GB 50135-2006 高耸结构设计规范 （完整版）
1 总 则
1.0.1 为了在高耸结构设计中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于钢及钢筋混凝土高耸结构，包括广播电视塔、通信塔、导航塔、输电高塔、石油化工塔、大气监测塔、烟囱、排气塔、水塔、矿井架、风力发电塔等构筑物的设计。
1.0.3 本规范是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068规定的原则制定的。
1.0.4 设计高耸结构和选择结构方案时，应同时考虑钢结构制作、运输、安装和混凝土浇筑、施工以及建成后的环境影响、维护保养等问题。
1.0.5 设计高耸结构时，除遵照本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
3 基本规定
3.0.1 高耸结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。
3.0.2 本规范采用的设计基准期为50年。
3.0.3 高耸结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：
1 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。
2 在正常使用时具有良好的工作性能。
3 在正常维护下具有足够的耐久性能。
4 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
3.0.4 高耸结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。高耸结构安全等级的划分应符合表3.0.4的要求。
结构重要性系数γ0按下列规定采用：
1 对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1。
2 对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0。
注：对特殊高耸结构，其安全等级和结构重要性系数应由建设方根据具体情况另行确定，且不应低于本条的要求。
3.0.5 极限状态分为下列两类：
1 承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。
2 正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
3.0.6 对于承载能力极限状态，高耸结构及构件应按荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计。
1 基本组合应采用下列极限状态设计表达式中最不利值确定：
1)由可变荷载效应控制的组合：
2)由永久荷载效应控制的组合：
式中 γ0——高耸结构重要性系数，见表3.0.4；
γG——永久荷载分项系数，按表3.0.6-1采用；
γQ1、γQi——第一个可变荷载、其他第i个可变荷载的分项系数，一般用1.4；对温度作用可用1.0；可变荷载效应对结构有利时，分项系数为0；
SGk——按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；
SQik——按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值；
ψci——可变荷载Qi的组合值系数，按表3.0.6-2采用；
n——参与组合的可变荷载数；
R(·)——结构抗力函数；
γR——结构抗力分项系数，其值应符合各类材料的结构设计规范规定；
fk——材料性能的标准值；
αk——几何参数的标准值，当几何参数的变异对结构构件有明显影响时可另增减一个附加值△a考虑其不利影响。
注：1 G表示自重等永久荷载，w、A、I、T、L分别表示风荷载、安装检修荷载、覆冰荷载、温度作用和塔楼楼屋面或平台的活荷载。
2 对于带塔楼或平台的高耸结构，塔楼顶及外平台面的活载准永久值加雪荷载组合值大于活载组合值时，该平台活载组合值改为准永久值，即ψcL均改为0.4，而雪荷载组合系数ψcs在组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中均取0.7。
3 在组合Ⅱ中ψcw可取0.25～0.7，但对覆冰后冬季风很大的区域，应根据调查选用相应的值。
4 在组合Ⅲ中，ψcw可取0.6，但对于临时固定状态的结果遭遇强风时，应取ψcw＝1.0，且按临时固定状况验算。
2 偶然组合
高耸结构在偶然组合承载能力极限状态验算中，偶然作用的代表值不乘分项系数，与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。具体的表达式及参数，应按有关规范确定。
3.0.7 高耸结构抗震设计时基本组合应采用下列极限状态表达式：
式中 γEh、γEv——水平、竖向地震作用的分项系数，应按表3.0.7的规定采用；
γw——风荷载分项系数，应取1.4；
SGE——重力荷载代表值的效应，可按本规范第4.4.9条采用；
SEhk——水平地震作用标准值的作用效应值；
SEvk——竖向地震作用标准值的作用效应值；
Swk——风荷载标准值的效应；
ψwE——抗震基本组合中的风荷载组合值系数，可取0.2；
R——抗力，按本规范各章的有关规定计算；
γRE——抗力抗震调整系数，按有关规范取值。
3.0.8 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，分别采用荷载的短期效应组合(标准组合或频遇组合)和长期效应组合(准永久组合)进行设计，使变形、裂缝等作用效应的代表值符合下式要求：
S≤C (3.0.8-1)
式中 S——变形、裂缝等作用效应的代表值；
C——设计时对变形、裂缝等规定的相应限值，应符合本规范第3.0.10条的规定。
1 标准组合：
2 频遇组合：
3 准永久组合：
式中 ψf1——第1个可变荷载的频遇值系数，按表3.0.8取值；
ψqi——第i个可变荷载的准永久值系数，按表3.0.8取值。
3.0.9 高耸结构按正常使用极限状态设计时可变荷载代表值可按表3.0.9选取：
3.0.10 高耸结构正常使用极限状态的控制条件应符合下列规定：
1 对于装有方向性较强(如微波塔、电视塔)或工艺要求较严格(如石油化工塔)的设备的高耸结构，在不均匀日照温度或风荷载(标准值)作用下，在设备所在位置的塔身角位移应满足工艺要求。
2 在风荷载或常遇地震作用下，塔楼处的剪切变形不宜大于1/300。
3 在风荷载的动力作用下，设有游览设施或有人员在塔楼值班的塔，塔楼处振动加速度幅值Afω21不应大于200mm/s2。其中对有常驻值班人员的塔楼Af为风压频遇值作用下塔楼处水平动位移幅值，其值为结构对应点在0.4ωk作用下的位移值与0.4μzμsω0作用下的位移值之差，ω1为基频；仅有游客的塔楼可按照实际使用情况取Af为6～7级风作用下水平动位移幅值。
4 在各种荷载标准值组合作用下，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度不应大于0.2mm。
5 高耸结构的基础沉降应按本规范第7.2.5条控制。
6 高耸结构在以风为主的荷载标准组合及以地震作用为主的荷载标准组合下的水平位移，不得大于表3.0.10的规定。
注：1 △u——水平位移(与分母代表的高度对应)；
△u＇——纤绳层间水平位移差(与分母代表的高度对应)；
H——总高度
h——纤绳之间距。
2 高耸结构中的单管塔的水平位移限值可比表3.0.10所列限值适当放宽，具体限值根据各行业标准确定。但同时应按荷载的设计值对塔身进行非线性承载能力极限状态验算，并将塔脚处非线性作用传给基础进行验算。
3 对于下部为混凝土结构，但上部为钢结构的自立式塔，总体位移控制条件不变。对下部混凝土结构，还应符合结构变形及开裂的有关规定。
3.0.11 对于变形控制的高耸结构，宜采用适当的振动控制技术来减小结构变形及加速度。
4 荷载与作用
5 钢塔架和桅杆结构
6 混凝土圆筒形塔
7 地基与基础
附录A 材料及连接
附录A 材料及连接
注：1 表中厚度系指计算点的厚度。
2 20＃钢(无缝钢管)的强度设计值同Q235钢。
3 焊接高耸结构应至少采用B级钢材。
注：1 自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值。
2 焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
3 对接焊缝抗弯受压区强度设计值取fwc，抗弯受拉区强度设计值取fwt。
4 构件钢材对20＃钢(无缝钢管)时与Q235钢相同。
注：1 A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm(按较小值)的螺栓；B级螺栓用于d＞24mm或l＞10d或l＞150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径，l为螺杆公称长度。
2 A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度，均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。
3 若有实验依据时，螺栓强度设计值可适当提高，但须按行业规程统一实行。
4 35＃钢、45＃钢锚栓材质应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T 699的标准，35＃钢一般不宜焊接，45＃钢一般不应焊接。
5 摩擦型高强螺栓连接的强度设计值参照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017。
注：1 λ为对中间无联系的单角钢压杆最小回转半径计算的长细比，当λ＜20时，取λ＝20。
2 fy为钢材的屈服强度。
3 当几种情况同时存在时，其折减系数应连乘。
4 对肢宽不大于63mm的螺栓连接的角钢，按轴心受力计算强度和连接时，折减系数为0.7。
5 若有试验依据时，折减系数值可适当提高，但须按行业规程统一执行。
附录B 轴心受压钢构件的稳定系数
附录B 轴心受压钢构件的稳定系数
附录C 在偏心何载作用下，圆形、环形基础基底部分脱开时，基底压力计算系数Τ、Ξ
附录C 在偏心荷载作用下，圆形、环形基础基底部分脱开时，基底压力计算系数τ、ξ
附录D 基础和锚板基础抗拔稳定计算
D.0.1 土重法计算钢塔基础的抗拔稳定。
本规范式(7.4.3)中的Ge可按下列公式计算：
Ge＝(Vt－V0)γ0 (D.0.1)
式中 Vt——ht深度范围内的土体，包括基础的体积(m3)；
V0——ht深度范围内的基础体积(m3)；
γ0——土的计算重度(kN/m3)。
上述Ge的计算值应根据不同的H/F比值乘下列系数采用：
当H/F＝0.15～0.4时，乘1.0～0.9；
当H/F＝0.4～0.7时，乘0.9～0.8；
当H/F＝0.7～1.0时，乘0.8～0.75。
此外，当底板坡角α＜45°时，Ge尚应乘以系数0.8。
D.0.2 土重法计算拉绳锚板基础的抗拔稳定。
本规范式(7.4.4)中的Ge可按下列公式计算：
Ge＝Vtγ0 (D.0.2)
式中 Vt——锚板上ht深度范围内的土体积(m3)；
γ0——土的计算重度(kN/m3)。
D.0.3 剪切法计算拉绳锚杆基础的抗拔稳定。
当图(7.4.4)中θ≤45°，且锚板处于原状土体中时，可按式(D.0.3)验算锚板基础的抗力：
F≤0.5γ0A(α1×ht/b＋α2)/γR3 （D.0.3)
式中 F——垂直于锚板的拉伸拔力(θ1＝90°－θ)；
A——矩形锚板面积；
b——锚板宽度(见图7.4.4)；
γR3——土体抗剪稳定系数，一般可采用2.0.当专业规范(规程)有详细规定时，可按专业规范(规程)采用；
α1、α2——与锚板正反面土压力及θ有关的系数，见表D.0.3。
D.0.4 剪切法计算基础的抗拔稳定。
剪切抗力是由与土的凝聚力c和内摩擦角φ有关的两部分组成。
当ht≤hcr时，本规范式(7.4.5-1)中土体滑动面上剪切抗力的总竖向分量Ve可按下式计算：
Ve＝0.4A1cht2＋0.8A2γtht3
当ht＞hcr时，本规范式(7.4.5-2)中的Ve可按下式计算：
Ve＝0.4A1chcr2＋0.8A2γthcr3
又本规范式(7.4.5-2)中的Ge可按下式计算：
Ge＝[π/4d2(ht－hcr)－△V0]γt
式中 c——土体饱和状态下的凝聚力(N/m2)；对粘性土，当具有塑性指数Ip和天然孔隙比e时可按表D.0.4-1确定；当粗略估计土体抗拔时，可根据土的密实度按表D.0.4-2确定；
A1、A2——与φ、ht/d有关的无因次系数，按图D.0.4-1、D.0.4-2、D.0.4-3确定；这里的φ为土的计算内摩擦角，对粘性土和砂类土按表D.0.4-1、D.0.4-2、D.0.4-3采用；
ht——基础上拔深度(m)；
γt——原状土的重度(N/m3)；
△V0——(ht－hcr)范围内的基础体积(m3)。
当基底展开角α＞45°时，上述Ve和Ge，也即本规范式(7.4.5-1)和(7.4.5-2)的右侧Ve项应乘以1.2，此外，尚应根据不同的H/F值乘以与本附录第D.0.1条相同的系数。
注：粘性土的凝聚力和内摩擦角和砂类土的内摩擦角，可按土工实验方法或其他野外鉴定方法确定。
