加劲肋对单管塔结构抗震性能影响
1 .研究背景
随着我国信息化进程加快，移动通讯基站建设数量也越来越多，因为单塔筒结构架设方便、适应性强，因此在4G、5G基站建设中此类结构形式被频繁使用。此类单塔筒结构属于高耸薄壁结构，其径厚比可超过100，被称作大径厚比结构[1]。此类结构在地震等往复荷载作用下极易发生屈曲破坏，造成倒塌，引起局域网络中断。为了保证高耸结构稳定性，通常在塔筒底部设置加劲肋，对于此类结构底部加劲肋的抗震性能，规范《YD 5131-2005 移动通信塔桅设计》中只从构造角度进行了规定，并未对其耗能性能进行说明。本文选取某单塔筒式通讯信号塔为研究对象，如图1所示。为研究加劲肋设置对于结构抗震性能的影响，选取结构底部10m范围内的区段为研究对象，钢材为Q345钢。
2.有限元模型建立
为研究不同加劲肋设置形式对结构抗震性能的影响，分别建立无加劲肋结构，三角形加劲肋及梯形加劲肋结构形式，加劲肋个数为0个、4个、6个。其建立有限元模型时，筒体、法兰及加劲肋均采用C3D8R实体单元，材料模型按照《道路桥示方书 V 耐震设计篇》给出的双折线模型计算，钢材弹性模量E=200GPa，屈服强度fy=345MPa，极限强度fu=490MPa，强化刚度取初始刚度的1%，有限元模型如图2所示。
加载方式的确定
拟静力实验加载制度参照文献“小野潔，薮本篤，秋山充良，大西宵平，白戸真大，西村宣男，軸圧縮力と1方向正負交番曲げを受ける スパイラル鋼管の耐震性能とその評価法[J]，土木学会論文集F Vol.66 No.2,301-318,2010.6”及《建筑抗震试验规程 JGJT101-2015》确定，其中结构屈服位移按照公式下列公式计算。
将所取区段上部重力转化为结构上部集中轴力作用，往复荷载采用位移控制加载，结构屈服前以0.2Δy为增量进行逐级递增加载，达到屈服后采用整数倍Δy进行循环加载，加载到15Δy结束。加载方式如图3所示。
3.计算结果
提取不同结构顶部处反力-位移滞回曲线，如图4所示。各结构强度均在达到屈服位移后开始出现下降，从应力云图可以看出，强度出现下降时结构开始出现局部屈曲，其中未设置加劲肋的结构其反力值下降速度明显高于设置加劲肋的结构，其局部屈曲位置在距离底部300~400mm处；
4.计算机硬件情况
建模及计算所用计算机硬件情况如图5所示。
计算耗时为15min，各模型时间差别在5min以内，且计算时间随结构破坏程度增加而增加。计算时应注意打开几何非线性选项，根据计算可知打开几何非线性后机构破坏情况更接近真实情况且滞回曲线有捏缩出现。
