1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)

108 3,5K 52

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 108
Dung lượng 3,36 MB

Nội dung

Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố (LV thạc sĩ)

Trang 2

ĐOÀN MẠNH HÙNG

THIẾT KẾ KẾT CẤU CỘT ANTEN TRẠM THU PHÁT SÓNG DI

ĐỘNG (BTS) CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình đặc biệt

(Xây dựng dân dụng và công nghiệp)

Mã số: 60 58 02 06

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn chính: Đại tá PGS TS TRẦN NHẤT DŨNG

HÀ NỘI – 2017

Trang 3

Cán bộ chấm phản biện 1:

Cán bộ chấm phản biện 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨHỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

Ngày tháng năm 2017

Trang 4

BẢNG XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Đoàn Mạnh Hùng

Đề tài luận văn: Thiết kế kết cấu cột Anten trạm thu phát

sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình đặc biệt

(Xây dựng dân dụng và công nghiệp)

Cán bộ hướng dẫn: Đại Tá PGS TS Trần Nhất Dũng

Tác giả, cán bộ hướng dẫn khoa học và hội đồng chấm luận văn xácnhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồngngày với các nội dung sau:

Ngày tháng năm 2017

CHỦ TỊCH HOẶC THƯ KÝ HỘI ĐỒNG

Trang 5

trung thực, của tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ vàpháp luật Việt Nam Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Mạnh Hùng

Trang 6

MỤC LỤC 6

TÓM TẮT LUẬN VĂN 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 8

DANH MỤC HÌNH VẼ 10

DANH MỤC BẢNG BIỂU 11

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về cột phát sóng di động BTS 3

2.2 Hiện trạng sử dụng các thiết bị BTS tại Việt Nam 5

2.3 Kết cấu cột BTS bằng thép 14

2.4 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỘT BTS 28

3.1 Phương pháp tính toán thiết kế đối với cột thép BTS dạng thanh dàn 28

3.2 Xác định tải trọng gió 30

3.3 Xác định ứng suất và kiểm tra bền cho các phần tử 37

3.4 Phần mềm thiết kế chuyên dụng TOWER 46

3.5 Kết luận chương 2: 52

CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM SỐ 53

4.1 Các nội dung thử nghiệm số 53

4.2 Bài toán thử nghiệm số với cột tự đứng đặt trên nóc nhà 56

4.3 Bài toán thử nghiệm số với cột có dây néo đặt trên nóc nhà 75

4.4 Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

CHƯƠNG 1:

TÓM TẮT LUẬN VĂN

- Họ và tên học viên: Đoàn Mạnh Hùng

- Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình đặc biệt

Trang 7

di động (BTS) cho địa bàn thành phố.

- Mục tiêu nghiên cứu của để tài: Đề tài luận văn tập trung nghiên cứucác thiết kế, tính toán kết cấu cho một vài dạng trạm BTS điển hình, thườnglắp dựng trên các thành phố lớn của Việt Nam Qua đó đánh giá mức độ antoàn của các thiết kế hiện hữu và đưa ra các đề nghị, khuyến cáo cụ thể chocác dạng cột đã khảo sát

- Phương pháp nghiên cứu và kết quả đạt được: Nghiên cứu các tài liệu,chương trình tính toán có liên quan ngoài ra luận văn cũng sẽ sử dụng một phầnmềm chuyên dụng, để thực hiện bài toán thử nghiệm số, tính toán thiết kế kếtcấu thép cho một (vài) cột BTS đã có Qua đó đánh giá mức độ anh toàn củathiết kế hiện hữu và có các kiến nghị cho các dạng kết cấu tương tự

Trang 8

d

Péng - Tải trọng gió tiêu chuẩn do thành phần động của gió gây ra

W0 - Giá trị áp lực gió phụ thuộc vào các vùng

K - Hệ số kể đến sự thay đổi của gió theo độ cao

Htđ - Độ cao phần tử cột

ai - Diện tích đón gió thanh thứ i trong mặt phẳng dàn đang xét

Li - Chiều dài thanh thứ i

Bi - Chiều rộng chắn gió của thanh thứ i

Hi - Chiều cao thanh thứ i (tính từ trọng tâm thanh thứ i đến cốt 0.00

giả định của cột)

Cx - Hệ số khí động

η - Hệ số kể đến ảnh hưởng của mặt khuất gió của dàn

A - Diện tích đường bao ngoài của mặt đón gió

b - Kích thước cạnh song song với mặt đón gió

h - Kích thước dàn theo hướng vuông góc với hướng đón gió

W pj - Áp lực tác dụng lên phần thứ j của cụng trình

W j - Trị số tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên

phần tử thứ j của cụng trình

ζ j - Hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao Zj

ν - Hệ số tương quan không gian với áp lực động của gió

γ - Hệ số độ tin cậy

M j - Khối lượng của phần công trình thứ j

động riêng thứ i

Trang 9

W Fj - Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên

phần tử thứ j của công trình

f1, f2 - Tần số dao động riêng thứ nhất, thứ hai của công trình

Ltt - Chiều dài tính toán của phần tử

rmin - Bán kính quan tính nhỏ nhất của tiết diện thanh

γdk - Hệ số điều kiện làm việc;

F ng - Diện tích nguyên của tiết diện thanh;

Wyth - Mômen kháng uốn theo hướng 0y của tiết diện thanh;

Rtt - Cường độ tính toán của thép khi chịu kéo, nén, uốn

ϕlt - Hệ số giảm cường độ khi thanh chịu nén lệch tâm

fba - Cường độ tính toán chịu kéo của bulông neo

Trang 10

MỤC LỤC 6

TÓM TẮT LUẬN VĂN 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 8

DANH MỤC HÌNH VẼ 10

DANH MỤC BẢNG BIỂU 11

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về cột phát sóng di động BTS 3

2.2 Hiện trạng sử dụng các thiết bị BTS tại Việt Nam 5

2.3 Kết cấu cột BTS bằng thép 14

2.4 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỘT BTS 28

3.1 Phương pháp tính toán thiết kế đối với cột thép BTS dạng thanh dàn 28

3.2 Xác định tải trọng gió 30

3.3 Xác định ứng suất và kiểm tra bền cho các phần tử 37

3.4 Phần mềm thiết kế chuyên dụng TOWER 46

3.5 Kết luận chương 2: 52

CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM SỐ 53

4.1 Các nội dung thử nghiệm số 53

4.2 Bài toán thử nghiệm số với cột tự đứng đặt trên nóc nhà 56

4.3 Bài toán thử nghiệm số với cột có dây néo đặt trên nóc nhà 75

4.4 Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

Trang 11

MỤC LỤC 6

TÓM TẮT LUẬN VĂN 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 8

DANH MỤC HÌNH VẼ 10

DANH MỤC BẢNG BIỂU 11

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về cột phát sóng di động BTS 3

2.2 Hiện trạng sử dụng các thiết bị BTS tại Việt Nam 5

2.3 Kết cấu cột BTS bằng thép 14

2.4 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỘT BTS 28

3.1 Phương pháp tính toán thiết kế đối với cột thép BTS dạng thanh dàn 28

3.2 Xác định tải trọng gió 30

3.3 Xác định ứng suất và kiểm tra bền cho các phần tử 37

3.4 Phần mềm thiết kế chuyên dụng TOWER 46

3.5 Kết luận chương 2: 52

CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM SỐ 53

4.1 Các nội dung thử nghiệm số 53

4.2 Bài toán thử nghiệm số với cột tự đứng đặt trên nóc nhà 56

4.3 Bài toán thử nghiệm số với cột có dây néo đặt trên nóc nhà 75

4.4 Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

Trang 12

MỞ ĐẦU

1 Cơ sở khoa hoạc và tính cấp thiết của đề tài

Khoa học công nghệ ngày càng phát triển, đến nay việc sử dụng điệnthoại di động đã trở thành nhu cầu không thể thiếu Để phổ cập mạng lưới vàtăng mức độ phủ sóng đến mọi địa bàn, khu dân cư trên cả nước, không thểthiếu các trạm thu phát sóng di động, còn gọi là các trạm BTS

Hiện nay các trạm thu phát sóng trên cả nước của các nhà mạng đã lêntới con số trên chục ngàn, các trạm BTS cũng có nhiều khác biệt về hìnhdạng, kích thước, loại kết cấu, loại vật liệu Các trạm phát sóng BTS có thểđược phân bố ở nhiều vùng miền khác nhau từ nông thông đến thành thị; từvùng rừng núi đến đồng bằng; từ đất liền đến hải đảo Trong đó một sốlượng rất lớn là các trạm BTS được xây dựng trong địa hình thành phố, nơi cómật độ dân cư đông đúc, số lượng các công trình nhà cửa bố trí rất gần nhau.Vấn đề đặt ra là các mỗi trạm BTS đặt ở khu vực nào thì cần phải có các thiết

kế riêng cho dạng địa hình, khu vực đó, sao cho phù hợp với địa hình, tảitrọng, khí tượng, thủy hải văn của khu vực

Cho đến tận thời điểm này, hầu hết các trạm BTS được xây dựng ở ViệtNam đều có dạng kết cấu điển hình là cột dàn thép Kết cấu cột thường có haidạng chính là cột tự đứng và cột có dây néo

Việc bố trí các trạm BTS theo thiết kế điển hình, hoặc do chất lượngthiết kế không đánh giá đủ đánh giá hết được các tải trọng và tác động, đãkhiến cho nhiều trạm BTS bị đổ, gãy khi có gió bão gây thiệt hại về kinh tế,

về vật chất và cả về con người

Vấn đề trên đây cảng trở nên nghiêm trọng khi số lượng các trạm BTSđược lắp dựng trên nóc các tòa nhà cao tầng ngày càng nhiều thêm Các sự cốgẫy đổ loại công trình này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế, gây hoang mang

Trang 13

cho dân cư đô thị mà còn đặt ra nhu cầu cấp bách phải kiểm tra, kiểm định lạicác thiết kế cột BTS một cách khoa học và đầy đủ hơn, an toàn hơn.

Việc phân tích đánh giá lại các thiết kế trạm BTS điển hình, nhất là cáctrạm được lắp đặt trên các địa hình thành phố vì thế cũng trở nên cấp bách vàcần thiết hơn bao giờ hết

2 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung nghiên cứu các thiết kế, tính toán kết cấu cho mộtvài dạng trạm BTS điển hình, thường lắp dựng trên các thành phố lớn củaViệt Nam Qua đó đánh giá mức độ an toàn của các thiết kế hiện hữu và đưa

ra các đề nghị, khuyến cáo cụ thể cho các dạng cột đã khảo sát

Luận văn cũng sẽ sử dụng một phần mềm chuyên dụng, để thực hiệnbài toán thử nghiệm số, tính toán thiết kế kết cấu thép cho một (vài) cột BTS

đã có Qua đó đánh giá mức độ anh toàn của thiết kế hiện hữu và có các kiếnnghị cho các dạng kết cấu tương tự

Trang 14

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về cột phát sóng di động BTS

BTS, viết tắt từ tiếng Anh Base Transceiver Station, là trạm thu phát

sóng di động, được dùng trong truyền thông về các thiết bị di động trong cácmạng viễn thông bởi các nhà cung cấp dịch vụ (ISP) Thông thường, BTSđược đặt tại 1 vị trí nhất định theo quy hoạch của các ISP (dựa theo mạng tổong), nhằm tạo ra hiệu quả thu phát sóng cao nhất với vùng phủ sóng rộng và

ít có các điểm, vùng nằm giữa các BTS mà không được phủ sóng

Trong những năm qua, ngành Thông tin và Truyền thông đã có bướcphát triển đột phá về cơ sở hạ tầng đáp ứng kịp thời nhu cầu thông tin liên lạc,phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng - an ninh Hệ thống cáctrạm thu phát sóng thông tin di động (BTS) xuất hiện ngày càng nhiều tại cáckhu vực đông dân cư, đặc biệt là các đô thị lớn

Trạm thu phát gốc, hay gọi tắt là trạm gốc (BTS) bao gồm các khối thuphát tín hiệu vô tuyến, Anten và các thiết bị mã hóa, giải mã thông tin trao đổivới thiết bị điều khiển trạm gốc (BSC) Thông thường, một BTS cơ sở sẽ cóvài bộ thu phát (TRX) để có thể phục vụ các tần số khác nhau cũng như vàisector khác nhau trong cùng một cell Một BTS được điều khiển bởi một BSCthông qua khối chức năng điều khiển trạm gốc (BCF - Base station ControlFunction) BCF được cung cấp như một phần tử độc lập hoặc được tích hợpvới TRX trong trạm gốc BCF thực hiện nhiệm vụ hoạt động và bảo trì(O&M) các kết nối tới Network Management System (NMS), và thực hiệncác công việc quản lý trạng thái của mỗi TRX, tức là nó sẽ điều khiển phầnmềm cũng như quản lý các thông báo…

Thiết bị lặp là thiết bị được đặt ở giữa trạm gốc và máy di động Nó có

2 Anten, một Anten hướng về trạm gốc và một Anten hướng về vùng dịch vụ

Trang 15

Thiết bị lặp khuếch đại các tín hiệu thu được và phát lại chúng theo cả haihướng đường lên và đường xuống với độ trễ vài micro giây.

Các thiết bị lặp có thể được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau.Ứng dụng cơ bản nhất là làm tăng vùng phủ cho trạm gốc, ví dụ tăng vùngphủ trong đường hầm Tuy vậy, thiết bị lặp cũng có thể được sử dụng để làmgiảm bớt nhiễu trong hệ thống vì các máy di động truyền thông qua thiết bịlặp cần công suất ra thấp hơn các máy di động truyền thông không có thiết bịlặp Đây là một trong số những điều quan tâm đặc biệt trong các hệ thống hạnchế nhiễu, như các hệ thống dựa trên CDMA, ở đó nhiễu giảm dẫn đến dunglượng tăng

Thiết bị lặp là thiết bị thu, khuếch đại và phát sóng mang RF bức xạhoặc truyền dẫn theo cả hai hướng đường xuống (từ trạm gốc đến vùng diđộng) và theo hướng đường lên (từ máy di động đến trạm gốc)

Thiết bị lặp chuyển đổi tín hiệu xuống IF (tần số trung gian), khuếchđại và lọc nó và chuyển đổi nó lại sang RF Thiết bị lặp không xử lý tín hiệutrong băng gốc, do đó nó không thể giải mã bất cứ thông tin nào Vì lý do này,các thiết bị lặp đã được coi như nằm ngoài phạm vi: không có thông tin đượcbao hàm trong báo hiệu, thiết bị lặp không thể biết khi nào phát theo hướngđường lên hoặc đường xuống

Các thiết bị lặp đã sử dụng trong các mạng như giải pháp mang lại lợinhuận đối với việc mở rộng vùng phủ trong các vùng định cư thưa thớt hoặccác môi trường với các điều kiện lan truyền đặc biệt như các tòa nhà cao tầng,các đường hầm, các xe điện ngầm, các sân vận động…

Hình dưới đây cho thấy mô hình sử dụng thiết bị lặp trong hệ thốngthông tin di động

Trang 16

Hình 1.1 Mô hình sử dụng thiết bị lặp

Trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng, các thiết bị trạm BTS

và thiết bị lặp GSM và WCDMA FDD phong phú và đa dạng về chủng loạithiết bị (cả về đặc tính kỹ thuật và kiểu dáng)

2.2 Hiện trạng sử dụng các thiết bị BTS tại Việt Nam

2.2.1 Hiện trạng

Hiện nay, thiết bị trạm BTS và thiết bị lặp GSM và WCDMA FDD sửdụng tại Việt nam do nhiều nhà khai thác, nhà sản xuất trên thế giới và khuvực cung cấp, với chủng loại thiết bị khá đa dạng (cả về mẫu mã và đặc tính

kỹ thuật)

Mạng GSM, WCDMA được triển khai và sử dụng ở Việt Nam đã lâu,

số thuê bao di động tại Việt Nam đã lên tới khoảng 136 triệu thuê bao (tínhđến hết tháng 6/2013) Việt Nam đã trở thành nước có số thuê bao đứng thứ 6Châu Á Hiện nay, các nhà khai thác chủ yếu sử dụng thiết bị trạm thu phátgốc được cung cấp bởi các nhà sản xuất lớn trên thế giới như: Ericsson,

Cell C

Thiết bị lặp

Trang 17

Alcatel-Lucent, Motorola, Huawei, ZTE, Nokia Thiết bị trạm gốc bao gồmloại tập trung và phân tán Hiện nay, tổng số lượng thiết bị trạm gốc thông tin

di động GSM và WCDMA đang được sử dụng tại Việt Nam là khoảng trên120.000 trạm trong đó chủ yếu là của 3 nhà mạng Mobifone, VinaPhone,Viettel Số lượng thiết bị trạm gốc của Viettel chiếm số lượng nhiều nhất vớikhoảng 54.000 trạm

Với số lượng thuê bao lớn và ngày càng tăng, đặc biệt là tại các thànhphố lớn, trung tâm các thị xã, thị trấn các nhà mạng phải xây dựng các trạmBTS với mật độ cao để đảm bảo vùng phủ sóng và chất lượng dịch vụ chongười sử dụng Đặc biệt những năm gần đây, các nhà mạng phải tăng cường

mở rộng hạ tầng mạng thông tin di động để đáp ứng các dịch vụ trên nền tảng3G, 4G, vì vậy các trạm BTS ngày càng nhiều hơn, dày hơn Khoảng cáchgiữa các trạm BTS trên cùng một mạng trước đây đối với 2G ở vào khoảng 2

km thì nay rút ngắn còn 300m

Trang 18

Hình 1.2 Trạm BTS xây dựng ở vùng nông thôn

2.2.2 Quy trình và thực trạng xây dựng trạm BTS ở Việt Nam

Trên cơ sở Thông tư 10/2012/TT-BXD về hướng dẫn chi tiết một sốnội dung của Nghị định số 64/2012/NĐ-CP ngày 04/9/2012 của Chính phủ về

Trang 19

cấp giấy phép xây dựng, UBND các tỉnh ban hành Quyết định cấp phép xâydựng trên địa bàn tỉnh Theo đó doanh nghiệp thông tin di động khi xây dựng,lắp đặt trạm BTS thì phải được phê duyệt chấp thuận vị trí của Sở Thông tin

và Truyền thông, lập hồ sơ xin cấp phép xây dựng theo quy định đối với tất cảcác công trình xây dựng trạm BTS Thẩm quyền cấp phép xây dựng do SởXây dựng cấp phép đối với cột có độ cao trên 35m, do UBND cấp huyện cấpđối với cột Anten có chiều cao dưới 35m

Hình 2.3 Quy trình xây dựng và triển khai 01 trạm BTS ở Việt Nam

Hồ sơ xin cấp phép lắp đặt các trạm BTS hiện nay gồm khoảng 15 loạigiấy tờ liên quan, trong đó khó nhất là văn bản xác nhận của chính quyền địaphương và sự đồng ý của người dân về vị trí lắp đặt trạm Thực tế có nhiềutrạm BTS đã đưa vào hoạt động chưa có phép hoặc mới xin cấp phép để hợpthức hóa”, vị cán bộ phường cho biết

Hiện nay các trạm BTS được chia thành 02 loại như sau:

- Trạm BTS loại 1: là công trình xây dựng bao gồm nhà trạm và cộtAnten thu, phát sóng thông tin di động được xây dựng trên mặt đất;

Trang 20

- Trạm BTS loại 2: là cột Anten thu, phát sóng thông tin di động và thiết

bị phụ trợ được lắp đặt trên các công trình đã được xây dựng

Các trạm BTS khi xây dựng, lắp đặt yêu cầu phải có giấy phép xâydựng Khi xây dựng, lắp đặt các trạm BTS chủ đầu tư phải xin giấy phép xâydựng theo hướng dẫn của Thông tư này và các quy định hiện hành có liênquan Các trạm BTS loại 2 được lắp đặt ở ngoài phạm vi khu vực phải xinphép xây dựng thì được miễn giấy phép xây dựng

Yêu cầu đối với thiết kế trạm BTS loại 2: Trước khi thiết kế phải khảosát, kiểm tra bộ phận chịu lực của công trình để xác định vị trí lắp đặt cộtAnten và thiết bị phụ trợ Việc thiết kế kết cấu và thiết kế thi công cột Antenphải căn cứ vào điều kiện cụ thể của công trình, điều kiện tự nhiên, khí hậucủa khu vực lắp đặt để đảm bảo khả năng chịu lực, an toàn và ổn định côngtrình và cột Anten sau khi lắp đặt

Việc xây dựng, lắp đặt các trạm BTS trong mọi trường hợp phải bảođảm an toàn cho công trình, công trình lân cận Nhưng thực tế có nhiều trạmBTS hiện lắp đặt trên các công trình nhà dân, khu chung cư chưa được kiểmsoát chặt chẽ

Theo Bộ Xây dựng, thống kê chưa đầy đủ, trên cả nước có 149 cột thápAnten cao trên 100m và hàng vạn cột tháp có chiều cao dưới 100m Tuynhiên, cho đến nay mới có 68/149 cột tháp cao trên 100m được kiểm địnhchất lượng Đối với các cột tháp có chiều cao dưới 100m các chủ đầu tư, đơn

vị khai thác sử dụng chủ yếu đang rà soát số lượng và chất lượng để phânloại, lập kế hoạch kiểm định, bảo trì Kết quả các cột tháp đã thực hiện kiểmđịnh cho thấy một số cột tháp Anten còn tồn tại khiếm khuyết về chất lượng,tiềm ẩn nhiều rủi ro, nếu không kịp thời khắc phục có nguy cơ xảy ra sự cốkhi chịu tác động của gió bão

Trang 21

2.2.3 Các sự cố gẫy đổ trạm BTS

Tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP HCM là nơi có rất nhiều côngtrình tháp thu phát sóng viễn thông, cột BTS trên địa bàn Trong đó, nhiềunhất các trạm BTS (loại 2), là loại cột Anten thu, phát sóng thông tin di động

và thiết bị phụ trợ được lắp đặt trên các công trình đã được xây dựng

Theo ghi nhận của báo chí, tại một số khu vực nội thành Hà Nội nhưđường Láng Hạ, Láng, Trần Duy Hưng, Lê Duẩn, Ô Chợ Dừa, La Thành…đang tồn tại rất nhiều cột thu phát sóng làm bằng sắt lắp ghép, cao 20-30 m vàđược cố định bởi nhiều sợi cáp trên nóc nhà các toà nhà cao tầng

Với tình trạng xây dựng còn không ít lộn xộn, quy trình bảo trì, bảodưỡng không được tuân thủ đầy đủ, thậm chí thiết kế cũng có thể chưa phùhợp dẫn đến hiện tượng khi vào mù mưa bão tình trạng các cột an ten phátthanh truyền hình đặc biệt là các cột an ten viễn thông BTS đổ gãy hàng loạt,dường như năm nào cũng có Gây tổn hại không nhỏ cho các nhà mạng, gâyhoang mang cho dư luận

Trang 22

Hình 3.1 Trạm BTS ngã đổ gây thiệt hại cho nhà xung quanh.

Tình trạng gẫy đổ của các cột BTS thậm chí còn diễn ra khi khôngtrùng với thời điểm có mưa bão Mới đây, ngày 8 tháng 7 nắm 2016, một cơngió mạnh đã khiến cho cột thu phát sóng đặt tại nóc toà nhà Thăng Long Ford

số 105 Láng Hạ (quận Đống Đa, Hà Nội) bị gãy, đổ làm 1 người chết Điềunày, một lần nữa gióng lên hồi chuông cảnh báo về nguy cơ mất an toàn củacác công trình tháp thu phát sóng viễn thông, cột BTS trên địa bàn thành phố

Hình 3.2 Cột thu phát sóng bị gãy, đổ tại tòa nhà Thăng Long Ford 105 Láng

Hạ.

Năm 2013 bão số 10 đã làm gãy đổ 57 cột BTS thuộc các doanh nghiệpviễn thông: Viettel, Vietnammobile, MobiFone trên địa bàn tỉnh QuảngBình Trong đó có 32 cột gãy, đổ và có gây thiệt hại trực tiếp đến tài sản củangười dân như nhà ở, sân, vườn

Trang 23

Hình 3.3 Hiện trường vụ sập cột BTS tại xã Gia Ninh (Quảng Bình) do cơn

bão số 10 (2013) gây ra

Về nguyên nhân gãy, đổ, theo đánh giá thì có lỗi do chủ quan trongthiết kế, thi công xây dựng công trình và lắp đặt thiết bị Kết quả kiểm traphần lớn các cột BTS bị gãy, đổ đều chưa được cấp phép xây dựng, chỉ có10/57 trạm BTS đã được cấp phép xây dựng, còn lại là không có giấy phép,trong đó nhiều nhất là của VNPT

Tiến độ khắc phục hạ tầng cột BTS bị gãy, đổ do cơn bão số 10 gây racũng rất chậm, dẫn đến chất lượng dịch vụ thông tin di động không đảm bảo

Do chưa có sự thống nhất về mức độ đền bù giữa nhà mạng với người dân.Mặt khác, sau khi chứng kiến việc gãy đổ, một số người dân cũng lo lắng vềtính an toàn khi được xây dựng quá gần nhà ở

Trang 24

Vào khoảng 8h sáng (17/5/2016), cột phát sóng BTS của Viettel tại sốnhà 21, đường Bạch Liêu, TP Vinh (Nghệ An) bỗng dưng bốc cháy dữ dội.Tại hiện trường, cột phát sóng BTS bị thiêu rụi, đổ sập Căn nhà số 23 bị cộtphát sóng làm hư hỏng phần mái Rất may vụ hỏa hoạn không gây thiệt hại vềngười.

Hình 3.4 Cột phát sóng BTS bị cháy đổ sụp xuống ngôi nhà bên cạnh

Theo ý kiến một số chuyên gia, thông tư liên tịch hướng dẫn về cấpphép xây dựng đối với các trạm BTS giữa Bộ Xây dựng và Bộ TTTT khôngquy định rõ khoảng cách tối thiểu từ cột BTS đến nhà dân nên thực tế cáctrạm BTS luôn sát nhà dân, thậm chí ngay trên nóc nhà Chính vì vậy rất lànguy hiểm khi bị gãy đổ do thiên tai, mà cơn bão số 10 năm 2013 là một ví

dụ

Báo cáo kết quả các cột tháp đã thực hiện kiểm định cho thấy một sốcột tháp Anten còn tồn tại khiếm khuyết về chất lượng, tiềm ẩn nhiều rủi ro,

Trang 25

nếu không kịp thời khắc phục có nguy cơ xảy ra sự cố khi chịu tác động củagió bão.

Bộ Xây dựng đã yêu cầu các chủ đầu tư, đơn vị khai thác sử dụng côngtrình tháp Anten truyền thông tổ chức kiểm định chất lượng đối với các cộttháp Anten và tiến hành khắc phục các tồn tại về chất lượng được nêu trongbáo cáo kiểm định (nếu có)

Sự việc các cột thu phát sóng đặt tại nóc các toà nhà bị gãy đổ, gây tainạn lại một lần nữa gióng lên hồi chuông cảnh báo các địa phương cần phảithắt chặt hơn nữa trong việc tăng cường kiểm soát chất lượng các công trìnhtháp thu, phát sóng viễn thông, truyền thanh, truyền hình, cột BTS trên phạm

vi toàn quốc nhằm đảm bảo an toàn cho người dân và bản thân công trình

2.3 Kết cấu cột BTS bằng thép

Thép là một trong hai loại vật liệu quan trọng nhất trong xây dựng ởViệt Nam hiện tại cùng với vật liệu bê tông cốt thép Thép đặc biệt thích ứngđối với các công trình dạng cột, dạng tháp có yêu cầu về chiều cao và kết cấuđơn giản có khả năng lắp dựng nhanh và linh hoạt thi công trong nhiều dạngđịa hình khác nhau

Kết cấu cột dàn thép là một kết cấu chịu lực trong công trình xây dựng,được tổ hợp bởi các phần tử kết cấu dạng thanh được làm từ thép Kết cấu cộtdang thép có ưu điểm vượt trội trong việc sử dụng để xây dựng các dạng côngtrình dạng cột dạng tháp do tận dụng tối đa khả năng làm việc của các phần tưthanh (chịu lực dọc) dẫn đến tiết kiệm vật liệu và an toàn trong sử dụng

2.3.1 Cột phát sóng di động bằng thép

BTS đặt trên nóc nhà

Trang 26

Đặc thù là cột Anten được xây dựng trên nóc các nhà cao tầng trong địabàn thành phố Do đó khi tính toán thiết kế ngoài các yếu tố liên quan đếnviệc xác định tải trọng tác dụng lên công trình còn có các yêu cầu khác liênquan như điều kiện xây dựng, lắp đặt, tính thẩm mỹ, khả năng ảnh hưởngđếnsức khẻo, đến môi trường sống của cộng đồng chung quanh Trong phạm

vi nghiên cứu của luận văn có thể nêu một số các yếu tố ảnh hưởng chủ yếunhư sau:

+ Khả năng ảnh hưởng của cột phát sóng đến môi trường và sức khỏe

của người dân quanh vị trí đặt cột:

Hiện nay ĐTDĐ ở nước ta đang sử dụng hai công nghệ là GSM(Vinaphone, Mobifone, Viettel) ở dải tần 900 MHz, 1800 MHZ Mỗi doanh

nghiệp được cấp phát một đoạn băng tần nhỏ (một vài chục MHz) trong dải

tần nói trên Mỗi đoạn nhỏ này lại được chia thành các kênh để sử dụng Đốivới trạm gốc BTS, Anten thường được đặt trên nóc các ngôi nhà cao hoặc trêncột Anten độc lập, độ cao thông thường khoảng từ 20m đến 30m Anten củatrạm gốc di động là Anten có hướng, chỉ phát xạ về một phía Mỗi BTSthường có 3 Anten đặt lệch nhau góc 120o và lệch so với phương thẳng đứngmột góc khoảng 6o để phủ sóng xuống mặt đất xung quanh Búp sóng chínhcủa Anten chạm đất ở khoảng cách từ 40m đến 200m

Công suất phát của BTS được nhà khai thác tự cài đặt nhưng để đảmbảo không gây nhiễu cho các BTS xung quanh, công suất cực đại không quá

30 W mỗi kênh Mỗi BTS sử dụng từ 2 đến 4 kênh, do đó công suất cực đạicủa mỗi BTS vào khoảng 60 đến 120W Công suất trung bình thường nhỏ hơncon số này khá nhiều) Với một BTS công suất 60W sử dụng Anten sector

120o cao 20m (độ tăng ích của Anten là 50dB) sẽ sinh ra một trường điện từ

mà ở khoảng cách 100m thì thông lượng của trường điện từ đó vào khoảng0,00001 W/cm2, tức là nhỏ hơn tác động của máy cầm tay đến vỏ não khoảng

Trang 27

2000 lần Ở các vị trí gần cột Anten hơn, do chỉ chịu ảnh hưởng của các búpsóng phụ có công suất bức xạ nhỏ hơn búp sóng chính nhiều lần nên thônglượng điện từ giảm đi nhanh chóng Do đó với các cột phát sóng có chiều caolớn hơn 20m các sóng điện từ phát ra từ cột phát sóng đảm bảo an toàn chongười và môi trường sống chung quanh theo tiêu chuẩn khắt khe nhất củaWHO

+ An toàn trong quá trình sử dụng

Tất cả các cột Aten do đặc tính có chiều cao tương đối lớn Việc an toàntrong quá trình sử dụng không những ảnh hưởng đến tính mạng con ngườiđến công trình xây dựng mà còn ảnh hưởng đến thương hiệu và lợi nhuận củadoanh nghiệp Do đó khi tính toán ngoài việc tính toán chính xác, sử dụngđúng các thiết bị theo quy định còn phải đáp ứng các yêu cầu của ngành vàcủa các ngành khác có liên quan như chiều cao tĩnh không, khả năng chốngsét…vv

Do điều kiện thực tế các cột Anten trên nóc thường được triển khai lắpđặt khi tòa nhà đã đưa vào sử dụng do đó khi tính toán thiết kế cần lườngtrước phương án vận chuyển nguyên vật liệu, cấu kiện đến vị trí lắp đặt màkhông ảnh hưởng hoạt động bình thường của ngôi nhà Ngoài ra công trìnhphải tối ưu về trọng lượng cũng như điều kiện lắp đặt để phù hợp với kết cấuhiện hữu của tòa nhà Giảm thiểu nhất công tác đập phá, sửa chữa ảnh hưởngđến kết cấu và kiến trúc sẵn có của tòa nhà nơi lắp đặt cột Anten

Có nhiều hình dạng cột BTS tuy nhiên ở Việt Nam do điều kiện thicông cũng như công tác vận chuyển lắp đặt người ta thường sử dụng 2 dạngcột cơ bản là cột dây co và cột tự đứng Đối với mỗi dạng cột có cách tínhtoán khác nhau Cột dây co có trọng lượng nhỏ hơn cột tự đứng đối với cùngmột độ cao hữu ích, tuy nhiên cột dây co đòi hỏi phải có mặt bằng đủ rộng

Trang 28

khả năng lắp đặt trên nóc nhà khó thực hiện và tốn kém do phải thuê mặt bằngrộng hơn so với cột tự đứng Do đó hiện nay với việc áp dụng thép cường độcao vào trong thiết kế trọng lượng công trình nhỏ hơn nhiều so với thép thôngthường, kết cấu dạng cột tự đứng thường được chọn làm phương án tối ưu vàđược áp dụng ngày càng rộng rãi

c Vật liệu chế tạo cột và cấu tạo liên kết

Như đã nói ở trên việc đưa thép cường độ cao vào trong thiết kế tínhtoán cột là phương án tối ưu và phù hợp với các cột tự đứng trên nóc nhàtrong địa bàn thành phố Ngoài ra để thuận lợi trong quá trình lắp đặt, vậnchuyển, cải tạo, tháo dỡ và bảo trì, bảo dưỡng trong quá trình sử dụng, việc sửdụng liên kết bulong phù hợp hơn so với tất cả các hình thức liên kết khác

2.3.2 Các dạng thiết kế cột BTS bằng thép thông dụng hiện nay

Với sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin các cột Antenngày càng đa dạng, nhiều hình thức và linh hoạt đáp ứng mọi hình thức phục

vụ

Thông thường cột Anten được chia làm hai loại như sau:

Trong đó mỗi loại cột lại được chia thành các dạng khác nhau trong đóphần lớn là các dạng như sau:

Trang 29

Hình 2.8 Phân loại cột an ten BTS

Trang 30

Cột tự đứng 3 chân

Cột tự đứng 4 chân

Hình 2.1 Một số dạng của cột tự đứng

Trang 31

Cột cóc trên mái

Cột tự đứng trên mái

Hình 2.2 Cột tự đứng đặt trên nóc nhà

Trang 32

Các đốt cột chế tạo sẵn trong nhà máy

Tháp sau khi hoàn thiện

Hình 2.3 Cột có dây néo đặt trên nóc nhà

Trang 33

b Cột BTS đặt trên mái nhà

Cột hoặc tháp BTS được xây dựng để đặt các Anten thu phát sóng(Anten CDMA) và các Anten truyền dẫn (Anten MW) ở các độ cao cần thiết.Các loại tháp đặt trên mái nhà có hệ móng là các dầm hoặc dựng trực tiếp trênsàn mái Các loại tháp GBT được đặt trên hệ móng cọc hoặc móng bè (bản vàcác dầm móng)

Tháp trên mái nhà có thể dùng dạng cột dây co (GMT) thường có chiềucao từ 12 đến 27 m Các chi tiết thường được chế tạo sẵn trong nhà máy vàđược lắp ghép tại công trường (hình 1.11)

Tháp loại tự đứng trên nóc nhà (SST) giống như loại tháp trên mặt đấtnhung có qui mô nhỏ hơn Thường có chiều cao từ 17 đến 32m (hình 1.10,hình 1.12)

Chân tháp đặt các dầm móng

Trang 34

Tháp sau khi hoàn thiện

Hình 2.4 Cột BTS đặt trực tiếp lên kết cấu đỡ mái của nhà

Móng cho các loại tháp đặt trên mái nhà là các dầm được kê lên cáccột, hoặc dầm của nhà

2.3.3 Tải trọng tác động lên công trình cột BTS

Cột BTS đều là các kết cấu ngoài trời, có độ cao khá lớn, thời gian tồntại hàng chục năm nên các tải trọng và tác động đến các công trình dạng này

là rất phong phú và đa dạng Các tải trọng này tùy mức độ và điều kiện tácđộng có thể có những ảnh hưởng nguy hại khác nhau đến kết cấu cột Trong

số đó đáng kể nhất đó là các tải trọng, tác động sau:

Trang 35

- Tĩnh tải: bao gồm trọng lượng bản thân công trình, tuy tải này không

thật lớn nhưng là tải trọng thường xuyên, luôn có mặt trong mọi trường hợp tổhợp tải trọng;

- Tải trọng treo: là các tải trọng do an ten, do thiết bị số được đính kèm

trên cột Các tải trọng này thường được quy về nút (tại vị trí treo)

- Tải trọng gió: gió là dạng tải trọng ngang gây ảnh hưởng lớn nhất đến

độ bền kết cấu cột BTS, gió cũng là nguyên nhân quan trọng đã và đang gây

ra các sự cố về cột BTS trong những năm qua

- Tải trọng do sét: đây có thể xem là dạng tải trọng đặc biệt, vì nếu được

thiết kế đúng thì tải trọng do sét gây ra sẽ rất nhỏ và hiếm khi có thể gây ra sự

cố đối với cột BTS Tuy nhiên nếu các thiết kế chống sét không được lắp đặt

và bố trí đúng, tải trọng do sét đánh trúng cột sẽ trở nên vô cùng nguy hiểm

- Tải trọng do sai lệch trong chế tạo và lắp dựng: đây là dạng tải trọng

luôn tồn tại trong mọi công trình dạng cột Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng và trị

số tải trọng ở mỗi công trình lại rất khác nhau Nếu công trình được lắp dựngđúng cách, được bảo trì theo định kỳ, thì tải trọng này sẽ là không đáng kể.Ngược lại nếu công trình lắp dựng cẩu thả, không được bảo trì thườngxuyên trị số của tải trọng này là rất đáng kể và hoàn toàn có thể trở thànhnguyên nhân gián tiếp gấy ra sự cố đối với cột BTS

- Ảnh hưởng của thời gian và khí hậu: thời gian, khí hậu nóng ẩm

luôn là kẻ thù nguy hiểm của các công trình dạng cột thép nối chung và củacác cột BTS nói riêng Thời gian và khí hậu có thể làm cho các thanh bị han

rỉ, bị bào mòn; có thể làm cho các liên kết bu lông bị tự lỏng; làm cho cácchân cột bị nghiêng, lệch tất cả các yếu tố này đều rất nguy hiểm đối với cột

và đều có thể là nguyên nhân gián tiếp dẫn đến sự cố cho cột

Trang 36

2.3.4 Sự khác biệt của cột BTS xây dựng trong môi trường đô thị

Các cột BTS trong đô thị đã và đang được xây dựng ngày càng nhiều

để phục vụ các mạng viễn thông di động So với các trạm BTS xây dựng ởnông thôn hay ở vùng trung du, đồi núi, thì trạm BTS có một số khác biệt nếukhông để ý đến trong quá trình thiết kế sẽ dẫn đến những sai lầm nghiêmtrọng có thể gây ra sự cố cho cột BTS Các khác biệt đó có thể kể ra là:

- Các cột BTS thành phố thường được đặt ngay trên nóc các tòa nhà caotầng để tận dụng chiều cao của nhà Do vậy khi thiết kế tính toán tải trọng gió,nếu chỉ kể đến chiều cao cột, bỏ qua chiều cao tòa nhà sẽ mắc phải sai số tínhtoán rất lớn Nếu cột BTS cao 30m mà ta chỉ thiết kế với gió ở ca trình 30mthì trị số gió tính toán sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với thực tế Đây cũng chính là

lý do không thể sử dụng các cột có thiết kế mẫu ở vùng nông thôn, đồi núi đểlắp đặt cho các trạm BTS ở thành phố

- Do điều kiện thanh phố thường chật hẹp nên các cột BTS xây dựng ởthành phố thường có chu vi đáy cột rất hẹp (các chân cột thường chỉ cáchnhau vài mét), điều này khiến cho mức độ ổn định chống lật của cột kém đinếu so với các cột cùng loại nhưng có chu vi đáy lớn

- Cũng do điều kiện mặt bằng chật hẹp nên các cột BTS trong thành phốthường khó bảo hành, bảo trì hơn so với các cột ở vùng nông thôn Nếu khôngđược bảo hành, bảo trì thường xuyên đúng quy trình thì nguy cơ các sai lệch

do thời gian, do khí hậu sẽ gia tăng

- Cột BTS đặt trên mái nhà có chân cột đặt trực tiếp lên kết cấu chịu lực(dầm, cột) của nhà cao tầng Nếu các kết cấu dầm, cột của nhà không đủ cứngvững rất dễ xảy ra mất an toàn Điều này còn đặc biệt nguy hiểm nếu nhà đãxây xong, mới khảo sát cho lắp dựng cột BTS Khi đó kết cấu đỡ mái của nhà,

Trang 37

chỉ được thiết kế chịu tải trong thông thường trên mái, nay bỗng nhiên phảichịu thêm các tải trọng từ BTS truyền xuống.

Thực tiễn cho thấy các khác biệt của cột BTS xây dựng trong môitrường thành phố là rất lớn so với các cột cùng chiều cao được xây dựng tạicác vùng nông thôn Các khác biệt này khiến cho việc thiết kế phải được tínhđếm cho từng chiếc cột riêng lẻ, nếu áp dụng đại trà, theo thiết kế mẫu, thiết

kế điển hình cho các cột BTS sẽ rất dễ mắc sai lầm hoặc chí ít cũng dẫn đến

sự không đồng bộ và nhiều khả năng đây cũng chính là nguyên nhân khiếncho trạm BTS hay bị gãy đổ khi mà gió bão đo được chưa đạt đến cấp độ gióthiết kế Nội dung này cũng chính là một trong các nhiệm vụ nghiên cứu củaluận văn

2.4 Kết luận chương 1

Hiện nay các trạm thu phát sóng trên cả nước của các nhà mạng đã lêntới con số trên chục ngàn, các trạm BTS cũng có nhiều khác biệt về hìnhdạng, kích thước, loại kết cấu, loại vật liệu Chất lượng thiết kế cũng khôngthật sự đồng đều, đã từng có nhiều trạm BTS bị đổ, gãy khi có gió bão gâythiệt hại về kinh tế, về vật chất và cả về con người, gây tâm lý hoang mang, lo

sợ cho các cư dân sống quanh vùng có các trạm BTS đặc biệt là tại các địabàn thành phố là nơi có dân số tập trung đông đúc

Đề tài luận văn nghiên cứu “Thiết kế kết cấu thép cột Anten trạm thu

phát sóng di động (BTS) cho địa bàn thành phố” có ý nghĩa khoa học và ý

nghĩa thực tiễn

Nội dung nghiên cứu của luận văn sẽ chủ yếu tập trung vào một sốdạng cột dạng tháp được thi công xây dựng trên nóc các ngôi nhà trên địa bànthành phố như cột ba chân, cột bốn chân, cột có các thanh liên kết chính dạngống các thanh liên kết phụ dạng thép hình được liên kết với nhau bằng bản

Trang 38

mã, cột có các thanh liên kết hoàn toàn bằng thép hình dạng chữ V Ngoài raluận văn sẽ chọn lựa thử nghiệm số với một vài dạng cột điển hình khi có vàkhông kể đến ảnh hưởng của chiều cao nhà, để làm rõ ảnh hưởng của chiềucao nhà đến độ bề của kết cấu công trình Qua đó sẽ có các nhận xét, khuyếnnghị cho các công trình xây dựng tương tự.

Trang 39

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỘT BTS

3.1 Phương pháp tính toán thiết kế đối với cột thép BTS

dạng thanh dàn

3.1.1 Nguyên tắc giải bài toán

Nguyên tắc chung để giải bài toán chuyển vị, nội lực, ứng suất cho kếtcấu cột dàn thép là sử dụng các phần mềm phần tử hữu hạn (PTHH) dạngthương phẩm hoặc dạng phần mềm chuyên dụng Để làm được điều đó, trướchết ta phải xác định các số liệu đầu vào như sau:

- Xây dựng sơ đồ tính (sơ đồ nút, phần tử) của hệ cột;

- Xác định các tham số về vật liệu, hình học của các phần tử;

- Xác định liên kết và các vị trí giải phóng liên kết;

Các thanh dàn của cột được nhập vào theo sơ đồ nút, sơ đồ phần tử theodạng bài toán không gian (3D), sau đó được tính toán với từng nhóm tải trọng

cơ bản và tải trọng tổ hợp để có được các kết quả chuyển vị, nội lực và ứngsuất trong kết cấu

Trang 40

Từng thanh của cột BTS được thiết kế để đủ khả năng chịu lực (kiểmtra bền theo điều kiện ứng suất); đủ khả năng đảm bảo ổn định kết cấu và tínhtoán liên kết cho thanh (liên kết hàn, đinh tán hoặc liên kết bu lông) Cột đượcxem là an toàn khi tất cả các thanh trong cột đều an toàn với mọi nhóm tảitrọng.

Để đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể cho cột, trị số chuyển vị ngangcực đại của đỉnh cột không được vượt quá giới hạn cho phép (thường lấykhoảng 1% chiều cao H)

Trong quá trình giải nội lực và chuyển vị thông thường các phần mềmPTHH cũng sẽ cho ra kết quả của phản lực gối tựa tại các liên kết chân cột.Các phản lực gối tựa này chính là số liệu đầu vào để thiết kế nền móng chokết cấu cột BTS Mà trong bài toán cột BTS đặt trên nóc nhà thì đây chính làcác thành phần tải trọng tập trung đặt lên các kết cấu mái (dầm cột tại vị trímái nhà)

3.1.2 Các thành phần tải trọng

Cột BTS đặt trên nóc nhà chịu ảnh hưởng của rất nhiều thành phần tảitrọng và tác động Các tải trọng này theo TCVN 2737-1995, được chia thànhcác nhóm tải trọng cơ bản:

- Tĩnh tải: gồm trọng lượng bản thân kết cấu cộng với các tải trọng treocủa an ten, thiết bị

- Hoạt tải dài hạn: là tải trọng không thường xuyên nhưng thời gian tácdụng có thể tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định và tương đối dài, có

tể kể ra đó là hoạt tải sửa chữa, hoạt tải do con người gây ra

- Hoạt tải gió (ngắn hạn): là hoạt tải do gió gây ra, đây là hoạt tải phứctạp nhất và ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền, độ ổn định của cột cũng như

Ngày đăng: 19/06/2017, 19:33

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[4] Nguyễn Mạnh Yên : “Phương pháp số trong cơ học kết cấu” Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phương pháp số trong cơ học kết cấu
Nhà XB: Nhàxuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 2000
[5] Nguyễn Mạnh Yên : “Phương pháp số trong cơ học kết cấu” Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phương pháp số trong cơ học kết cấu
Nhà XB: Nhàxuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà nội 2000
[8] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCXDVN 375 - 2006, Thiết kế cụng trỡnh chịu động đất, NXB Xõy dựng, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: chịu động đất
Nhà XB: NXB Xõy dựng
[9] Krishnamoorthy C.S. : "Finite Element Analysis - Theory and Programming" New Delhi 1995 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Finite Element Analysis - Theory andProgramming
[11] Scott Robert Ladd : “C ++ kỹ thuật và ứng dụng”, NXB SCITEC 1992 Sách, tạp chí
Tiêu đề: C++ kỹ thuật và ứng dụng
Nhà XB: NXB SCITEC1992
[1] Nguyễn Quốc Bảo - Trần Nhất Dũng: Phương pháp phần tử hữu hạn, lý thuyết và lập trình (2 tập) NXB KHKT 2012 Khác
[2] GS.TSKH Nguyễn Văn Hợi: Tính kết cấu tương tác với nền đàn hồi, Hà Nội 3/2004 Khác
[3] Công trình bến cảng biển, tiêu chuẩn thiết kế 22TCN-207-92. Bộ Giao thông Vận Tải và Bưu điện, Hà nội 1992 Khác
[6] Tải trọng và tác động, tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995 nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội 2005 Khác
[7] Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737-1995 : TCXD 229 - 1999 (Nguyễn Đăng Bích) Khác

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w