0 مقدمه

The برج ارتباطات یک سازه بلند مجهز به آنتن های ارتباطی است. با ساختار بلند و سطح مقطع نسبتاً کوچک مشخص می شود. بار جانبی (عمدتا بار باد و عمل زلزله) نقش اصلی را ایفا می کند. فونداسیون برج ارتباطی به طور ایمن و مطمئن تمامی بارهای روبنا را به فونداسیون منتقل می کند و پایداری کلی سازه را تضمین می کند.. این بخش مهمی از ساختار برج ارتباطی است. انتخاب پی برج ارتباطی ارتباط تنگاتنگی با فرم روبنا دارد, طرح ساختاری, دسته بار خارجی, محل ساخت و ساز و شرایط زمین شناسی منطقه. انتخاب و طراحی منطقی فونداسیون برای کاهش هزینه های پروژه بسیار مهم است, کوتاه کردن چرخه های ساخت پروژه, و اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان سازه. ( رجوع شود به ” شبکه چینی معماری ” )

از آنجایی که بار باد یک بار تصادفی است, مقدار و جهت نیروی باد دلخواه و ضربان دار است, و تنش فونداسیون نیز دارای ویژگی های دلخواه و ضربانی است, بنابراین هنگام انتخاب مقادیر بار برای طراحی فونداسیون, لازم است مقدار استاندارد ترکیب بار در نامطلوب ترین جهت با توجه به اشکال مختلف برج برای طراحی انتخاب شود.. سازه خرپای فضایی مورد استفاده در برج های ارتباطی از وزن نسبتاً سبکی برخوردار است, و بار عمودی سکویی که آنتن های ارتباطی روی آن آویزان است زیاد نیست. از این رو, تنش یا فشار روی سطح بالایی فونداسیون زیر یک برج خرپایی مثلثی یا چهار ضلعی متناوب است., و مقدار کشش به طور کلی می تواند به بالاتر از مقدار فشار برسد, محاسبه خروج فونداسیون برج خرپا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در بسیاری از موارد, طراحی خروجی فونداسیون نقش اصلی را ایفا می کند.

با توجه به طراحی پایه دو نوع برج که در سال های اخیر در ساخت ایستگاه های پایه ارتباطی در هبی چین Unicom استفاده می شود., نویسنده به طور خلاصه نحوه انتخاب و طراحی پایه های برج برای برج های چهار گوشه و برج های سه لوله را تجزیه و تحلیل می کند..

1. انتخاب و طراحی پایه برج فولادی با زاویه چهار ضلعی.

برج فولادی با زاویه چهار ضلعی, به عنوان برج چهار ضلعی شناخته می شود, شکل رایج برج ارتباطی در سال های اخیر است. ارتفاع برج به طور کلی حدود است 1/7 از ارتفاع برج. فرم فونداسیون معمولاً از فونداسیون مستقل بتن مسلح و پی شمع ریخته‌شده در محل استفاده می‌کند. ترکیب بار انتخاب شده برای فونداسیون را محاسبه کنید. بطور کلی, ترکیب بار از سازه فوقانی تا پای برج نامطلوب ترین جهت است (به عنوان مثال. 45جهت زاویه درجه), بار ترکیبی استاندارد اثرات بار در حالت حد سرویس معمولی شامل فشار رو به پایین است, نیروی بالابرنده و نیروی برشی افقی. فرم فونداسیون باید بر اساس گزارش نقشه برداری مهندسی ژئوتکنیک از محل ایستگاه پایه و شرایط ساختمان ها و سایت اطراف باشد.. انتخاب جامع بر اساس مسطح بودن, و غیره.

1.1 فونداسیون مستقل بتن آرمه

این نوع فونداسیون برای شرایطی مناسب است که ظرفیت باربری لایه باربری فونداسیون خوب است, مقدار مشخصه ظرفیت باربری لایه خاک باربر پایه عمومی بیشتر از 80 پاسکال, و کیفیت خاک نسبتاً یکنواخت است. مزایای آن ساخت و ساز ساده است , هزینه سرمایه گذاری کم و سرعت ساخت سریع. پایه های ستون بدنه برج به طور کلی با پایه های ستون فونداسیون لولا شده است. همزمان, اجزای متصل به پایه ستون نیز میله های شیبدار هستند. نیروی محوری (فشار یا کشش) در ستون و نیروی محوری (فشار یا کشش) در میله شیبدار از طریق پایه های ستون ساخته می شوند. به اسکله منتقل شد. از یک طرف, پایه های ستون نیروی عمودی را از روبنا به پایه منتقل می کند. همزمان, پایه های ستون و فونداسیون مستقل نیز به طور مشترک نیروی افقی منتقل شده از روسازه را تحمل می کنند. تیرهای اتصال بین پایه های مستقل نصب می شوند. تیرهای اتصال می توانند بیشتر مولفه های نیروی افقی منتقل شده از ستون ها و میله های مورب را متعادل کنند. نیروی افقی انباشته شده تنها توسط بار باد نمی تواند توسط تیرهای اتصال متعادل شود و باید توسط پایه های ستون تحمل شود.. پس از طراحی تیرهای کوپلینگ, حداکثر نیروی افقی متحمل شده توسط اکثر پایه های ستون فونداسیون حدود است 1/3 از آن بدون پرتوهای جفت, بنابراین تنظیم تیرهای کوپلینگ بسیار ضروری است.

به عنوان مثال، ایستگاه پایه هبی چین Unicom Qinghe Xujiage را در نظر بگیرید, آن دارد یک 52 برج فولادی زاویه متر با دهانه پاشنه از 7 m در مورد است 5 متر عمق, با لایه ③ خاک سیلت. خاک در این لایه در معرض عمق قرار دارد 7 متر. هیچ آب زیرزمینی در محدوده عمق بررسی یافت نمی شود. منطقه ای که ایستگاه پایه در آن قرار دارد نسبتا باز است, و هیچ محدودیتی برای حفاری گودال فونداسیون وجود ندارد. استفاده از یک پایه مستقل مناسب است, با لایه ③ خاک رس سیلتی به عنوان لایه پایه. مقدار مشخصه ظرفیت باربری فونداسیون fak = است 120 پاسکال. پس از محاسبات مقاومت فشرده سازی و خروجی, بنیاد می پذیرد 3 متر×3 متر و عمق دفن آن است 3 متر, که می تواند الزامات را برآورده کند. در این مورد, ظرفیت باربری لایه باربری بهتر است, و اندازه فونداسیون توسط مقاومت خروجی کنترل می شود. علاوه بر این, اگر ظرفیت باربری لایه باربر فونداسیون کم باشد, سطح زیرین فونداسیون را می توان بدون افزایش عمق دفن گسترش داد تا وزن خود فونداسیون کاهش یابد و نیازهای فشرده سازی ظرفیت باربری فونداسیون برآورده شود.. در این مورد, اندازه فونداسیون با مقاومت فونداسیون تعیین می شود. کنترل فشار. در نظر گرفتن ایستگاه پایه روستای Wangguanzhuang شرکت Hebei China Unicom در شهر Huanghua به عنوان مثال, آن دارد یک 52 برج فولادی زاویه متر با دهانه پاشنه از 7 m عمق دفن در حدود است 5 متر, و آب های زیرزمینی نسبت به بتن خورنده ضعیفی هستند. آب زیرزمینی این ایستگاه پایه کم عمق است, و حفاری گودال فونداسیون نباید خیلی عمیق باشد, در غیر این صورت نیاز به بارش خواهد بود, که باعث افزایش هزینه و سختی ساخت می شود. توصیه می شود از یک پایه مستقل استفاده کنید, با لایه ① گل و لای به عنوان لایه پایه, و مقدار مشخصه ظرفیت باربری فونداسیون fak=90 kPa برای محاسبه تراکم است, واحد سازه ای سازه بتن آرمه پایه 3. 4 متر × 3. 4 متر و عمق دفن است 2. 5 متر, که می تواند نیازهای فشرده سازی را برآورده کند. به منظور تسهیل در ساخت لایه کوسن, 0. 2 شن ضخیم متری را می توان روی پایه قرار داد, و هر طرف است 0. 15 متر از لبه پایه عریض تر است. از آنجایی که آب های زیرزمینی نسبت به بتن خورنده ضعیفی هستند, هنگام اختلاط بتن در این ایستگاه پایه باید از سیمان پرتلند سرباره استفاده شود.

1.2 فونداسیون شمع ریخته گری شده در محل بتن آرمه

زمانی که لایه خاک نرم روی سطح فونداسیون سایت ضخیم باشد, یا آب های زیرزمینی کم عمق و بارندگی سخت است, و بار بالایی بزرگ و متمرکز است, فونداسیون کم عمق مورد استفاده برای شالوده سازه برج دیگر نمی تواند ظرفیت باربری پایه و الزامات تغییر شکل را برآورده کند.. با توجه به الزامات, یک پایه شمع برای انتقال بار به لایه تحمل عمیق از طریق شمع ها استفاده می شود. پایه شمع ظرفیت باربری بالایی دارد, ثبات خوب, سکونتگاه کوچک, و می تواند به طور موثر در برابر بارهای افقی و نیروهای بالابرنده مقاومت کند.

با توجه به شرایط بار و شرایط زمین شناسی مهندسی, شمع های پیش ساخته بتن آرمه, توده های بی حوصله, شمع های ریخته گری شده در محل به طور مصنوعی حفر شده است, شمع های لوله فولادی و سایر انواع شمع را می توان انتخاب کرد. به ایستگاه پایه روستای یانگجیابو بروید, شهر هوانگ ژوانگ, منطقه فنگنان, Tangshan Unicom به عنوان مثال: یک برج فولادی با زاویه 57 متر با دهانه 7.9 در 7.9 متر. شرایط زمین شناسی در جدول نشان داده شده است 1.

آب زیرزمینی این ایستگاه پایه کم عمق است, و ظرفیت باربری خاک رس سیلتی در لایه ② کم است. گرفتن شمع به قطر 0.9 متر در پای هر برج به عنوان مثال, طول خالص شمع است 14.4 متر, و ماسه ریز در لایه ⑥ حدود است 1 متر , یک ستون و یک شمع استفاده می شود, و تیرهای کششی بین شمع ها تنظیم می شوند, به طوری که پلت فرم کلاهک است 1 متر × 1 متر, که باعث صرفه جویی در مقدار بتن می شود. اگر از دو شمع استفاده شود, مانند دو شمع به قطر 0. 6 متر, حداقل سقف باید باشد 1. 4 متر × 4. 0 متر, که باعث ناراحتی زیادی برای ساخت و ساز خواهد شد, افزایش سرمایه گذاری, و دوره ساخت طولانی. هنگام تعیین طرح فونداسیون شمع, طراحی قطر شمع و تعداد شمع مناسب بر اساس گزارش بررسی مهندسی ژئوتکنیک ضروری است., به طوری که نه اسراف است و نه ایمن و قابل اعتماد, تا به هدف طراحی بهینه دست یابد.

2. انتخاب و طراحی اولیه برج لوله فولادی مثلثی.

ستون های برج برج لوله فولادی مثلثی از لوله های فولادی ساخته شده اند. شعاع چرخش لوله های فولادی در هر جهت یکسان است, که نیازهای تنش برج را برآورده می کند. شکل مسطح به یک مثلث متساوی الاضلاع تبدیل می شود, که معمولا به آن برج سه لوله می گویند. . از آنجایی که برج چهار گوشه مساحت زیادی را اشغال می کند, ساخت و ساز آن در شهر به شدت تحت تاثیر سایت قرار گرفته است. از این رو, به منظور نجات زمین, استفاده از دکل های سه لوله ای در طراحی دکل های ارتباطی در سال های اخیر بسیار رایج است. برج سه لوله دارای دهانه پاشنه کوچک و شیب ستون برج کوچک است, بنابراین تنش کششی زیر هر ستون برج نسبتاً زیاد است. فرم فونداسیون را می توان بر اساس گزارش بررسی مهندسی ژئوتکنیک از ایستگاه پایه و شرایط محل محلی است., با استفاده از پایه کلی قایق بتن مسلح. یا از فونداسیون شمع استفاده کنید.

2.1 پایه کلی قایق بتن آرمه

از زمان باز شدن پاشنه برج لوله فولادی مثلثی (برج سه لوله ای) به طور کلی خیلی بزرگ نیست, وزن برج کم است, اما چون برج آهنی بلند است, لنگر خمشی و نیروی افقی بدنه برج زیاد است. از این رو, اغلب از پایه کلی قایق استفاده می شود. فونداسیون دال یک پی انعطاف پذیر است. از آنجایی که صفحه پایه مجهز به میله های فولادی برای مقاومت در برابر لنگر خمشی و نیروی برشی ناشی از نیروی واکنش پی است., هر بخش از قسمت آویزان صفحه پایه دارای استحکام کافی است, و با زاویه صلب محدود نمی شود, بنابراین ضخامت صفحه پایه می تواند کوچکتر باشد, در حالی که اندازه اورهنگ می تواند بزرگتر باشد تا در برابر خمش مقاومت کند. این نوع فونداسیون برای مکان هایی با فضاهای نسبتا باز مناسب است, که در آن حفاری گودال های فونداسیون محدودیتی ندارد, آب های زیرزمینی در اعماق دفن شده اند, و ظرفیت باربری لایه باربر نباید کمتر از 110 پاسکال.

از مزایای آن می توان به سرعت ساخت و ساز سریع و هزینه کم اشاره کرد. به طور کلی با یک بار ریختن بتن تجاری تکمیل می شود, که مستعد مشکلات کیفی نیست و یکپارچگی قوی دارد.

گرفتن ایستگاه پایه روستای Dongzhang در شهر Xinle, Hebei Telecom به عنوان مثال, برج فولادی با زاویه 47 متر دارای دهانه پاشنه 3.65 × 3.65 × 3.65 متر است.. شرایط زمین شناسی به شرح زیر است: ① لایه خاک رس سیلتی, عمق پایین لایه در حدود است 5 متر, و ظرفیت باربری فونداسیون مقدار مشخصه fak = 120 پاسکال, ② لایه خاک سیلت, مقدار مشخصه ظرفیت باربری فونداسیون fak = 90 پاسکال, عمق تابش خاک این لایه است 7 متر, منطقه ای که این ایستگاه پایه در آن قرار دارد نسبتا باز است, و حفاری گودال فونداسیون محدودیتی ندارد, بنابراین باید از پایه رافت استفاده شود , از لایه ① خاک رس سیلتی به عنوان لایه پشتیبان پایه استفاده کنید, از یک پایه دایره ای با قطر استفاده کنید 7.2 متر, حداکثر تنش فشاری پایه 107 پاسکال, حداقل تنش فشاری 5 پاسکال, و یک لایه زیرین ضعیف را برای لایه ② سیلت بررسی کنید. , برای برآوردن نیازهای ظرفیت باربری فشاری.

2.2 فونداسیون شمع ریخته گری شده در محل بتن آرمه

زمانی که لایه خاک نرم روی سطح فونداسیون سایت ضخیم باشد, یا آب زیرزمینی کم عمق است, استفاده از فونداسیون شمع می تواند به طور موثر در برابر بارهای عمودی و نیروهای بالابر مقاومت کند.

با توجه به شرایط زمین شناسی مهندسی, معمولاً از شمع های سوراخ دار بتن مسلح استفاده می شود. یک شمع زیر هر ستون برج, یا دو شمع زیر یک ستون برج, که باید طبق محاسبات مشخص شود. گرفتن ایستگاه پایه دایره جنوبی شهر هوگژوانگ, شهرستان لوانا, تانگشان چین Unicom به عنوان مثال: a 42 متر برج سه لوله با باز کردن پیگیری از 3. 3 متر × 3. 3 متر × 3. 3 متر. شرایط زمین شناسی در جدول نشان داده شده است 2.

آب زیرزمینی این ایستگاه پایه نسبتا کم عمق است. یک شمع با قطر بگیرید 0.9 متر در پای هر برج به عنوان مثال. طول توری شمع 11 متر است و حدود 1 متر وارد لایه ⑥ سیلت می شود.. یک ستون و یک شمع استفاده می شود, و کشش بین شمع ها تنظیم می شود. سکوی تیر و کلاهک می باشد 1 m×1 متر, مقدار استاندارد ظرفیت باربری نهایی فشاری یک شمع است 1 637 kN, و مقدار استاندارد ظرفیت باربری نهایی خروجی است 734 kN, که الزامات طراحی را برآورده می کند.

3 نتیجه

از طریق تجزیه و تحلیل مثال بالا طراحی فونداسیون, مهم نیست که چه نوع برجی است, برای تعیین فرم فونداسیون باید بر اساس گزارش بررسی مهندسی ژئوتکنیک و شرایط محل مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. زمانی که محل ساخت و ساز در مکانی با شرایط زمین شناسی بهتر قرار دارد, سعی کنید در قالب یک پایه کم عمق مستقل طراحی کنید, سرمایه گذاری پایه نیز مقرون به صرفه تر است; زمانی که ظرفیت باربری لایه باربری محل ساخت و ساز کم باشد, یا آب زیرزمینی کم عمق است, سعی کنید یک پایه عمیق طراحی کنید, اما سرمایه گذاری ساخت و ساز نسبتاً بزرگ خواهد بود.