美國(guó)鐵塔分析計(jì)算程序TOWER中文操作手冊(cè)

TOWER–Version8(C)PowerLineSystems,Inc.2007PAGE201TOWERTABLEOFCONTENTS(Printingdate:August2007)TOC\o"1-4"\h\z\u免責(zé)聲明、保證和授權(quán) 6如果持有人不能夠遵守該協(xié)議的條款規(guī)定，PLS可以終止對(duì)持有人的授權(quán)許可。一旦授權(quán)被終止，TOWER軟件的所有備份及其所有組成部分都必須銷毀。 6硬件必備條件和安裝 81.概況 121.1總體特性 151.1.1模塊設(shè)計(jì) 151.1.2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可 161.1.3線性分析和非線性分析—曲率檢查 161.1.4設(shè)計(jì)核查vs可容許的分屏模式 161.1.5自動(dòng)設(shè)計(jì)特性 181.1.6在線幫助 181.1.7項(xiàng)目修訂跟蹤 181.1.8自定義菜單、對(duì)話框、表格和報(bào)告 191.1.9多塔分析的綜合結(jié)果 191.2TOWER模型 201.2.1接頭和分支 201.2.2桁架、橫梁和tension-onlymembers（僅有張力的部件） 211.2.3平面接頭和機(jī)械裝置 23使用仿制元件 23去除自由度 23增加虛擬彈簧 23使用橫梁元 241.2.4TOWER的標(biāo)準(zhǔn)工作過(guò)程 251.3TOWER和PLS-CADD之間的聯(lián)系 282.下載，運(yùn)行和觀察現(xiàn)有模型 292.1“文件”菜單 292.1.2保存或復(fù)制模型 322.1.3移動(dòng)某個(gè)模型及其所有相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，而不使用“Backup”（“復(fù)制”功能） 322.2模型介紹 332.2.1InitialGeometry窗口中的模型視圖 332.2.2模型的創(chuàng)建和編輯 372.3運(yùn)行分析 382.4結(jié)果表 382.4.1自定義表格和導(dǎo)出表 402.5Deformedgeometrywindow 412.6分析結(jié)果報(bào)告 432.6.1觀測(cè)、打印并輸出報(bào)表數(shù)據(jù) 432.6.2自定義報(bào)告 443.COMPONENTSLIBRARIES 453.1角鋼和圓形組件 453.1.1介紹和建模 453.1.2特性 463.1.3設(shè)計(jì)核查 543.2拉線和線纜 853.2.1描述和建模(pdf111) 853.2.2特性 853.2.3設(shè)計(jì)核查 853.3設(shè)備 873.4絕緣子（pdf116） 903.4.1夾具 903.4.2耐拉絕緣器的性能 903.4.3懸掛式絕緣子性能 914.創(chuàng)建模型幾何圖 994.1創(chuàng)建步驟和坐標(biāo)系 994.2General菜單 1004.2.1General數(shù)據(jù) 1004.2.2輸出選項(xiàng)(pdf135) 1034.2.3非線性收斂參數(shù) 1044.2.4Interactiondiagramparameters交互圖表參數(shù) 1044.2.5EDF（RTF-France）MiscellaneousOptions（EDF雜項(xiàng)） 1044.2.6EIA選項(xiàng) 1044.2.7附屬裝置 1054.2.8線，箭頭和文本說(shuō)明 1074.2.9后置處理程序選項(xiàng)（pdf144） 1094.2.10優(yōu)化選項(xiàng) 1104.3接頭 1114.3.1原生節(jié)理（接頭） 1114.3.2次生節(jié)理 1144.3.3拉線錨處接頭和絕緣子頂端的接頭 1154.4塔區(qū)段 1164.4.1界定區(qū)段和它們的屬性 1164.4.2以區(qū)段作為較大模型的模塊 1184.5界定組件群 1194.6Connectingangleandroundmembers(pdf157) 1204.6.1Interactivegraphicalmemberconnection 1234.6.2將現(xiàn)有組件分成附加接頭和組件 1244.6.3在一對(duì)交叉組件的交點(diǎn)連接它們 1244.6.4Optionalmemberstrength（選擇組件強(qiáng)度）andfacemembershipspecification（塔面組件關(guān)系規(guī)范） 1254.7連接拉線(165) 1264.8連接線纜 1284.9附屬設(shè)備（包括天線） 1284.10集成塊靜荷載和阻力面積 1294.11添加絕緣子和夾具 1304.11.1計(jì)算懸掛式絕緣子的允許旋角及負(fù)荷角 1324.11.2一模型至其它模型的彼此變更（pdf175） 1344.11.3附著點(diǎn)的限制 1354.12基礎(chǔ)屬性 1354.12.1基礎(chǔ)性能 1354.12.2基礎(chǔ)硬度 1364.13通訊塔上的線附屬設(shè)施 1374.14與線設(shè)計(jì)程序PLS-CADD的聯(lián)系 1384.15在DXF格式的3-d圖中創(chuàng)建塔模 1384.16運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)創(chuàng)建塔模 1405.荷載 1435.1傳輸塔上的模型荷載（.lca/.lic荷載選項(xiàng)） 1435.1.1導(dǎo)線和地線荷載（pdf186） 1435.1.2靜荷載 1445.1.3塔的風(fēng)荷載 145組件風(fēng)荷載 1455.1.4塔上冰荷載 1525.1.5強(qiáng)度和荷載因素 1525.2通訊塔上的荷載模擬 1535.2.1TIA/EIA222-F標(biāo)準(zhǔn) 1555.2.2ANSI/TIA222-G標(biāo)準(zhǔn) 1575.2.3CSAS37-01標(biāo)準(zhǔn) 1575.3矢量荷載數(shù)據(jù)(pdf206) 1585.4線荷載數(shù)據(jù) 1645.5Wireloadstovectorloadstransformation（p218） 1675.6EIA（和其它通訊結(jié)構(gòu)）荷載數(shù)據(jù) 1675.6.1針對(duì)TIA/EIA222-F的荷載數(shù)據(jù) 1685.6.2針對(duì)ANSI/TIA222-G的荷載數(shù)據(jù) 1695.6.3CSAS37-01的荷載數(shù)據(jù) 1706.自動(dòng)設(shè)計(jì)功能 1716.1交互組件尺寸設(shè)定 1726.2超荷載群組的尺寸自動(dòng)重設(shè) 1726.3完全優(yōu)化 1727.實(shí)例 1747.1例子—小型虛擬DC傳輸塔的核查 1747.2例2—含有耐張組件的小型虛擬DC塔的核查 1747.3例3—拉線三角傳輸塔的核查 1757.4例4—跨河塔的核查 1757.5例5—交叉鋼（斜線）塔的核查 1757.6例6—雙回路塔的允許檔距 1757.7例7—帶有搖臂的多回路塔 1757.8例8—單桅拉線塔 1767.9拉線式天線塔 1767.10自立式通訊塔 1777.11較高拉線式天線桅桿的標(biāo)準(zhǔn)模生成 1787.12拉線門(mén)式塔 179附錄A參照資料（p237-238） 181附錄B.與線設(shè)計(jì)程序PLS-CADD的鏈接 181B．1附件點(diǎn)繪制到PLS-CADD線纜組 181B.2鏈接至pls-cadd組件和配件管理系統(tǒng) 182B.2.1主控零件列表 183B.2.2主控配件列表 183B.2.3材料及其相關(guān)結(jié)構(gòu)模型描述 184附錄C.多次運(yùn)行得出的綜合結(jié)果 186附錄D.TOWER舊版用戶需注意的重要事項(xiàng) 187D.1新特性 187D.1.1組件庫(kù) 187D.1.2結(jié)構(gòu)建模 187D.1.3確認(rèn)完善模型 187D.1.4用戶界面 188D.2TOWER老版本文件的轉(zhuǎn)換 188附錄E.查看每個(gè)非線性迭代處的變形情況 191附錄F.追溯修改、比較結(jié)果 193F1.追溯修改 193F2.比較分析結(jié)果 193附錄G.自定義菜單、對(duì)話框、工具條、表格和報(bào)告 195G.1自定義菜單 195G.2自定義對(duì)話框 196G.3自定義表格和報(bào)告 197G.3.1“C”格式計(jì)數(shù)法 198G.4自定義工具欄 199附錄H.塔風(fēng)荷載的附加說(shuō)明 200H.1ASCE74-1991 200H.2NESC2002 200H.3IEC60286 200H.4CENELEC 200H.5UKNNA 200H.6REENNA 200H.7TPNZ(NewZealand) 201免責(zé)聲明、保證和授權(quán)這是你—終端用戶—和PowerLineSystems（PLS）之間的協(xié)議。使用TOWER軟件，就說(shuō)明你是同意接受該協(xié)議約束的。只要您遵循該許可證條款，PLS將會(huì)賦予您使用TOWER軟件備份的特許權(quán)和非獨(dú)家權(quán)。如果該許可證協(xié)議中的任一條款被認(rèn)作是無(wú)效的、非法的或不能強(qiáng)制執(zhí)行的，那么其余任何條款的有效性、合法性和強(qiáng)制性決不能以任何方式受影響或受損，在此必須以一條有效的、合法的和具有強(qiáng)制性的含義相似且具有同等效力的條款來(lái)代替。該協(xié)議將受威斯康星州現(xiàn)行法律的限制。TOWER軟件同時(shí)受到美國(guó)版權(quán)法和國(guó)際版權(quán)條約規(guī)定的保護(hù)。只要同時(shí)使用該軟件備份的數(shù)量不超過(guò)授權(quán)許可的數(shù)量，購(gòu)買(mǎi)組織即可將此軟件復(fù)制到一臺(tái)或多臺(tái)電腦上。購(gòu)買(mǎi)組織也將制作該軟件的存檔副本，但只可用于復(fù)制該軟件，并保護(hù)其投資不受損。該軟件的使用者負(fù)責(zé)確保同時(shí)應(yīng)用執(zhí)行的程序數(shù)量不超過(guò)許可數(shù)量。PLS不做任何明訂的或隱式的如下保證—TOWER軟件不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤或使用該軟件進(jìn)行的設(shè)計(jì)會(huì)被認(rèn)可。TOWER軟件必須只能由資深的工程師使用，他（們）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)假設(shè)和結(jié)果。在任何情況下，與TOWER軟件使用或用途相關(guān)的或由此產(chǎn)生的特殊的、連帶的、偶然的或間接的損害決不能歸罪于PLS。唯一做出的保證就是，如果刻錄在該軟件上的媒介信息被確定是有缺陷的，可以免費(fèi)更換。無(wú)論任何情形下，PLS的責(zé)任僅僅限于退還該軟件的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用。PLS保留拒絕向原購(gòu)方以外的其它任何團(tuán)體轉(zhuǎn)讓TOWER軟件授權(quán)的權(quán)力。您了解并贊同TOWER軟件的結(jié)構(gòu)、程序和組織是PLS寶貴的行業(yè)秘密。您同意保守該商業(yè)秘密；進(jìn)而了解并贊同由此產(chǎn)生的任何形式或媒介的軟件及其所有拷貝的所有人和所有權(quán)都屬于PLS。如果持有人不能夠遵守該協(xié)議的條款規(guī)定，PLS可以終止對(duì)持有人的授權(quán)許可。一旦授權(quán)被終止，TOWER軟件的所有備份及其所有組成部分都必須銷毀。使用者被禁止對(duì)TOWER軟件進(jìn)行逆反工程設(shè)計(jì)、拆卸或反編譯，除非并且只有滿足如下條件—這類行為是適用的法律所明令許可的，才可進(jìn)行，即使該限制不允許。授權(quán)持有人須認(rèn)識(shí)到他們正在使用一種具有競(jìng)爭(zhēng)性的產(chǎn)品。授權(quán)持有人同意不適用二進(jìn)制可執(zhí)行檔及其算法、文件格式、手冊(cè)或任何由TOWER軟件中具有競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品衍生而來(lái)的信息。TOWER軟件的發(fā)展、維護(hù)和支持：PowerLineSystems,Inc.610NorthWhitneyWay,Suite160Tel:608-238-2171Fax:608-238-9241E-mail:info@Website:現(xiàn)在，PowerLineSystems（PLS）公司幾乎僅僅通過(guò)E-mail即可支持并維護(hù)其軟件。因此，使用PLS公司軟件的任一組織都必須提供一個(gè)聯(lián)系人的姓名、電話號(hào)碼和E-mail地址。要想得到關(guān)于軟件更新和新版本的任何信息，你必須在我們的通訊報(bào)上等級(jí)注冊(cè)。我們的網(wǎng)站上包含了注冊(cè)指導(dǎo)。硬件必備條件和安裝運(yùn)行TOWER軟件，必須使用微軟WINDOWS系統(tǒng)（建議使用XP系統(tǒng)），最小內(nèi)存為128MB，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)空間為40MB。對(duì)于大型通訊塔，我們建議使用256MB內(nèi)存的系統(tǒng)。TOWER軟件將會(huì)充分利用多處理器電腦的所有處理器。更多詳細(xì)硬件要求參見(jiàn)以下文件，見(jiàn)于該因特網(wǎng)：/presales.pdf.TOWER軟件最初安裝在一張CD上，但其升級(jí)只能以電子方式進(jìn)行。其程序和文件可在任一平臺(tái)上安裝。該軟件可以安裝在一個(gè)文件服務(wù)器上，但是其硬件密鑰啟動(dòng)須安裝在一個(gè)獨(dú)立的工作區(qū)。升級(jí)安裝（通過(guò)E-mail）需要一個(gè)升級(jí)軟件軟件的更新只能通過(guò)電子方式進(jìn)行。它們可以進(jìn)行手動(dòng)下載，也可直接從軟件中獲取。無(wú)論采用哪種方式，你都必須使用Help/DownloadUpgrade指令。點(diǎn)擊后彈出如圖Fig.0-1的對(duì)話框，首先你需要點(diǎn)擊“SendEmailToRequestCode”獲取升級(jí)代碼。升級(jí)代碼將會(huì)在一個(gè)工作日內(nèi)發(fā)送至你的郵箱。然后，你就可以使用代碼進(jìn)入“Ihaveanupgradecode”文件，該程序?qū)?huì)自動(dòng)下載升級(jí)程序。請(qǐng)注意，所有升級(jí)代碼只在一至兩周內(nèi)有效，所以您在收到代碼后應(yīng)立即下載升級(jí)程序。如果從軟件內(nèi)下載升級(jí)程序?qū)δ鷣?lái)說(shuō)有困難，您可以按照以下升級(jí)郵件中的指導(dǎo)說(shuō)明進(jìn)行手動(dòng)下載。如果這樣，您就需要使用到第三個(gè)選項(xiàng)“Ihaveanupgradecodeandupgradefile”安裝升級(jí)程序。這需要花費(fèi)幾分鐘的時(shí)間，然后您請(qǐng)求的升級(jí)程序才會(huì)進(jìn)行下載。一旦開(kāi)始下載，你將會(huì)看到一個(gè)與本節(jié)稍后描述的使用CD安裝相同的安裝對(duì)話框。系統(tǒng)管理者和高級(jí)用戶所要注意的：您的升級(jí)軟件存儲(chǔ)在名為“SETUP”的PLS臨時(shí)目錄的子目錄內(nèi)。PLS臨時(shí)目錄被命名為File/Preferences，并默認(rèn)存儲(chǔ)到“C:\PLS\TEMP”。因此，如果你下載了一個(gè)TOWER的升級(jí)軟件，它應(yīng)當(dāng)會(huì)被存儲(chǔ)在“C:\PLS\TEMP\SETUP”。如果你需要將該升級(jí)軟件安裝在多臺(tái)電腦上，您可以跳過(guò)以上步驟，只需將該目錄復(fù)制到目標(biāo)電腦，然后運(yùn)行“SETUP.EXE”程序。InternetUpgrade特性可使用FTP或HTTP，也可使用IE瀏覽器內(nèi)的代理服務(wù)器設(shè)置。您可以核實(shí)一下，使用Help/CheckforUpdatedManual指令，您可以進(jìn)入我們的服務(wù)器。如果該指令完成，而沒(méi)有出現(xiàn)任何錯(cuò)誤，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)，甚至在您請(qǐng)求升級(jí)代碼之前，您就可以進(jìn)入我們的服務(wù)器。如果因?yàn)槟承┰?，您無(wú)法進(jìn)入我們的服務(wù)器，您可以手動(dòng)下載升級(jí)軟件或試著利用Help/DownloadUpgrade對(duì)話框中的“EditInternetSettings”按鈕修改您的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。CD安裝進(jìn)行CD安裝時(shí)，您將有機(jī)會(huì)安裝的軟件不僅僅是TOWER，還有我們所有程序的試用版或所有程序的商用版，對(duì)此，您只需擁有有效的授權(quán)即可。插入CD驅(qū)動(dòng)后，CD安裝對(duì)話框（參見(jiàn)Fig.0-2）將會(huì)打開(kāi)。如果沒(méi)有出現(xiàn)該對(duì)話框，點(diǎn)擊Start按鈕，然后是Run。當(dāng)出現(xiàn)文件名提示時(shí)，選擇CD驅(qū)動(dòng)，鍵入“setup.exe”。從CD安裝時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)以下選項(xiàng)：完全安裝或升級(jí)：如果您還沒(méi)有安裝該程序，或者您想升級(jí)該程序及其示例文件，選擇FullInstallation（完全安裝）。如果您是在現(xiàn)有版本上重裝該程序，選擇升級(jí)（Upgrade）。您將會(huì)被提示“FileAlreadyExistsOKtooverwrite？”每個(gè)現(xiàn)存文件。點(diǎn)擊“Always”回復(fù)。安裝硬件密鑰驅(qū)動(dòng)器：該選項(xiàng)將根據(jù)需要自動(dòng)進(jìn)行自身核查。除非您知道您自己需要或不需要該驅(qū)動(dòng)器，不然您就無(wú)需理會(huì)它。安裝在線文檔（PDF格式）：如果CD上有手冊(cè)，該選項(xiàng)會(huì)自行核查。我們強(qiáng)烈建議您允許該程序安裝電子手冊(cè)。這些手冊(cè)都是以便攜文檔格式（PDF）存儲(chǔ)，使用AdobeAcrobat（R）閱讀格式就可瀏覽該格式的文件。如果安裝了手冊(cè)而沒(méi)有安裝閱讀器，啟動(dòng)裝置會(huì)在安裝手冊(cè)后提醒您安裝Acrobat閱讀器軟件。我們?yōu)槟峁┮粋€(gè)32bit英文版本的閱讀器。如果您想要一個(gè)不同語(yǔ)種版本或其它不同的版本，您可以登陸下載。忽略應(yīng)用程序路徑：該選項(xiàng)是供高級(jí)用戶自定義其安裝了各個(gè)應(yīng)用程序的特定目錄的。對(duì)于那些希望在同一臺(tái)電腦上可同時(shí)維護(hù)我們的多個(gè)應(yīng)用程序版本的用戶來(lái)說(shuō)，這是非常有用的。在安裝時(shí)，該程序會(huì)讓您為每個(gè)安裝的程序鍵入一個(gè)目錄名稱，而非默認(rèn)的名稱。除非您認(rèn)為您機(jī)器需要該項(xiàng)服務(wù)，否則您就跳過(guò)該項(xiàng)核查。一旦您選擇了以上選項(xiàng)并確認(rèn)了您想要安裝的這些應(yīng)用程序和試用版，您就可點(diǎn)擊Install，該程序就會(huì)安裝上所有軟件。NT用戶特別注意事項(xiàng)：如果您正在使用的是基于NT的操作系統(tǒng)（如NT4.0，2000或XP），您需要安裝NT驅(qū)動(dòng)器。要安裝該驅(qū)動(dòng)器，在安裝TOWER時(shí)，您需要復(fù)選安裝對(duì)話框中的“Installhardwarekeydriver”復(fù)選框。Windows會(huì)要求您利用管理者特權(quán)安裝驅(qū)動(dòng)器，如果您當(dāng)前登陸的賬戶不擁有用戶特權(quán)，您必須退出賬戶，重新登陸一個(gè)擁有管理者特權(quán)的賬戶。按照屏幕上的指示，完成安裝。發(fā)現(xiàn)故障并修理HARDWAREKEY如果程序顯示“Can'tFindHardwareKey”錯(cuò)誤信息，您必須咨詢查閱以下技術(shù)事項(xiàng)，參見(jiàn)我們的網(wǎng)站：/products/ntdriver.html電子手冊(cè)和在線幫助如果，通過(guò)Fig.0-3中的核查安裝在線文件，您已經(jīng)安裝了手冊(cè)（PDF格式）的電子版，您就可以在任何對(duì)話框中查詢?cè)诰€幫助。您所需做的就是點(diǎn)擊對(duì)話框右上角的“？”按鈕，您就會(huì)被帶到手冊(cè)電子版的相關(guān)章節(jié)，在那兒，您可以找到適當(dāng)?shù)男畔ⅰＭㄟ^(guò)我們的網(wǎng)站，該手冊(cè)可以定期進(jìn)行升級(jí)。您可以使用Help/CheckforUpdatedManual指令檢查它們是否存在，并下載。它們還公布在我們的通訊簡(jiǎn)報(bào)上，在簡(jiǎn)報(bào)上您可以看到并認(rèn)購(gòu)我們的網(wǎng)站。1.概況TOWER是由PowerLineSystems為傳輸結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的幾種MS-WINDOWS程序中的一種。所有這些程序都有一些共性。因此，如果你熟練掌握了其中一種程序，你很快就能掌握其它種類的程序。TOWER起初是一種FORTRAN程序，出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代中期，從那時(shí)到現(xiàn)在，它一直在不斷地改進(jìn)發(fā)展。目前，有80多個(gè)國(guó)家的幾百個(gè)組織正在使用該軟件，它基本上成為了全球塔設(shè)計(jì)程序使用最廣泛的軟件。TOWER主要講述網(wǎng)格式鐵塔的分析和設(shè)計(jì)。關(guān)于各種桿子和框架的分析和設(shè)計(jì)，包括混凝土、鋼鐵和木制等材料，您可以參閱我們的PLS-POLE程序。Fig.1-1展示了典型的輸電線塔或通信塔構(gòu)造，它們都可以使用TOWER進(jìn)行模擬，第7章節(jié)例子中包含此類介紹。這些塔可能是拉線塔，也可能是自立式塔。Fig.1-2說(shuō)明了TOWER還可以用于大型網(wǎng)格變電站結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由通常標(biāo)準(zhǔn)單位端對(duì)端（參見(jiàn)Fig.1-1右下格）組成的拉線通信桿模型可通過(guò)組合復(fù)制多個(gè)基本模塊迅速生成。7.11小節(jié)對(duì)此有例證說(shuō)明。有模塊設(shè)計(jì)的傳輸塔也可從模塊生成中受益，參見(jiàn)4.16節(jié)。Fig.1-3展示了與某個(gè)特定塔型相關(guān)的一張圖片是如何與模型的電腦生成幾何圖同時(shí)顯示的。CAD畫(huà)圖也可以顯示，或單獨(dú)或與圖片同時(shí)顯示（參見(jiàn)例子7.12）。1.1總體特性1.1.1模塊設(shè)計(jì)作為25年來(lái)電力傳輸線路及其支撐框架和地基設(shè)計(jì)軟件的主要開(kāi)發(fā)者，PowerLineSysetemsInc.（PLS）知道傳輸設(shè)計(jì)工程師對(duì)電腦設(shè)計(jì)程序有什么要求。無(wú)論該結(jié)構(gòu)是混凝土的、鋼鐵的、木制的桿子或構(gòu)架，又或是鐵制格子塔或鐵制變電站結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常都會(huì)利用標(biāo)準(zhǔn)部件，而它們的特性往往都存儲(chǔ)在電腦數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此，讓工程師在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型時(shí)只需從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取組件并將它們互相連接在一起是非常有利的。創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的有限元模型及分析目標(biāo)所需步驟這一非常耗時(shí)的工作就留給了電腦來(lái)完成。所以，編制一個(gè)模型并不要求必備高級(jí)的結(jié)構(gòu)分析知識(shí)。這一理念被應(yīng)用于所有的PLS程序，由Fig.1.1-1即可看出。像角鋼、絕緣子、附屬裝置、電纜和拉線之類的標(biāo)準(zhǔn)部件和組件的存儲(chǔ)庫(kù)在TOWER和其它桿和框架設(shè)計(jì)程序之間是可以共用的。如果某些部件擁有特有的物料編號(hào)，那么該類模型就會(huì)包含對(duì)該類部件一整套的描述說(shuō)明。如果我們的PLS-CADD線設(shè)計(jì)程序使用該類結(jié)構(gòu)模型，那么整個(gè)線項(xiàng)目的一整套部件清單都會(huì)配給到位，因而，可進(jìn)行成本評(píng)估自動(dòng)化，并鏈接至老的系統(tǒng)。部件、組件和次組件都會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在PLS-CADD的平面圖和剖面圖中。除了共享組件數(shù)據(jù)庫(kù)外，TOWER和其它程序還共享普通負(fù)載描述、文件控制、圖形界面和輸出報(bào)告。該程序的模型狀況有助于我們進(jìn)行維護(hù)，也有助于您—使用者—的使用，因?yàn)?，只有掌握了其中一個(gè)程序的特性，您就能立即了解另一個(gè)了。1.1.2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可在剛開(kāi)始時(shí)，TOWER是只能按照美標(biāo)ASCE10-97（ASCE，2000）進(jìn)行設(shè)計(jì)核查的一種軟件，而現(xiàn)在它已經(jīng)達(dá)到其它多種標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)某些負(fù)載計(jì)算和/或強(qiáng)度核查的闡釋：美國(guó)NESC標(biāo)準(zhǔn)ANSIC2（NESC，2002），構(gòu)造剛歐標(biāo)（ECCS，1985），歐洲CENELEC標(biāo)準(zhǔn)EN-50341-1（CENELEC，2001）和一些本國(guó)的修訂本（波蘭、葡萄牙、西班牙、英國(guó)等過(guò)的NNA’s），英標(biāo)BS-8100（BS8100，1999），法國(guó)電力（RTE-EDF）標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)版本，澳大利亞/新西蘭幾個(gè)負(fù)載和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，IEC標(biāo)準(zhǔn)60826（IEC60826，2003），印度標(biāo)準(zhǔn)IS-802（IS802，1995），應(yīng)用于通訊塔的加拿大標(biāo)準(zhǔn)S37（CSAS37-01，2001），和應(yīng)用于通訊塔的EIA標(biāo)準(zhǔn)222（EIA/TIARevF-1996和ANSI/TIARevG-2005）。將來(lái)還會(huì)再加入其它標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用于TOWER的一些標(biāo)準(zhǔn)的更多信息和我們公司的其它程序參見(jiàn)：/products/designcodes.html。1.1.3線性分析和非線性分析—曲率檢查T(mén)OWER和其它傳輸結(jié)構(gòu)程序共享有限元分析方法。普通的有限元分析程序SAPS（SAPS，1997）也使用該方法。您可以參閱SAPS手冊(cè)了解關(guān)于構(gòu)架、橫梁或線元素建模和我們的求解方法方面的原理細(xì)節(jié)。有限要素模型分析可以是線性的也可以是非線性的。如是線性分析，結(jié)構(gòu)移位的副效應(yīng)，即所謂的P-Delta效應(yīng)（重力二階效應(yīng)）被忽略。如果是非線性分析，所有的力和力矩在結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)中都處于平衡，即P-Delta效應(yīng)是有原因的。當(dāng)非線性分析照顧到所有幾何非線性時(shí)，線性材料特性仍在所有程序中使用。這和所有現(xiàn)行以編碼為基礎(chǔ)的傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程序是一致的。線性解決時(shí)間通常情況下都不足一秒。然而，因?yàn)榉蔷€性解決要求每個(gè)荷載狀況要有幾次重復(fù)，非線性解決可能只需要幾分鐘就能完成。塔的彈性擠曲是P-Delta效應(yīng)的一中極端情況。在非線性模式下運(yùn)行時(shí)，TOWER標(biāo)明了近乎曲折或近乎易變狀況，如果形成平衡狀態(tài)需要大量反復(fù)。它表明了，如果解決方法不能匯聚于一點(diǎn)，或匯聚于一種附有許多后挫曲移位的平衡結(jié)構(gòu)，就會(huì)出現(xiàn)扭曲。當(dāng)在線性模式下運(yùn)行時(shí)，TOWER不能探測(cè)到扭曲。運(yùn)用線性分析，拉線和線纜被壓塑得就像straighttension-onlymembers。運(yùn)用非線性分析，它們就被壓塑成exactcableelements。因此，我們建議拉線塔應(yīng)當(dāng)始終使用非線性分析，利用一個(gè)更好的線纜圖像，并確保扭曲率被恰當(dāng)核查。1.1.4設(shè)計(jì)核查vs可容許的分屏模式對(duì)于傳輸程序的應(yīng)用，TOWER和其它程序可以在兩種模式下運(yùn)行：設(shè)計(jì)核查模式或允許檔距模式。對(duì)于通訊塔，可使用的唯一模式就是設(shè)計(jì)核查模式。在設(shè)計(jì)核查模式（Fig.1.1-2）下，你指定設(shè)計(jì)荷載樹(shù)形圖。該樹(shù)形圖由地線和導(dǎo)體垂直荷載、橫向荷載和豎向荷載，T、V和L（荷載矢量），以及結(jié)構(gòu)所承載的風(fēng)壓（也許是冰）。荷載樹(shù)形圖存儲(chǔ)在LoadCAse文件中，它們的擴(kuò)展名為“.LCA”。我們稱荷載樹(shù)形圖文件為“LCA”文件或荷載矢量文件。對(duì)于荷載工況文件，如果TOWER在獨(dú)立模式下操作，荷載工況文件可手動(dòng)編輯；或者，在PLS-CADD或PLS-CADD/LITE范圍內(nèi)核查結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上自動(dòng)發(fā)展。如果TOWER在設(shè)計(jì)核查模式下運(yùn)行，對(duì)該結(jié)構(gòu)指定荷載樹(shù)形圖進(jìn)行分析。分析結(jié)果總結(jié)在兩個(gè)文本報(bào)告（一個(gè)簡(jiǎn)潔，一個(gè)詳細(xì)）、許多表格和一個(gè)幾何變形窗口中。幾何變形窗口說(shuō)明了結(jié)構(gòu)的偏離形狀，并隨意地表明在指定荷載工況下每個(gè)元件或部件的使用百分比。使用百分比由使用者選定的顏色標(biāo)明，或部件附近顯示的一個(gè)數(shù)字標(biāo)明。在允許檔距模式（Fig.1.1-3）下，您可指定接地線和導(dǎo)體每段長(zhǎng)度的垂直荷載和水平荷載，UH和UV，它們的機(jī)械張力和結(jié)構(gòu)上承載的風(fēng)壓。您也可指定線角范圍，對(duì)此，您就可確定可允許水平檔距和垂直檔距。這些指定的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在線荷載文件夾（又被命名為荷載影響系數(shù)文件夾）內(nèi)，其擴(kuò)展名為“.LIC”。我們經(jīng)常將線荷載文件成為“LIC”文件。線荷載文件夾可以手動(dòng)編輯，也可以通過(guò)PLS-CADD或其簡(jiǎn)化版本PLS-CADD/LITE自從準(zhǔn)備。如果TOWER是在允許檔距模式下運(yùn)行，該結(jié)構(gòu)最大允許水平檔距和垂直檔距將會(huì)自動(dòng)確定指定線荷載。如果你確定最大可允許垂直檔距應(yīng)當(dāng)與最大可允許水平檔距的指定倍數(shù)相等，那么單套的可允許水平檔距和垂直檔距就能夠確定了。平坦地帶的指定倍數(shù)數(shù)值可能是1，而丘陵地帶的比較合適的指定數(shù)值為1.3.舉個(gè)例子，F(xiàn)ig.1.1-4中點(diǎn)3的水平位置和垂直位置表明了一套可允許水平檔距和垂直檔距，其比值約為1.3.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有一個(gè)指定的允許垂直檔距和水平檔距的比例數(shù)值，這是一種習(xí)慣做法。不是單套的允許水平檔距和垂直檔距，在允許水平檔距和垂直檔距之間的整個(gè)交互圖也可以確定指定荷載工況的數(shù)值和一個(gè)給出的最大線角。Fig.1.1-4即是一類交互圖。如果在其正確位置的正確水平檔距和垂直檔距是該許可交互圖中一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，一個(gè)塔強(qiáng)度就夠了。由交互圖而非單對(duì)允許水平檔距和垂直檔距形成的塔強(qiáng)度圖形可使我們PLS-CADD的自動(dòng)結(jié)構(gòu)測(cè)定電位運(yùn)算法則計(jì)算出更就經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。從Fig.1.1-4可明顯地看出，如果只考慮點(diǎn)3顯示的一對(duì)可允許水平檔距和垂直檔距，A-3線以上的可行區(qū)域和B-3右邊的區(qū)域不應(yīng)考慮。1.1.5自動(dòng)設(shè)計(jì)特性TOWER含有幾個(gè)水平等級(jí)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。其范圍從超載部件尺寸的重設(shè)到整座塔角鋼加工范圍的最佳選擇。各種各樣的最優(yōu)化選擇參見(jiàn)第6章節(jié)。1.1.6在線幫助任何一個(gè)對(duì)話框都有在線幫助功能。您所需做的就是點(diǎn)擊對(duì)話框右上角的“？”按鈕，您就會(huì)被帶到手冊(cè)電子版的相關(guān)章節(jié)，在那兒，您可以找到適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?.1.7項(xiàng)目修訂跟蹤TOWER包含可使變化管理符合某一特定塔的特性。例如，它可以自動(dòng)跟蹤對(duì)原始模型做出的任何變更。該內(nèi)容詳述參見(jiàn)附錄F。1.1.8自定義菜單、對(duì)話框、表格和報(bào)告TOWER可以讓您自定義菜單、對(duì)話框、提示、工具欄按鈕、表格和報(bào)告，因而，您具有完全的自主性將他們的文本轉(zhuǎn)換成您所需要的的語(yǔ)言或格式。附錄G對(duì)此有詳細(xì)描述。自定義菜單和對(duì)話框現(xiàn)存于TOWER中的語(yǔ)言版本有英語(yǔ)、法語(yǔ)和西班牙語(yǔ)。1.1.9多塔分析的綜合結(jié)果當(dāng)您需要設(shè)計(jì)一系列塔，而各個(gè)塔又有其不同的塔身和塔腿延伸組成時(shí)，確定每一組部件或塔基的最大力和強(qiáng)度就變得非常重要，同時(shí)還須考慮到這些部件和塔基在整個(gè)系列塔中所可能出現(xiàn)的使用情形。TOWER讓您將多個(gè)塔分析運(yùn)行聯(lián)合起來(lái)，并將所有結(jié)果提交至易查看的表格和報(bào)告。該內(nèi)容詳述參見(jiàn)附錄C。1.2TOWER模型1.2.1接頭和分支TOWER運(yùn)用有限元分析（矩陣法）的靜電理念確定各種荷載工況條件下每個(gè)塔部件的軸向力和壓力。然后，這些力將根據(jù)特定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與允許值相比較。由TOWER創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)由懸架扭桿或曲形部件（元件）連接起來(lái)的接頭（結(jié)點(diǎn)）的集合體。TOWER使用懸架扭桿（桁架桿元）塑模角鋼（或圓形）部件和兩部分絕緣子，它們能夠承受拉力和張力。它應(yīng)用熔絲（只有張力部件）塑模只能承受張力的角鋼（或圓形）部件。熔絲還可用于塑模線性分析中的拉線（電纜）。TOWER運(yùn)用線元素塑模非線性分析中的拉線（電纜），和不能承受壓力的兩部分絕緣子。它選擇性地運(yùn)用梁?jiǎn)卧苣Ｄ承┙卿摚ɑ驁A形）部件作為一種處理易變形平面接頭的方式或加強(qiáng)接頭處堅(jiān)固度的裝置。而梁?jiǎn)卧部捎糜诜€(wěn)固穩(wěn)定的平面接頭和裝置（參見(jiàn)１.２.３.４小節(jié)），在TOWER中，沒(méi)有針對(duì)這些小部件所從屬部件的設(shè)計(jì)核查模式。在設(shè)計(jì)周密的格子塔部件中不能夠有重大的彎曲力矩，除了那些正?？蚣芷穆实膹澢亍Ｒ虼?，這些部件通常情況下是不被計(jì)算的。它們被一些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)間接地考慮在內(nèi)，而這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)指定了與正?？蚣芷穆氏噙B部件的擠壓承受力的正常降低值。力矩非常重要的塔應(yīng)當(dāng)應(yīng)用有限元程序通用功能分析，如我們的基礎(chǔ)塔的幾何尺寸由其連接處位置來(lái)界定。每個(gè)接頭處都有一個(gè)唯一的識(shí)別標(biāo)簽，并位于一定的坐標(biāo)內(nèi)，該坐標(biāo)則與一個(gè)全球三維坐標(biāo)系統(tǒng)相連。塔幾何則通過(guò)部件和接頭處的連接練成。為保證塔的精確性和穩(wěn)定性，最小連接件和部件的選擇則須與結(jié)構(gòu)工程相匹配。在模型中加入多余的（支撐）構(gòu)件通常情況下既不實(shí)際，也沒(méi)必要。一些基本規(guī)則是：*必須有足夠的連接件和部件才能形成一個(gè)穩(wěn)定的三維三角網(wǎng)，而該三角網(wǎng)能承載其應(yīng)用連接件向下至基礎(chǔ)連接件所有的荷載。*連接件必須放在附加絕緣子或集中荷載應(yīng)用的地方。*在每個(gè)地基地點(diǎn)，都必須有一個(gè)連接件。*由其它部件形成的一個(gè)三角架內(nèi)的部件通常都是多余的（支撐）部件，而且無(wú)需包含在模型之中。例如，圖1.2-1標(biāo)明了一個(gè)簡(jiǎn)化塔（章節(jié)7中例1的鏡像）的模型。連接件用標(biāo)簽標(biāo)明，標(biāo)簽應(yīng)標(biāo)在圓圈內(nèi)。章節(jié)4.3.1討論了用于命名和展示圈內(nèi)連接件的慣例，圖1.2-1展示了現(xiàn)實(shí)中塔構(gòu)成所需要的所有部件。然而，所有用粗線（除了標(biāo)有“stabilizingmember”的部件）畫(huà)的部件都是無(wú)須包含在模型中的多余支撐部件。如果你在模型中加入這些，如果所有的塔部件在模型設(shè)計(jì)時(shí)都被設(shè)計(jì)成桁架元素，你將發(fā)現(xiàn)在線性分析中它們是無(wú)效的。因此，加入這些元素將使你的模型復(fù)雜化，因?yàn)樗枰嗟臎](méi)有任何附加說(shuō)明的連接件和部件。在絕大多數(shù)分析中，多余的支撐構(gòu)件不承載任何荷載，因此，它們的設(shè)計(jì)宗旨不是為了承載設(shè)計(jì)荷載。相反，它們的設(shè)計(jì)（當(dāng)前，TOWER還不包含該項(xiàng)）是為了界定其尺寸：1）有一個(gè)最小值的正常長(zhǎng)細(xì)比（L/r最小值），2）能夠承受一個(gè)攀爬者及其所攜帶設(shè)備的橫向負(fù)載，或者3）能夠承受它們所支撐的部件內(nèi)的一定比列（1-3%）的壓縮負(fù)載。在限定它們所支撐的部件的不加撐長(zhǎng)寬比（4.6中的RLX，RLY和RLZ數(shù)據(jù)）時(shí)，多余的部件須考慮在內(nèi)。例如，圖1.2-1中支撐塔腿的的多余部件在立柱的第三點(diǎn)處就提供了支撐點(diǎn)。因此，正如例1中所看到的，不加撐的長(zhǎng)寬比比值0.333在描述這些立柱時(shí)是被限定的。1.2.2桁架、橫梁和tension-onlymembers（僅有張力的部件）使用TOWER軟件，你通?？梢阅M處角鋼和圓形部件，且?guī)в需旒芑驒M梁部件，而這些部件可承受住張力和壓縮力。然而，某些舊塔上的一些對(duì)角線或掛臂撐設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是這樣一種假設(shè)—這些對(duì)角線或掛臂撐不能承擔(dān)壓縮力，即，它們的某些性能更像是電纜線。當(dāng)對(duì)角線和掛臂撐以這種假設(shè)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，它們被成為“tension-only”members（僅有張力的部件）。在以往的設(shè)計(jì)中，Tension-onlymembers常常被簡(jiǎn)單地認(rèn)作是長(zhǎng)細(xì)比較大部件，如L/r比通常情形下最大所允許值250還要大很多。在TOWER中，如果你指定一個(gè)部件為“Tensiononly”（4.5小節(jié)中，使用T-Only或T-Only橫梁作為部件類型），如果其壓縮力超過(guò)其適當(dāng)?shù)膲嚎s強(qiáng)度范圍（如果選用EDF規(guī)范，其壓縮強(qiáng)度范圍對(duì)應(yīng)Hyp.1荷載），那么該部件則被認(rèn)定是彎曲的（即，完全失去其壓縮強(qiáng)度）。然而，當(dāng)以張力測(cè)量時(shí)，它卻又像正常部件那樣。這種假定情形在圖1.2-2中給出。重要事項(xiàng)：圖1.2-2所示的某個(gè)tension-onlymember的測(cè)定壓縮強(qiáng)度，該強(qiáng)度用于確定該部件是否應(yīng)當(dāng)被移除，但該強(qiáng)度范圍不包括為當(dāng)前荷載工況指定的鋼鐵部件的強(qiáng)度系數(shù)。因此，如果強(qiáng)度系數(shù)小于1，一個(gè)tension-only部件的壓縮力可能會(huì)大于其壓縮強(qiáng)度與其強(qiáng)度系數(shù)的乘積，那么，其百分比也超過(guò)100%，因?yàn)樗鼪](méi)有從模型中移除。Tension-only部件使格子塔的線性分析復(fù)雜化了。沒(méi)有它們，單獨(dú)一個(gè)剛度矩陣就能確定一座塔，所有荷載工況可一次同時(shí)分析。然而，當(dāng)tension-only部件變彎時(shí)，塔的整個(gè)剛度矩陣都會(huì)變化。由于在不同的荷載工況下不同的tension-only部件會(huì)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，所以，只要有tension-only部件，每種荷載工況都要求單獨(dú)分析。在TOWER，只要出現(xiàn)一個(gè)tension-only部件，就要利用以下運(yùn)算法則進(jìn)行線性分析。每個(gè)荷載工況都須單獨(dú)分析，每個(gè)荷載工況須用最多次數(shù)即5次迭代解，以在每個(gè)迭代法之內(nèi)發(fā)現(xiàn)并盡可能地移除變形的tension-only部件。因此，對(duì)于每種荷載工況，可能會(huì)得出并解決多次剛性矩陣。而對(duì)于NLC（非線性計(jì)算）荷載工況，一個(gè)tension-only分析所必需的電腦時(shí)間多達(dá)（5xNLC）無(wú)tension-only部件分析時(shí)間的幾倍。很明顯，除非tension-only是設(shè)計(jì)的一個(gè)基本運(yùn)算，這種類型的分析必須是要避免的。對(duì)于非線性分析，tension-only部件則由SAPS分析引擎當(dāng)作桁架或橫梁軸熔線元件進(jìn)行內(nèi)部處理。因?yàn)槠渌鼛追N原因超出該手冊(cè)范圍，我們強(qiáng)烈建議你在你的模型包含“tension-only”部件時(shí)運(yùn)用非線性分析。另外，我們還建議你在所有包含“tension-only”部件（詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)）的面板邊緣使用橫梁元作為垂直或近乎垂直元。因使用非線性分析和橫梁元會(huì)導(dǎo)致解決問(wèn)題的時(shí)間大量延長(zhǎng)，但是，如果你想避免一個(gè)潛在的不穩(wěn)定模型帶來(lái)的收斂問(wèn)題，這是值得的。在任何情形下，“tension-only”分析的結(jié)果常常會(huì)進(jìn)行工況荷載核查，此工作由一名經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師完成，以確保結(jié)果正確。還有一些其它情況，一對(duì)橫拉條元均受壓并由“tension-only”運(yùn)算法則剔除，而這有可能做出一座不穩(wěn)定的塔。1.2.3平面接頭和機(jī)械裝置僅僅在模型塔桁架桿元（即精確的三維桁架單元模型）重復(fù)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是平面接頭和機(jī)械裝置問(wèn)題。在三維桁架單元中，所有的接頭都被當(dāng)作理想的銷連接萬(wàn)向接頭。這類模型中的平面接頭位于同一平面部件的交叉處。在圖1.2-1中，這類平面接頭就是編號(hào)A1的右臂較低桁材的平面接頭和編號(hào)P1的接電線頂端中間部位的平面接頭。如果其頂端垂直方向的多余部件不包含在此模型中，A1接頭是平面接頭。三維桁架模型中平面接頭的問(wèn)題是在與平面垂直的方向沒(méi)有精確的剛度數(shù)字（至少在第一階線性分析中沒(méi)有）。如果模型中的任何接頭的剛度為零，在解決時(shí)間得到的依然是零分配（即計(jì)算機(jī)誤差）。平面接頭最好的解決方法是盡可能地回避它們。例如，沒(méi)有必要在橫拉條交叉部分?jǐn)R置接頭，這也是不好的做法，即使通常情況下，現(xiàn)實(shí)中將部件用螺栓固定在該位置。然而，在許多情況下，平面接頭是不可回避的，如在塔上和柱桿處，在這些地方，主要拐角部件由錯(cuò)開(kāi)的支柱支撐。以下描述了四種可避免模型中出現(xiàn)零剛度接頭的方法。使用仿制元件第一種方法就是在平面接頭和臨近的固定接頭之間加入虛擬（仿制的）元件。這是一種比較傳統(tǒng)的方法，它在進(jìn)行線性分析時(shí)狀態(tài)良好，但是，如果這個(gè)虛擬元件硬度不夠，在進(jìn)行非線性分析時(shí)，可能仍會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)不穩(wěn)定模型，虛擬元件本身必須具備一定小數(shù)值的強(qiáng)度（即有很小的截面積），這樣，它才不會(huì)影響模型中力的分配。例如，圖1.2-1中A1接頭和P1接頭就可以通過(guò)嵌入虛擬元件進(jìn)行穩(wěn)固。第7節(jié)例1“Ex1PreV7.tow”另一個(gè)模型就采用了這種做法。一組虛擬元件應(yīng)當(dāng)有個(gè)名字，可以以ZZ兩個(gè)字母為開(kāi)頭，或者如圖4.5-1中AngleGroups表格中的GroupType一欄寫(xiě)上“Fictitious”字樣。這可以讓用戶選擇是否要在圖形表中標(biāo)明虛擬元件。許多老塔模型已經(jīng)使用虛擬元件穩(wěn)固接頭了。然而，正如所描述的，我們不建議使用虛擬元件。如果PLS-CADD中的TOWER模型使用了虛擬元件，虛擬元件可能會(huì)干擾電氣間隙計(jì)算。去除自由度第二種方法只有在3X方向、Y或Z方向平面外方向一致且采用線性分析時(shí)才可使用。在這種情況下，不穩(wěn)定問(wèn)題僅僅通過(guò)去除該方向的接頭自由度就可解決了。比如，圖1.2-1中的A1接頭就可通過(guò)去除其在Z方向的的自由度保持穩(wěn)固。通過(guò)穩(wěn)固接頭得到的桿力將會(huì)在線性分析中核對(duì)，此時(shí)，去除自由度的接頭位置不會(huì)再在任何外在的偏離模型進(jìn)行核對(duì)。增加虛擬彈簧第三種方法就是系統(tǒng)地增加虛擬彈簧，且所有接頭的X，Y和Z方向都有小量的軸向剛度。TOWER中總是運(yùn)用這類方法，即使同時(shí)也使用其它穩(wěn)固接頭的方法。將剛度僅為1N/m的虛擬彈簧插入每個(gè)接頭處的X，Y和Z三個(gè)方向。這樣可以避免平面接頭處的零分配，通常也能保證獲取平衡解。在最終的幾何窗口中查看平衡解，就能看到放大的不穩(wěn)定接頭或機(jī)械裝置。然后，不穩(wěn)定的接頭和機(jī)械裝置就能被穩(wěn)固了。然而，如果使用非線性分析，這種方法也可能導(dǎo)致產(chǎn)生不穩(wěn)定模型。使用橫梁元第四種方法就是用橫梁元代替某些與平面接頭相接的桁架元。橫梁元在X，Y和Z三個(gè)方向都會(huì)提供一定的剛度。在這兒要強(qiáng)調(diào)的是TOWER中使用橫梁元的主要目的是穩(wěn)固平面接頭和接卸裝置。當(dāng)橫梁元末端的剪切力和力矩在內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，且分擔(dān)塔的平衡（你可以利用Model/Results/Momentsforanglemembersmodeledasbeams看到力矩大?。r(shí)，它們就不會(huì)在其它設(shè)計(jì)核查中被運(yùn)用。至于設(shè)計(jì)目標(biāo)，橫梁元仍被認(rèn)定為軸向負(fù)載。當(dāng)橫梁元（或tension-only橫梁元）被用于角鋼部件時(shí)，它們的截面特性就確定了，中有此描述。重要事項(xiàng)：借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的速度和記憶力，我們現(xiàn)在建議在一定數(shù)量的塔模型中采用橫梁元。使用橫梁元有優(yōu)點(diǎn)，即可以消除平面接頭和機(jī)械裝置問(wèn)題，它還能改進(jìn)現(xiàn)實(shí)塔中部件力的計(jì)算，而在現(xiàn)實(shí)塔中，部件不是作為構(gòu)架模型假設(shè)栓接的。對(duì)于含有tension-only部件的塔來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)闄C(jī)械裝置的不穩(wěn)定狀態(tài)可能在這些塔的任一分析階段出現(xiàn)。我們建議除斜線和單個(gè)橫梁外，其它所有塔部件在做模型時(shí)都做成橫梁元。如果斜線或支桿在末端之間有中間接頭，那么它也應(yīng)該做成橫梁元模型。例如，圖1.2-3中的粗線在模型中就是橫梁元，細(xì)線就是桁架元。采用這種建模方法，除塔基接頭以外的所有接頭都不能有轉(zhuǎn)動(dòng)約束力，即在和小節(jié)中的原生節(jié)理和次生節(jié)理表格中，轉(zhuǎn)動(dòng)XYZ約束力的標(biāo)記必須設(shè)定為“Free”。斜線和單個(gè)橫梁須仍以桁架元建模（一些拉線通訊桿上的單個(gè)水平橫梁除外，拉線通訊桿必須以橫梁建模，尤其是在它們靠近一些天線架的情形下）。建模為橫梁可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)度剛硬的塔，因?yàn)槟残侵兴薪宇^都像是堅(jiān)硬的焊接節(jié)點(diǎn)，而不是比較靈活的螺栓連接。當(dāng)橫梁元能用于穩(wěn)固模型時(shí)，這種模型仍須是三角式的，保證其現(xiàn)實(shí)可行。例如，圖1.2-3中右邊模型就會(huì)給出答案，在水平橫梁橋頂端和底部的水平橫梁之間沒(méi)有斜線，此時(shí)，該答案將是完全錯(cuò)誤的。7.1小節(jié)的“ex1.tow”例子表明了橫梁元是如何應(yīng)用于塔模型中的。該分析結(jié)果可能會(huì)和僅有桁架元的模型的分析結(jié)果有些許不同，但是，我們相信用橫梁元建模將會(huì)給予部件一個(gè)更好的軸向力，因?yàn)樗咏F(xiàn)實(shí)情況。如果你運(yùn)行非線性分析，我們也強(qiáng)力推薦運(yùn)用橫梁元穩(wěn)固平面接頭。虛擬元件可能沒(méi)有足夠的剛度阻止線性分析中平面接頭的平面外變形。Tension-only橫梁元：如果有實(shí)體的tension-only部件（例如塔左右側(cè)之間的整條斜線）末端之間有中間接頭，如果這些中間接頭是不穩(wěn)固的平面接頭，你也許需要拆散該部件，換成一些列橫梁元。在這種情形下，只有一個(gè)橫梁元（但是超過(guò)一個(gè)，因?yàn)檫@里不討論數(shù)值原因）須是T-only類型的橫梁（元類型在4.5節(jié)描述）。在這種情況下，須確保T-only橫梁元的不加撐的長(zhǎng)細(xì)比將會(huì)給予整個(gè)tension-only部件正確的壓縮力容量。通常情況下，有必要使用大于1的不加撐長(zhǎng)細(xì)比，以達(dá)到此效果。如何穩(wěn)固機(jī)械裝置含有機(jī)械裝置的三維桁架也會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定性。機(jī)械裝置存在于非完全三角式的模型中（如菱形橫隔板），或者當(dāng)同一平面中的兩條斜線同時(shí)受到擠壓，機(jī)械裝置存在于含有tension-only部件的塔中。例如，沒(méi)有了“穩(wěn)固件”，如果用桁架件建模，圖1.2-1C-C小節(jié)的整個(gè)橫隔板都是不穩(wěn)定的。如果你想在X軸向上用力推接頭L1，你不會(huì)遇到任何阻抗力，就像接頭L2在Y軸向上移動(dòng)。穩(wěn)固機(jī)械裝置的方法有兩種，利用增加的虛擬部件做成三角式，或者利用橫梁元。穩(wěn)固件可以是帶有小橫截面的仿制部件，正如圖1.2-1中所示，7.1章節(jié)例1另一種模型“Ex1PreV7.tow”所示。然而，為了避免出現(xiàn)不穩(wěn)固機(jī)械裝置，我們強(qiáng)烈建議你使用中描述的橫梁元，就像例1“Exl.tow”模型中所展示的那樣。1.2.4TOWER的標(biāo)準(zhǔn)工作過(guò)程TOWER標(biāo)準(zhǔn)的建模和分析過(guò)程包含以下步驟：在General菜單中選擇分心類型和其它選項(xiàng)，在File/Preferences菜單中指定組件數(shù)據(jù)庫(kù)（圖書(shū)館），必要時(shí)在Components表格中運(yùn)用你公司的特定結(jié)構(gòu)部件編輯或添加適當(dāng)?shù)慕M件數(shù)據(jù)庫(kù)，3章節(jié)中有此介紹。按照章節(jié)4描述，從Geometry菜單中的部件創(chuàng)建接頭、配置塔。在InitialGeometryWindow中運(yùn)用指令Model/Check核對(duì)結(jié)構(gòu)模型。圖1.2-4標(biāo)明了其中兩種不同的方法，通過(guò)這兩種方法，可在InitialGeometryWindow中看到結(jié)構(gòu)狀況。章節(jié)5介紹了在菜單中你可以指定設(shè)計(jì)矢量荷載（".lca"file）、設(shè)計(jì)線載（".lic"file）或其它荷載文件。如果你運(yùn)行設(shè)計(jì)線載，須確保你的結(jié)構(gòu)模型是穩(wěn)固的，確認(rèn)方式是首先運(yùn)用一些與小量水平檔距相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)矢量荷載分析它。運(yùn)用Model/Run指令開(kāi)始該分析。這將會(huì)核查你的模型的完整性和通常的建模誤差。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤，即可執(zhí)行分析。在以下方面核查該分析：1），DeformedGeometryWindow2）通過(guò)Model/Results你可以看到多個(gè)ResultsTables，3）SummaryReportWindow的短小文本報(bào)告，或者4）AnalysisResultsWindow的完整文本報(bào)告。圖1.2-5標(biāo)明了其中兩種方式，可通過(guò)這兩種方式在DeformedGeometryWindow中查看結(jié)構(gòu)狀況。對(duì)于一種極端的風(fēng)吹情形，左邊平面表明了整個(gè)變形幾何圖像，而右邊平面則表明的一些角鋼部件使用百分比。如果你選擇該項(xiàng)生成可允許范圍內(nèi)水平檔距和垂直檔距之間的交互圖，那么它們會(huì)出現(xiàn)在AnalysisResultsWindow中。7.6章節(jié)中的圖7-2即是這類圖。執(zhí)行章節(jié)6中所介紹的某些設(shè)計(jì)功能，你能夠手動(dòng)操作進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇，也可以讓TOWER自動(dòng)完成整個(gè)程序，得出一個(gè)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。各個(gè)制圖命