移动通信基站在城区的典型天馈设计——组合抱杆

蒋庆益,汪日光

（1.合肥市规划设计研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工业学院机电学院,安徽合肥 230022）

移动通信基站在城区的典型天馈设计
——组合抱杆

蒋庆益1,汪日光2

（1.合肥市规划设计研究院,安徽合肥230041;2.安徽建筑工业学院机电学院,安徽合肥 230022）

通信事业已日益成为关系到国计民生的大事,通信基站的建设与管理则是通信事业发展的基本支持和保证。城市中的基站建设土建方面的内容主要分为机房和天馈建设。主要讨论了一种典型的城区基站天馈——组合抱杆的具体设计过程和计算方法,这为以后此类基站的设计提供一些参考。

基站建设;天面建设;组合抱杆

在通信网络建设中,基站的建设是不可或缺的,国内三大运营商纷纷为此投入重金。移动通信基站是提供无线通信覆盖的必要方式,它为移动设备提供接入服务,要实现网络覆盖全面,即手机保持较好的信号,就必须架设基站,否则将无法为用户提供正常的通信服务。

随着我国城市化进程的不断推进,涌入城市的人口数量越来越多。据统计,我国手机用户每百人拥有量已达到41.6部,城市居民的手机拥有率则更高,无论是现在的2G还是将来的3G,城区的网络覆盖都是移动通信运营商建设的重点。

1 基站概况[1]（P8-9）

1.1 该基站位于某邮政楼上,该楼为框架结构共2层,15米组合抱杆拟建于2层顶。详见图1。

1.2 查勘工具:混凝土回弹仪、钢筋位置测定仪、混凝土碳化深度测定仪、钢尺等。

1.3 查勘依据:GB50009-2001、GB50010-2002、GB/T50344-2004。

1.4 通过设计人员携带相应的查勘工具到现场查勘,现场实测楼板为钢筋混凝土现浇板,板厚为100mm,并带回原有相应的设计图纸（可提供原结构的结构参数）以便后序的设计复核。

2 组合抱杆设计参数

2.1 本基站天面拟建设15m的组合抱杆,该设计为15米3根钢管通过斜撑连接而成,3根钢管底端通过槽钢搁置在梁上,槽钢底部不平整则用6mm厚钢板在梁顶处找平。四面均匀拉线,总重量为1929Kg（含钢绞线夹墙板及接地）。

2.2 本组合抱杆材料为Q235钢（钢管为20号钢）,焊条采用E43,螺栓采用国标4.8级。组合抱杆所有构件（含拉锚）均须热镀锌防腐。

2.3 设计指标:该组合抱杆设计基本风压0.45KN/ m2,天线高度按40m计算,总水平力8.78KN,拉线拉力19.5KN,单管压力11.9KN。该设计使用年限50年。

3 设计过程[2]（P10-11）[3]（P23-25）[4]（P42-52）

3.1 设计模型的建立

从带回来的设计图纸资料可以看到,该邮政楼是2001年设计的,当时2层顶的屋面活荷载按上人屋面（活载取值为1.50KN/m2）设计的。由于时间较久,设计院的原始计算模型也已找不到,考虑到本组合抱杆自重不是很大（总重量为1929Kg）,主要可能会对直接支承的梁产生不利影响,对柱和基础产生的影响较小,故按照图纸仅对支承组合抱杆范围内的主体结构进行局部重新建立新的计算模型,以便复核本设计的可行性和原结构的安全性。新建计算模型的结构平面布置图详见图2,计算结果文件详见计算书。

3.2 构造要求

根据现有屋面的尺寸和组合抱杆拉线的要求（15m组合抱杆要求在15m米处和9m处设置两层拉线,每层需对称设置2对（4根）拉线;每道拉线与水平线的夹角不宜大于70度）,组合抱杆的定位图详

图1 组合抱杆的定位图

组合抱杆的钢管底端通过槽钢搁置在梁上,初步确定将槽钢一端支承在4轴线的框架梁上,另一端支承在4-5轴间的次梁上,钢管有2根放在靠近C轴的槽钢上,另1根放在靠近D轴的槽钢上。在计算模型中在槽钢的位置布置100×100的虚梁,用来传递组合抱杆的荷载。由前面组合抱杆的设计指标知抱杆单管压力11.9KN,按恒载节点集中荷载输入定位图上钢管所对应的位置。在把结构的正常设计荷载输入,用SA TWE软件进行整体分析,得到计算结果文件。

3.3 梁的计算结果校核

由计算结果文件知,4轴线的框架梁跨中计算配筋为9.0cm2小于原配筋320（9.4cm2）,C端的负筋计算配筋为12.0cm2小于原配筋220+222 （13.88cm2）,D端的负筋计算配筋为8.0cm2小于原配筋220+118（8.82cm2）;4-5轴间的次梁跨中计算配筋为12.0cm2小于原配筋222+220 （13.88cm2）,C端的负筋计算配筋为13.0cm2小于原配筋618 4/2（15.24cm2）,D端的负筋计算配筋为7.0cm2小于原配筋218+120（8.22cm2）。从以上计算结果和原有设计图纸比较后我们可知,在2层顶增加15米组合抱杆后,原有的结构梁配筋均能满足要求。见图1。

图2 计算模型的结构布置图

3.4 板的计算结果校核

由计算结果文件知,4轴上的框架梁和4-5轴间的次梁之间的板计算结果板底正筋平行C轴方向为347.8mm2小于原配筋φ8@125（402.4mm2）,垂直于C轴方向为272.3mm2小于原配筋φ8@180 （279.4mm2）;4轴上与4-5轴间的次梁上的板负筋均为659.9mm2小于原配筋φ12@150（753.3mm2）, C轴上与D轴上的板负筋均为442.3mm2小于原配筋φ8@100（502.4mm2）。从以上计算结果和原有设计图纸比较后我们可知,在2层顶增加15米组合抱杆后,原有的结构板配筋均能满足要求。

3.5 基础和柱的计算结果校核

考虑到本组合抱杆自重不是很大（总重量为1929Kg）,对柱和基础产生的影响较小,通过新的计算结果和原有图纸的配筋进行负核比较,原有的结构柱与基础配筋均能满足要求。

4 分析结果

4.1 在现有使用荷载条件下,楼板结构安全;

4.2 该基站屋面楼板可承受1.5kN/m2的活荷载;

4.3 将15米组合抱杆通过槽钢搁置在框架梁上,现有楼面结构可满足安全使用要求;组合抱杆槽钢加固平面图和立面示意图详见图3。

图3 组合抱杆槽钢加固平面图和立面示意图

[1]GB/T50344-2004,建筑结构查勘技术标准[S].

[2]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S].2006.

[3]GB50001-2002,混凝土结构设计规范[S].

[4]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[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

蒋庆益（1976-）,男,安徽合肥人,合肥市规划设计研究院工程师,国家一级注册结构工程师,硕士,研究方向:钢结构在民用建筑中的应用。