单元组合式铁塔挡风面积

单元组合式铁塔是由多片等距平行布置的桁架构成，塔段挡风面积可参照上述《建筑结构荷载规范》GB50009中平行桁架整体体型系数的计算方法。

基本型

单片结构如上图（左）所示，由立柱单元、斜杆单元和横杆单元构成，

其规格尺寸如下表：

单元结构标称高度为5m，宽度为1.2m。

单片结构投影如上图（右）所示：

构件投影面积为1.467m²，轮廓面积为5.955m²,

透风系数Ф为：0.246（1.467/5.955）；

由此计算η=0.76；

单片体型系数μ_st取1.3，则多片组合体型系数μ_stw及挡风面积计算如下表：

以三片桁架塔段为例进一步分析，X方向第一片桁架的体型系数为1.3，第二片桁架的体型系数为2.29-1.3=0.99，可理解为受第一片桁架遮挡影响，第二片桁架所受风力为第一片的76%（0.99/1.3）。同理第三片桁架的体型系数为3.04-2.29=0.75，可理解为受前两片桁架遮挡影响，第三片桁架所受风力为第一片的58%（0.75/1.3）。

X方向的挡风面积与基本型（n=2)相同，即0.67m²/m。

Y方向的挡风面积与基本型（n=2)相比，增加了两根立柱的宽度，

其构件投影面积为2.367m²，轮廓面积为6.934m²，

透风系数Ф为：0.341（2.367/6.934）；

由此计算η=0.59；

单片体型系数μ_st取1.3，则多片组合体型系数μ_stw及挡风面积计算如下表：

X方向的挡风面积与基本型（n=2)相比，增加了一根立柱的宽度，

其构件投影面积为1.917m²，轮廓面积为6.445m²,

透风系数Ф为：0.297（1.917/6.445）；

由此计算η=0.67；

单片体型系数μ_st取1.3，则总体型系数μ_stw及挡风面积计算如下表：

按照上述方法，可以计算其他组合方式的每米挡风面积，如上图所示。

上图中X方向的每米挡风面积可通过组合相加计算，

例如：0.67+0.67=1.34；0.67+0.83=1.50；0.83+0.83=1.66。

对角线方向的挡风面积可按照美国TIA-222标准，通过塔面挡风面积乘以方向系数计算，方向系数计算公式为：1+0.75Ф（不大于1.2）。

以上述单元铁塔为例，方向系数即为：1+0.75x0.246=1.18。

如按照我国《建筑结构荷载规范》GB50009，换算方向系数为：2.55/2.3=1.11，略小于美国TIA-222标准。这里方向系数取1.18，

对角线方向的每米挡风面积为：0.67x1.18=0.79 m²/m。

与基本型相比，塔面及左右两处立柱挡风面积不变，上下两处增加了√2倍的立柱宽度，每米挡风面积为：0.79+1.3x0.09x1.414=0.96 m²/m。

增加的立柱单元改变方向，对角线方向的挡风面积不变。

与基本型相比，此形式增加了半个基本型及后侧的一根立柱和一面斜横杆的挡风面积。设增加部分的每米挡风面积为A1，则：A1=0.79x0.5+1.3x(1.467/5-.09)x0.707x76%=0.54 m²/m。

总每米挡风面积为：0.79+0.54=1.33 m²/m。

注：受前侧塔面遮挡影响，后侧构件所受风力折减系数为0.76。

在此基础上增加立柱单元，每米挡风面积计算如下：

1.33+1.3x√2x0.09/2=1.41m²/m；1.33+1.3x√2x0.09=1.50m²/m

图中两种形式每米挡风面积相同，都相当于在形式二的基础上再增加A1。

因此每米挡风面积为：1.33+0.54=1.87 m²/m。

此形式相当于在形式二的后侧增加半个基本型及一根立柱和一面斜横杆的挡风面积。设增加部分的每米挡风面积为A2，则：

A2=（0.79/2+(1.467/5-0.09)x0.707）x0.58=0.31 m²/m。

总每米挡风面积为：1.33+0.31=1.64 m²/m。

注：受前侧两重塔面遮挡影响，后侧构件所受风力折减系数为0.58。

此形式相当于在上图基础上再增加A1，

因此每米挡风面积为：1.64+0.54=2.18 m²/m。

此形式相当于在形式三的基础上增加两个A2，

因此每米挡风面积为：1.87+2x0.31=2.49 m²/m。

与上图相比，增加了√2倍的立柱宽度，增加了2√2倍的立柱宽度，

因此每米挡风面积为：2.49+1.3x0.09x1.414x2=2.82 m²/m。