塔式結構

塔式結構 tower structure

按材料分塔式結構主要分為鋼塔、鋼筋混凝土塔、預應力混凝土塔、木塔和磚石塔。

靜力計算

構架式塔：可採用近似的平面法或精確的空間法計算。

圓筒式塔：按偏心受壓構件計算，並需考慮筒壁內外温差或單側日照温差影響，驗算其温度應力。

動力計算

塔在風荷載或地震作用下引起的振動，可按多自由度體系求其自振週期和相應的振型曲線。

將塔劃分成若干節段，每一節段作為一個質點，按力法或位移法列出多質點的自由振動方程，使方程的係數行列式為零，求得各個頻率值及其振型曲線（見結構振動）。

在地震作用下，可分別計算各個振型的地震內力，然後組合成各杆件或各斷面的地震遇合內力。

剛度和穩定

塔架剛度根據工藝要求確定，塔頂最大水平位移一般不應超過塔高的百分之一。

若塔頂有較大的豎向荷載，或塔身長細比較大，則需驗算整體穩定。

此外，還需驗算杆件的局部穩定。在計算基礎時，要考慮整個塔的傾覆穩定和滑移穩定（見結構穩定）。

鋼塔一般在工廠預製，在工地整體安裝或分散安裝。鋼筋混凝土塔一般在現場灌築，也可用預製構件現場安裝。 磚石結構多為現場砌築。

下端固定、上端自由的高聳構築物。

鋼塔

常作成空間桁架 (圖1)或空間剛架，立面為上小下大的斜線形、曲線形或折線形。橫斷面形狀有三角形、正方形、六邊形、八邊形或其他多邊形。

塔的底盤寬度直接影響塔的外觀造型、結構剛度、自振週期以及基礎受力。

當剛度要求較嚴或地基強度較差時，應採用較大的底盤寬度。

在一般情況下，塔斷面的邊數越少，耗用鋼材也越少，但當塔頂工藝設備有較大的迎風面時，其風荷載以及由此引起的風力矩對塔計算起控制作用，則塔身的邊數多少對鋼材用量影響不大。

塔架腹杆形式有單斜杆式、交叉斜杆式、 K式和再分式等（圖2）。其中交叉斜杆又有剛性和柔性之分，柔性斜杆可預加拉力或不預加拉力。預加拉力斜杆的長細比不受限制，能使結構緊湊、剛度大、耗鋼量小，因此採用較多。

鋼塔構件一般採用鋼管、角鋼、圓鋼及其組合構件。鋼管風阻小、剛性好、造型美觀、節約鋼材，但造價較貴。

圓鋼取材方便，擋風面積小，並可組合成剛度較大的三邊形或四邊形構件,以減少長細比,增加穩定性。

但組合構件構造複雜、維修麻煩。塔架構件之間的連接可用法蘭盤連接或直接焊接。

除三邊形斷面的塔架外，需每隔一定高度(特別是在塔柱變坡處)設置水平橫膈，以保證橫斷面的幾何形狀不變。橫膈也有剛性和柔性之分，柔性交叉橫膈常預加拉力。

鋼塔的基礎一般在每個塔腳下設一獨立的鋼筋混凝土基礎，為平衡塔腳水平推力和加強整個基礎的剛度及穩定，各獨立基礎間常用地梁連接。小型塔可做成整體基礎，即整個塔下設置一個平板基礎或環形基礎。當地基較差時，常用樁基礎。

對於岩石地基，多用巖錨基礎。

鋼筋混凝土塔 　主要有：構架式、圓筒式或其他形式。構架式多用預製的離心灌築鋼筋混凝土管或預應力混凝土管，用法蘭盤、預埋件焊接或鋼筋焊接成空間桁架或空間剛架，其外形與鋼塔類似。

也可在現場灌築成空間剛架。圓筒形或多邊形塔多用滑升模板施工，沿高度採用不同坡度，形成斜線形、曲線形立面。

鋼筋混凝土塔的鋼筋可在豎向和環向預加應力，使結構緊湊、耗鋼量小、剛度大並能防止筒壁開裂。圓筒壁厚由計算確定。

為了減少温度應力，以壁厚較薄為好，但施工要求壁厚不小於120毫米。

壁厚一般自上而下逐漸增大,可均勻變化或分段變化。

較薄的筒壁多采用單層配筋，豎向鋼筋靠近筒壁外側放置；環向鋼筋配置在豎向鋼筋的外側。較厚的筒壁則需雙層配筋，內外兩層鋼筋之間用箍筋或S形鋼筋固定。對預應力混凝土高塔,宜採用高標號混凝土和高強鋼筋或鋼絞線。

鋼筋混凝土塔基礎形式有圓板基礎、環形基礎、錐殼基礎、樁基礎等，多用鋼筋混凝土和預應力混凝土做成。

圓板基礎適用於小型塔。錐殼基礎可省混凝土，但需多用鋼筋和人工，在地基較差或有地震的地區，最好採用樁基礎。