纖繩現(xiàn)代詩

桅式結構

構造:桅式結構由纖繩、桿身和基礎組成。

纖繩:纖繩層數(shù)一般隨桅桿高度增大而加多，纖繩結點間距以使桿身長細比等于80~100左右為宜,可等

距或不等距布置。不等距布置時，宜從下到上逐層加大間距，使桿身各層應力大致相等，結構較為經(jīng)濟。一般每層按等交角布置三根或四根纖繩，其傾角為30°~60°，以45°較好。同一立面內所有纖繩可相互平行，每根纖繩有一地錨基礎;或交于一點，共用一地錨基礎。纖繩常用高強鍍鋅鋼絲繩，用花籃螺絲預加應力，以增強桅桿的剛度和整體穩(wěn)定性。

桿身:按材料可分為鋼、木和鋼筋混凝土結構。鋼結構桿身常采用單根鋼管或組合構件，單根鋼管可用無縫鋼管或卷板焊接鋼管。組合構件為三邊形或四邊形空間桁架結構(圖2)。 其弦桿和腹桿由角鋼、圓鋼、鋼管或薄壁型鋼制成,其中圓形截面風阻較小,采用較多。對于四邊形截面的桅桿要每隔一定高度布置橫膈，以防截面變形。組合構件之間常用焊接以簡化構造。為了便于制造、運輸和安裝，桿身可劃分成若干等長度的標準節(jié)段，節(jié)段兩端用法蘭盤或拼接板相互連接。節(jié)段長度根據(jù)所用材料、施工和經(jīng)濟條件確定。木結構桿身采用單根圓木或組合木構件，用拼接鋼板連接。鋼筋混凝土結構采用離心式灌筑的預制管柱構件，以法蘭盤連接。 桅式結構

基礎:基礎分桿身下面的中央基礎和固定纖繩的地錨基礎。中央基礎為圓的或方的階梯形基礎，承受桿身傳來的力。地錨基礎承受纖繩拉力，有重力式、擋土墻式和板式。重力式地錨依靠結構自重抵抗纖繩拉力，耗用材料較多。擋土墻式地錨埋入地下，依靠自重、水平板上的土重，以及豎向墻板上的被動土壓抵抗纖繩拉力。板式地錨深埋土中，由與纖繩同向的拉桿和垂直于拉桿的鋼筋混凝土板組成，地錨受拉時，板上產生被動土壓抵抗纖繩拉力。這種地錨比較經(jīng)濟。在巖石地基中，地錨基礎做成錨樁形式。

桅桿結構是高次超靜定的空間體系，桿身為承受軸向壓力和橫向力的彈性支 座連續(xù)梁(見梁的基本理論)，纖繩為斜拉于桿身的預應力柔索，纖繩與桿身連接的結點形成非線性支座，受力較為復雜。常用的桅桿靜力計算方法有兩種:彈性支座連續(xù)梁法和矩陣位移法。

彈性支座連續(xù)梁法 一種簡化的方法。纖繩與桿身分別獨立計算，利用每層纖繩的變形協(xié)調條件和結點平衡條件，分別計算各層纖繩拉力，結點位移和結點剛度。然后按多跨彈性支座連續(xù)梁計算桿身，利用各結點支座的連續(xù)條件和平衡條件計算結點彎矩、結點反力和結點位移，再用結點反力重新計算每層纖繩，重復上述計算直至兩次計算結果接近為止。這種方法只適用于纖繩對稱布置的結構。

矩陣位移法 適用于纖繩任意布置的桅桿。這種方法考慮空間荷載、纖繩結點的非線性特征、桿身軸向變形和扭轉變形的影響，用矩陣位移法建立正則方程?？砂牙w繩結點間的桿身作為梁單元，或把空間桁架的桿件作為桿單元，建立單元剛度矩陣，纖繩也作為特殊的有橫向荷載的桿單元。這兩種方法都能反映纖繩和桿身的共同作用，滿足其變形的連續(xù)條件。后者較精確，但計算工作量也較大。此外，還可考慮大位移的影響，對剛度矩陣不斷作出修正，得到更為精確的結果。采用矩陣位移法時，一般需編制標準程序，用電子計算機計算。

在風荷載或地震作用下，桿身和纖繩都發(fā)生振動，兩者相互影響，使桅桿形成一個復雜的動力體系。桅桿的自振周期和相應的振型，可按多自由度體系考慮空間振動進行計算，即將每層纖繩質量歸并到該層結點上，與桿身合成一個集中質量，按力法或位移法列出桅桿自由振動方程，使方程的系數(shù)行列式為零，求得自振頻率和相應的振型曲線。

剛度和穩(wěn)定 桅桿的剛度應根據(jù)工藝要求確定，根據(jù)靜力計算得到的桅桿結點最大水平位移，一般不超過結點所在高度的百分之一。

桅桿的穩(wěn)定分局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定。局部穩(wěn)定包括組合構件中壓桿的穩(wěn)定，單根鋼管筒壁的壓屈穩(wěn)定，纖繩結點間桿身的偏心受壓穩(wěn)定等;局部穩(wěn)定可依靠選用合適的橫截面得到保證。整體穩(wěn)定有兩種計算方法:①將桿身作為多跨彈性支座壓彎桿件，以結點位移為未知數(shù)，推導出結點平衡方程組，其系數(shù)是軸向力函數(shù)。使方程組的系數(shù)行列式為零，從而求出桅桿整體穩(wěn)定的臨界力，臨界力與實際力的比值為安全系數(shù)。一般情況下，安全系數(shù)不小于1.5~2.5。由于桿身的軸向力與外荷載不成正比關系，此法有一定誤差。②以前述矩陣位移法為基礎，在解方程組時，以大于1的系數(shù)k乘外荷載作用在桅桿上，如迭代過程收斂，說明桅桿在這種荷載作用下保持整體穩(wěn)定。然后，再逐步增大k值,直到迭代過程發(fā)散為止。發(fā)散前一次的k值,就是桅桿整體穩(wěn)定安全系數(shù)。

桅桿的整體穩(wěn)定與桿身縱向力和結點剛度有關，縱向力過大或結點剛度不足，容易失穩(wěn)。一些工程實踐證明:桅桿喪失整體穩(wěn)定的原因,大多是結點剛度偏小,特別是中間結點剛度不足，造成桿身彎曲而產生附加彎矩，從而導致整體失穩(wěn)。若增加纖繩初應力，雖然能提高結點剛度，但同時會增加桿身縱向力。因此，每一個桅桿結構方案都要通過分析比較，才能找出最合適的加強整體穩(wěn)定和改善結構受力的措施。