移動通信基站在城區(qū)的典型天饋設(shè)計——組合抱桿

蔣慶益,汪日光

（1.合肥市規(guī)劃設(shè)計研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電學(xué)院,安徽合肥 230022）

移動通信基站在城區(qū)的典型天饋設(shè)計
——組合抱桿

蔣慶益1,汪日光2

（1.合肥市規(guī)劃設(shè)計研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電學(xué)院,安徽合肥 230022）

通信事業(yè)已日益成為關(guān)系到國計民生的大事,通信基站的建設(shè)與管理則是通信事業(yè)發(fā)展的基本支持和保證。城市中的基站建設(shè)土建方面的內(nèi)容主要分為機(jī)房和天饋建設(shè)。主要討論了一種典型的城區(qū)基站天饋——組合抱桿的具體設(shè)計過程和計算方法,這為以后此類基站的設(shè)計提供一些參考。

基站建設(shè);天面建設(shè);組合抱桿

在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,基站的建設(shè)是不可或缺的,國內(nèi)三大運營商紛紛為此投入重金。移動通信基站是提供無線通信覆蓋的必要方式,它為移動設(shè)備提供接入服務(wù),要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全面,即手機(jī)保持較好的信號,就必須架設(shè)基站,否則將無法為用戶提供正常的通信服務(wù)。

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),涌入城市的人口數(shù)量越來越多。據(jù)統(tǒng)計,我國手機(jī)用戶每百人擁有量已達(dá)到41.6部,城市居民的手機(jī)擁有率則更高,無論是現(xiàn)在的2G還是將來的3G,城區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋都是移動通信運營商建設(shè)的重點。

1 基站概況[1]（P8-9）

1.1 該基站位于某郵政樓上,該樓為框架結(jié)構(gòu)共2層,15米組合抱桿擬建于2層頂。詳見圖1。

1.2 查勘工具:混凝土回彈儀、鋼筋位置測定儀、混凝土碳化深度測定儀、鋼尺等。

1.3 查勘依據(jù):GB50009-2001、GB50010-2002、GB/T50344-2004。

1.4 通過設(shè)計人員攜帶相應(yīng)的查勘工具到現(xiàn)場查勘,現(xiàn)場實測樓板為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,板厚為100mm,并帶回原有相應(yīng)的設(shè)計圖紙（可提供原結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)）以便后序的設(shè)計復(fù)核。

2 組合抱桿設(shè)計參數(shù)

2.1 本基站天面擬建設(shè)15m的組合抱桿,該設(shè)計為15米3根鋼管通過斜撐連接而成,3根鋼管底端通過槽鋼擱置在梁上,槽鋼底部不平整則用6mm厚鋼板在梁頂處找平。四面均勻拉線,總重量為1929Kg（含鋼絞線夾墻板及接地）。

2.2 本組合抱桿材料為Q235鋼（鋼管為20號鋼）,焊條采用E43,螺栓采用國標(biāo)4.8級。組合抱桿所有構(gòu)件（含拉錨）均須熱鍍鋅防腐。

2.3 設(shè)計指標(biāo):該組合抱桿設(shè)計基本風(fēng)壓0.45KN/ m2,天線高度按40m計算,總水平力8.78KN,拉線拉力19.5KN,單管壓力11.9KN。該設(shè)計使用年限50年。

3 設(shè)計過程[2]（P10-11）[3]（P23-25）[4]（P42-52）

3.1 設(shè)計模型的建立

從帶回來的設(shè)計圖紙資料可以看到,該郵政樓是2001年設(shè)計的,當(dāng)時2層頂?shù)奈菝婊詈奢d按上人屋面（活載取值為1.50KN/m2）設(shè)計的。由于時間較久,設(shè)計院的原始計算模型也已找不到,考慮到本組合抱桿自重不是很大（總重量為1929Kg）,主要可能會對直接支承的梁產(chǎn)生不利影響,對柱和基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響較小,故按照圖紙僅對支承組合抱桿范圍內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部重新建立新的計算模型,以便復(fù)核本設(shè)計的可行性和原結(jié)構(gòu)的安全性。新建計算模型的結(jié)構(gòu)平面布置圖詳見圖2,計算結(jié)果文件詳見計算書。

3.2 構(gòu)造要求

根據(jù)現(xiàn)有屋面的尺寸和組合抱桿拉線的要求（15m組合抱桿要求在15m米處和9m處設(shè)置兩層拉線,每層需對稱設(shè)置2對（4根）拉線;每道拉線與水平線的夾角不宜大于70度）,組合抱桿的定位圖詳

圖1 組合抱桿的定位圖

組合抱桿的鋼管底端通過槽鋼擱置在梁上,初步確定將槽鋼一端支承在4軸線的框架梁上,另一端支承在4-5軸間的次梁上,鋼管有2根放在靠近C軸的槽鋼上,另1根放在靠近D軸的槽鋼上。在計算模型中在槽鋼的位置布置100×100的虛梁,用來傳遞組合抱桿的荷載。由前面組合抱桿的設(shè)計指標(biāo)知抱桿單管壓力11.9KN,按恒載節(jié)點集中荷載輸入定位圖上鋼管所對應(yīng)的位置。在把結(jié)構(gòu)的正常設(shè)計荷載輸入,用SA TWE軟件進(jìn)行整體分析,得到計算結(jié)果文件。

3.3 梁的計算結(jié)果校核

由計算結(jié)果文件知,4軸線的框架梁跨中計算配筋為9.0cm2小于原配筋320（9.4cm2）,C端的負(fù)筋計算配筋為12.0cm2小于原配筋220+222 （13.88cm2）,D端的負(fù)筋計算配筋為8.0cm2小于原配筋220+118（8.82cm2）;4-5軸間的次梁跨中計算配筋為12.0cm2小于原配筋222+220 （13.88cm2）,C端的負(fù)筋計算配筋為13.0cm2小于原配筋618 4/2（15.24cm2）,D端的負(fù)筋計算配筋為7.0cm2小于原配筋218+120（8.22cm2）。從以上計算結(jié)果和原有設(shè)計圖紙比較后我們可知,在2層頂增加15米組合抱桿后,原有的結(jié)構(gòu)梁配筋均能滿足要求。見圖1。

圖2 計算模型的結(jié)構(gòu)布置圖

3.4 板的計算結(jié)果校核

由計算結(jié)果文件知,4軸上的框架梁和4-5軸間的次梁之間的板計算結(jié)果板底正筋平行C軸方向為347.8mm2小于原配筋φ8@125（402.4mm2）,垂直于C軸方向為272.3mm2小于原配筋φ8@180 （279.4mm2）;4軸上與4-5軸間的次梁上的板負(fù)筋均為659.9mm2小于原配筋φ12@150（753.3mm2）, C軸上與D軸上的板負(fù)筋均為442.3mm2小于原配筋φ8@100（502.4mm2）。從以上計算結(jié)果和原有設(shè)計圖紙比較后我們可知,在2層頂增加15米組合抱桿后,原有的結(jié)構(gòu)板配筋均能滿足要求。

3.5 基礎(chǔ)和柱的計算結(jié)果校核

考慮到本組合抱桿自重不是很大（總重量為1929Kg）,對柱和基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響較小,通過新的計算結(jié)果和原有圖紙的配筋進(jìn)行負(fù)核比較,原有的結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)配筋均能滿足要求。

4 分析結(jié)果

4.1 在現(xiàn)有使用荷載條件下,樓板結(jié)構(gòu)安全;

4.2 該基站屋面樓板可承受1.5kN/m2的活荷載;

4.3 將15米組合抱桿通過槽鋼擱置在框架梁上,現(xiàn)有樓面結(jié)構(gòu)可滿足安全使用要求;組合抱桿槽鋼加固平面圖和立面示意圖詳見圖3。

圖3 組合抱桿槽鋼加固平面圖和立面示意圖

[1]GB/T50344-2004,建筑結(jié)構(gòu)查勘技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB50009-2001,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].2006.

[3]GB50001-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]GB50011-2001,建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].2008.

A Typical Antenna Feed of Mobile Communication Base Stations in Urban Areas-Portfolio Holds Pole

JIANG Qing-yi1,WANG Ri-guang2

（1.Hefei City Planning and Design Institute,Hefei230041,China;2.Department of Mechanical and Electrical Engineering,Anhui Institute of Architecture&Industry,Hefei230022,China）

Telecommunications industry has increasingly become a major event related to the people’s livelihood.Communication’s construction and management of base stations is the development of communications in the basic support and assurances.The base station in the city civil engineering aspects of the building divided into room s and antenna feeds construction.This paper focuses on the design process and methods of calculation about a typical antenna feeds of base station in city-portfolio holds pole,and provide some reference about the construction of the kind of base stations in future.

base stations construction;antenna feed;portfolio holds pole

TN929.5

A

1009-9735（2010）05-0117-02

2010-03-30

蔣慶益（1976-）,男,安徽合肥人,合肥市規(guī)劃設(shè)計研究院工程師,國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師,碩士,研究方向:鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑中的應(yīng)用。