بررسي ضوابط طراحي برج‌هاي مخابراتي خود‌ايستا و تعيين هندسه‌ي بهينه آن ها

A COMPARISON OF DIFFERENT TRUSS GEOMETRIES OF SELF SUPPORTING TELECOMMUNICATION TOWERS AND IDENTIFYING THE OPTIMUM GEOMETRY

«برج‌هاي مشبك فلزي» يكي از انواع سازه‌هاي خاص و پراهميت در مهندسي سازه‌اند. برج‌هاي مخابراتي مشبك با اشكال هندسي متفاوت، به‌لحاظ شكل مقاطع عرضي و طولي و آرايش اعضاي تشكيل‌دهنده‌ي آنها، طراحي و ساخته مي‌شوند. در اين مقاله چند آيين‌نامه‌ي معتبر و متداول در ايران براي طراحي برج‌هاي مخابراتي بررسي و با يكديگر مقايسه شده‌اند. سپس 84 برج مخابراتي خودايستا با مهاربند ضربدري، مقطع عرضي مربعي و مثلثي، و ارتفاع‌هاي 30، 81 و 121‌متر، با استفاده از نرم‌افزار SAP2000V11 و براساس آيين‌نامه‌ي TIA/EIA-222-F(1996) تحليل و طراحي شده، و وزن و برخي مشخصات رفتاري آنها نيز با هم مقايسه شده است. در بين 84 برج مورد اشاره، كم‌ترين وزن مربوط به برج‌هاي با مقطع عرضي مثلثي است كه مقطع طولي آنها شامل يك قسمت شيب‌دار در پايين و يك قسمت منشوري در بالاست. از نظر تغيير مكان و چرخش نيز برج‌هاي با مقطع عرضي مربعي، تغيير مكان‌ها و چرخش‌هاي كم‌تري نسبت به برج‌هاي با مقطع عرضي مثلثي دارند. اين مطالعه نشان مي‌دهد، استفاده از مقطع مثلثي در برج‌هاي مخابراتي نسبت به مقطع مربعي براي بارهاي يكسان مي تواند بيش از 40‌درصد كاهش وزن سازه را در پي داشته باشد.

Steel latticed towers are special and important structures in structural engineering. Free-standing latticed communication towers are designed and constructed with different geometries, in view of cross and longitudinal section shapes, and topology. In this paper, many well-known codes of practice, which are used for the design of telecommunication towers in Iran, are investigated and compared with each other. 84 free standing telecommunication towers with cross bracing and square and triangle cross sections, with three different heights of 30, 81 and 121 meters, are analyzed and designed, using the SAP2000V11 computer software, based on TIA/EIA-222-F(1996) Code of practice. The weights and structural behavior of these telecommunication towers, is specified and compared. Among the 84 mentioned towers, the least weight belongs to towers with triangular cross sections, having a tapered longitudinal section in the lower part and a rectangular longitudinal section in the upper part. In respect of the transverse deflection and rotation about the vertical axis, towers with a square cross section have lesser values of deflection and rotation than those of towers with triangular cross sections. Although towers with rectangular cross sections may be preferred to those with triangular sections as far as the restriction of lateral deflections, it has been demonstrated that the total weight of towers with triangular cross sections may be less than those of towers with rectangular cross sections up to 40%, designed for the same loads.