳結構設計規范》提供了佐證。5.高聳結構設計領域內若干關鍵問題解決方法的進步5.4“埃弗爾效應”問題杜絕風荷載分布的變異、離散性與結構計算的貌似絕對準確性的矛盾。

當計算所得四邊形鋼塔斜桿承擔的剪力與同層塔柱承擔的剪力之比時，斜桿內力乘系數α

（5.2.3條）6.改善規范的可操作性6.1溫度效應

6.1.1提出了在嚴寒地區帶塔樓鋼塔的塔樓內外溫差對結構的效應；

6.1.2提出了帶維護井筒與外露塔身的溫差效應及其對策；

6.1.3提出了溫差Δt的計算方法。6.改善規范的可操作性6.2基礎設計

6.2.1高聳結構地基基礎選型6.改善規范的可操作性6.2基礎設計

6.2.2規定了常用基礎的計算要點；

6.2.3明確了高聳結構抗拔基礎的特殊受力要求(基礎底板、承臺有負彎矩)，底板上表面要配受力筋；

6.2.4規定了高聳結構基礎保證抗拔連續性的一系列構造要求；

6.改善規范的可操作性6.2基礎設計6.2.5規定了錨栓設計的構造要求(7.3.10條)。

高聳鋼結構基礎頂面的錨栓設計應滿足如下要求：

1.錨栓設計要兼顧上部鋼結構的精度要求、調整的可能性以及鋼筋混凝土基礎施工的實際可能性確定施工精度要求，并對塔柱底部錨栓孔作相應擴大，便于安裝時調整。錨栓孔擴大后須在安裝調整完畢后加焊厚墊片以滿足螺栓固定的要求;2.錨栓要用雙螺母防松；

3.錨栓埋設深度須按照受拉鋼筋錨固長度計算；

4.錨栓應與防雷接地網焊接連通。7.簡化條款，鼓勵設計人員自主創新7.1問題規范——要求？(太硬)；規范——處方？(太軟)；規范——導引？(太松)。7.2答案規范是在三者間尋求平衡。7.簡化條款，鼓勵設計人員自主創新7.3《高聳結構設計規范》修編的主導思想

7.3.1凡是不影響安全的,不涉及上級規范強制性條文的，可以用不同的方法解決的，盡量不設強制性條文；解放設計思想，提倡百花齊放。

7.3.2對于高聳結構設計長期實踐證明不起控制作用的荷載及組合，規定“允許不予計算”或“可不予考慮”；7.簡化條款，鼓勵設計人員自主創新7.3《高聳結構設計規范》修編的主導思想

7.3.3在用詞的嚴格性方面，盡可能少用嚴格用語，代之以推薦性條文。以上措施的目的是在保證安全的前提下鼓勵設計創新,為高聳結構新形式、新設計的出現敞開大門。編制組認為：設計是規范的基礎，規范應該是優秀設計方法的總結，不應該成為設計發展的桎梏。8.注重概念設計和構造設計

8.1加強了結構選型和結構布置的條文;

鋼塔桅結構截面的邊數不小于4時，應按結構計算要求設置橫膈。當塔柱及其連接抗彎剛度較大時，可按構造要求設置橫膈；在塔柱變坡處，桅桿運輸單元的兩端及纖繩節點處宜設置橫膈。橫膈必須有較好的剛度。(5.10.6條);

8.注重概念設計和構造設計8.1加強了結構選型和結構布置的條文;

底面無橫桿的構架式塔宜在近基礎附近頂面(以下300mm左右)設置聯系梁，連梁及基礎柱墩可作為空間剛架整體計算，基礎底面可作為固定端，但不計周圍土對基礎柱墩的嵌固作用。基礎連梁應按照偏心拉壓桿計算。截面計算時除按剛架算得內力外，還應計入由鋼筋混凝土梁自重引起的彎矩?；A柱墩按偏心拉壓桿設計?；A底板設計時要考慮基礎受壓和抗拔，根據不同受力狀況計算出板的正負彎矩，并分別在板底和板頂配置受力鋼筋。在凍土區域基礎連梁應用構造措施避免梁底(及梁側受凍土的作用。(7.3.4條)8.注重概念設計和構造設計

8.2加強了關于結構形式、環境條件、荷載與作用及其效應的分析方面的綜合性敘述。

(4.4.2條).本節規定適用于地震設防烈度為6度至9度地區高聳結構的抗震設計。高聳結構應允許在其兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算；對烈度為8度和9度的高聳結構，應同時考慮豎向地震作用和水平地震作用的不利組合。對高聳結構的懸挑桁架、懸臂梁、較大跨梁等，應考慮豎向地震作用。對于剛度或質量分布不均勻的高聳結構應考慮扭轉地震作用。

8.注重概念設計和構造設計

8.3對非線性效應比較強的結構提出將結構強度、變形、整體穩定、局部穩定綜合分析的思想。如對單管塔，剛度小，變形大，可采用非線性分析方法分析其極限承載力，則對于剛度的限制可放寬；在分析其局部穩定時要和應力水平相關，放寬對徑厚比的限制。8.注重概念設計和構造設計8.4對焊接連接的質量等級作出合理的規定。承受軸心拉力或壓力的對接焊縫強度按下式計算(5.7.1條)：8.注重概念設計和構造設計8.5對新的連接形式加以介紹。如對于柔性法蘭，能減少加工難度，提高工效，故收入。8.注重概念設計和構造設計(5.9.4條)柔性法蘭螺栓計算1.當桿件只受軸向拉力時：一個螺栓所對應的管壁段中的拉力：一個螺栓所承受的最大拉力：8.注重概念設計和構造設計(5.9.4條)柔性法蘭螺栓計算2.當桿件受軸向拉(壓)力及彎矩作用時：一個螺栓所對應的管壁段中的拉力：一個螺栓所承受的最大拉力(可按下式計算)8.注重概念設計和構造設計8.6增加合理的構造要求

(5.1.4條).鋼塔桅結構應作長效防腐蝕處理。一般情況以熱浸鋅為宜，構件體型特殊且很大時可用熱噴鋅(鋁)復合涂層。

(5.10.1條).鋼塔桅結構的構造應滿足建成后和施工階段的受力要求。

(5.10.2條).鋼塔桅結構應采取防銹措施，在可能積水的部分必須設置排水孔。對管形和其他封閉截面的構件，當采用熱噴鋁或尤其防銹時端部應封閉，當采用熱鍍鋅防銹時端部不得密封。在鋅液易滯留的部位應設置溢流孔。8.注重概念設計和構造設計8.6增加合理的構造要求

(5.10.13條).構件采用螺栓連接時，連接螺栓的直徑不應小于12mm，每一桿件在接頭一邊的螺栓數不宜少于2個，連接法蘭盤的螺栓數不應小于3個。對桅