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高耸结构
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|<center>'''高耸结构'''<br><img
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|}
高度较大、横断面相对较小的结构
高耸结构，指的是高度较大、横断面相对较小的结构，以水平[[荷载]]（特别是风荷载）为结构设计的主要依据。根据其结构形式可分为自立式[[塔式结构]]和拉线式[[桅式结构]]，所以高耸结构也称塔桅结构。
==简介==
'''沿革'''
古代宗教塔是早期的高耸结构，这种纪念性的塔遍布世界各地。中国历代曾建有砖、石、木材、生铁等材料的各种形式的塔，尚存的具有代表性的古塔有：公元 523年（北魏）建造的河南登封嵩岳寺砖塔，公元1056年（辽）建造的山西应县佛宫寺释迦木塔，公元1061年（北宋）建造的湖北荆州玉泉寺铁塔。
随着工业技术的发展，出现了各种类型的高耸结构。1889年为巴黎博览会建造了[[埃菲尔铁塔]]，塔高300米，1921年后在塔顶装设了无线电天线和电视天线，总高度为321米。
20世纪随着无线电广播和电视事业的发展，世界各地建造了大量较高的[[无线电塔]]和[[电视塔]]。电力、冶金、石油、化工等企业也建造了很多高耸结构，如[[输电线路塔]]、石油钻井塔、炼油化工塔、风动机塔、[[排气塔]]、[[水塔]]、[[烟囱]]等。在邮电、交通、运输等部门中也兴建了电信塔、导航塔、航空指挥塔、雷达塔、灯塔等。此外，还有卫星发射塔、跳伞塔和[[环境气象塔]]等。
'''材料'''
古代塔多用砖、石、木材、生铁建造，现代塔则多用钢、[[钢筋混凝土]]及[[预应力混凝土]]结构，高度较小的可用砌体结构。钢结构塔轻巧美观，可由工业化生产，但防锈要求较高、维护费用较大。钢筋混凝土塔抗大气腐蚀性能较好。筒形钢筋混凝土塔可保护内部管线、设备，免受大气影响和风雪侵袭，但由于自重大，需设较强的基础。现场灌筑钢筋混凝土塔的质量和造价取决于施工技术水平，对施工季节还有选择性。
'''型式'''
除塔式和桅式两大类型之外，还有樯杆塔。这种结构以桅式体系为基础，在杆身纤绳结点处设置水平刚性撑杆和上下层纤绳连接，纤绳相当于塔架中预加拉力的塔柱和斜杆，水平刚性撑杆相当于塔架的横杆；因此，兼有桅杆省钢、塔架占地小、结构紧凑的特点。
塔式结构和桅式结构也可混合使用，如荷兰洛皮克电视电信塔，总高370米，下部为100米的圆筒形钢筋混凝土塔，上部为270米的用四层纤绳拉到地面的钢管桅杆。也有在塔顶上布置几座小型桅杆的结构，如美国旧金山电视塔,总高298米，下部为 234米高的三角形断面的塔，塔顶处装有大平台，上面设三座对称布置64米高、三层纤绳的小桅杆、纤绳均锚固在大平台上，形成独特的烛台式结构。
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|<center>'''高耸结构'''<br><img
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|}
'''荷载'''
包括自重、设备重、风荷载、[[地震]]作用等。风荷载是高耸结构的主要荷载，设计时需要当地风力的可靠数据。基本风压值、沿高度变化风压、风荷载体型系数和[[风振系数]]是风荷载计算的重要参数。①[[基本风压值]]。它是通过统计20～50年一遇、10～20分钟平均或瞬时最大风速来确定的。对于一些特别重要的高耸结构，必须提高其风速统计年限，例如一般结构考虑30年一遇的风速，电视塔要求考虑50年或100年一遇的风速,对于建筑在山间盆地或山口、谷口的高耸结构，则要按实际情况适当调整风压值。②[[风压高度变化系数]]。风压高度变化系数取决于地表面[[粗糙度]]。一般按指数或对数规律计算。③[[风荷载体型系数]]。它和构件外形有密切关系，圆形构件的体型系数比其他形状为小。④[[风振系数]]。用它来考虑由于脉动风压引起的动力作用，其值的大小和高耸结构的自振周期以及材料阻尼有关。自振周期越长,风振系数越大;材料阻尼越大，则风振系数越小。因此，高塔的风振系数比低塔大；钢筋混凝土塔的风振系数比钢塔小。在计算高耸结构的基础时可用较小的风振系数，因为结构本身有消振作用。
'''设计原则'''
因主要荷载是风荷载，要注意降低结构的风阻力。例如采用圆形构件，以减小体型系数；简化构造，以减小迎风面积；进行方案比较，选取最优尺寸。计算时必须考虑在各种最不利的荷载组合下结构的强度和刚度，验算结构的稳定，以确保结构安全。
由于高耸结构高度大，必须设置航标和[[避雷系统]]。
① 航标。沿高耸结构的高度方向涂刷红白相间或黄黑相间的油漆，使飞行员在日间能迅速辨认。同时，在塔顶和沿高布置一些红灯，作为夜航的标志。
② 避雷系统。塔顶设置避雷针,通过塔身和接地线把雷电引到基础下面土壤中。
建立在山顶或岩石上的高耸结构，还必须把接地线引到山下或半山的水池中。对特别高的塔，还要在塔顶以下布置一些水平避雷针，以防横向雷击，在塔底周围要布置地线网，使雷电有效地引入地下。 <ref>[[王肇民. 高耸结构的发展与展望(J). 特种结构, 2000, 17(1):4-7.]]</ref>
'''高耸结构通常具有以下特点：'''
*高度：高耸结构通常具有较高的建筑高度，可以突破城市的天际线，成为地标性建筑物。高度常常反映了建筑的雄伟和威严，给人以视觉冲击和震撼。
*建筑形态：高耸结构往往具有独特的建筑形态和外观设计，以与周围环境形成鲜明的对比。它们可以采用创新的建筑材料和[[结构设计]]，展现出现代化、未来感或特定[[主题]]的风格。
*结构稳定性：由于高耸结构的高度较大，对于结构的稳定性要求较高。设计师需要考虑地震、风力、自重和荷载等各种力的作用，采取适当的结构形式和加固措施，确保建筑的安全和稳定。
*功能多样性：高耸结构除了作为建筑物外，还可能具有其他功能。例如，它们可以作为办公楼、酒店、住宅、观景台、纪念碑等。高耸结构的功能多样性可以满足不同人群的需求，为城市增添活力和[[吸引力]]。
*文化象征：高耸结构常常成为城市的文化象征和[[标志物]]，代表着城市的繁荣和发展。它们通过塑造城市形象和建筑风貌，提升城市形象，吸引[[游客]]和投资者，推动城市的经济和文化发展。
总之，高耸结构在城市建设和设计中起着重要的角色。它们不仅为城市增添了视觉上的吸引力，还承载着特定功能和象征意义，同时也考验着工程技术和[[设计能力]]。
==相关资料==
'''发展'''
我国高耸结构发展很快，许多电视塔、输电塔、[[微波通讯塔]]和其他用途的塔桅结构蜂拥而起，科研工作也突飞猛进。例如高塔的风荷载和风振的理论和实验研究，塔桅结构的[[非线性静]]、动力计算、高耸结构的振动控制等等都有很大进展，这些科研项目来自工程实践，其研究成果又用于指导设计，促进生产，提高了高耸结构设计和施工质量。
'''展望'''
国际上高耸结构的高度尚停留在600m左右，有人拟设计高度800m甚至1000m的高塔。这种高度更高(相对柔度更大的高耸结构，高空风荷载的动力反应及其振动控制将更为复杂。国际上高耸结构的发展，除了高空风荷载研究之外，比较重视结构失效和疲劳问题的研究。许多桅杆结构曾因此而倒塌，过去失效结构的实例应是最好的实体试验，为设计标准提供最直接的经验和[[借鉴]]，上述研究和实验将是未来高耸结构研究的重要课题。 <ref>[[刘季, 何立民. 高耸结构与高层建筑的竖向地震作用(J). 建筑结构学报, 1988, 9(2):1-12.]]</ref>
'''视频'''
'''高耸结构'''
[https://www.bilibili.com/video/BV1fv4y1g7vt/?p=12哔哩哔哩]
==参考文献==
{{Reflist}}
|<center>'''高耸结构'''<br><img
src="https://ts1.cn.mm.bing.net/th/id/R-C.eacc03c2d9aeeae8a1735f1cd22ff9f0?rik=jLfXSNRsk252gQ&riu=http%3a%2f%2fwww.shbilee.com%2fimages%2fd3.jpg&ehk=s%2bNfwbG4zIbJy%2bMdturcecgYuVfLcQK2S1j3Y9e2flE%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0 " width="280"></center><small> 圖片來自优酷</small>
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高度较大、横断面相对较小的结构
高耸结构，指的是高度较大、横断面相对较小的结构，以水平[[荷载]]（特别是风荷载）为结构设计的主要依据。根据其结构形式可分为自立式[[塔式结构]]和拉线式[[桅式结构]]，所以高耸结构也称塔桅结构。
==简介==
'''沿革'''
古代宗教塔是早期的高耸结构，这种纪念性的塔遍布世界各地。中国历代曾建有砖、石、木材、生铁等材料的各种形式的塔，尚存的具有代表性的古塔有：公元 523年（北魏）建造的河南登封嵩岳寺砖塔，公元1056年（辽）建造的山西应县佛宫寺释迦木塔，公元1061年（北宋）建造的湖北荆州玉泉寺铁塔。
随着工业技术的发展，出现了各种类型的高耸结构。1889年为巴黎博览会建造了[[埃菲尔铁塔]]，塔高300米，1921年后在塔顶装设了无线电天线和电视天线，总高度为321米。
20世纪随着无线电广播和电视事业的发展，世界各地建造了大量较高的[[无线电塔]]和[[电视塔]]。电力、冶金、石油、化工等企业也建造了很多高耸结构，如[[输电线路塔]]、石油钻井塔、炼油化工塔、风动机塔、[[排气塔]]、[[水塔]]、[[烟囱]]等。在邮电、交通、运输等部门中也兴建了电信塔、导航塔、航空指挥塔、雷达塔、灯塔等。此外，还有卫星发射塔、跳伞塔和[[环境气象塔]]等。
'''材料'''
古代塔多用砖、石、木材、生铁建造，现代塔则多用钢、[[钢筋混凝土]]及[[预应力混凝土]]结构，高度较小的可用砌体结构。钢结构塔轻巧美观，可由工业化生产，但防锈要求较高、维护费用较大。钢筋混凝土塔抗大气腐蚀性能较好。筒形钢筋混凝土塔可保护内部管线、设备，免受大气影响和风雪侵袭，但由于自重大，需设较强的基础。现场灌筑钢筋混凝土塔的质量和造价取决于施工技术水平，对施工季节还有选择性。
'''型式'''
除塔式和桅式两大类型之外，还有樯杆塔。这种结构以桅式体系为基础，在杆身纤绳结点处设置水平刚性撑杆和上下层纤绳连接，纤绳相当于塔架中预加拉力的塔柱和斜杆，水平刚性撑杆相当于塔架的横杆；因此，兼有桅杆省钢、塔架占地小、结构紧凑的特点。
塔式结构和桅式结构也可混合使用，如荷兰洛皮克电视电信塔，总高370米，下部为100米的圆筒形钢筋混凝土塔，上部为270米的用四层纤绳拉到地面的钢管桅杆。也有在塔顶上布置几座小型桅杆的结构，如美国旧金山电视塔,总高298米，下部为 234米高的三角形断面的塔，塔顶处装有大平台，上面设三座对称布置64米高、三层纤绳的小桅杆、纤绳均锚固在大平台上，形成独特的烛台式结构。
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|<center>'''高耸结构'''<br><img
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|}
'''荷载'''
包括自重、设备重、风荷载、[[地震]]作用等。风荷载是高耸结构的主要荷载，设计时需要当地风力的可靠数据。基本风压值、沿高度变化风压、风荷载体型系数和[[风振系数]]是风荷载计算的重要参数。①[[基本风压值]]。它是通过统计20～50年一遇、10～20分钟平均或瞬时最大风速来确定的。对于一些特别重要的高耸结构，必须提高其风速统计年限，例如一般结构考虑30年一遇的风速，电视塔要求考虑50年或100年一遇的风速,对于建筑在山间盆地或山口、谷口的高耸结构，则要按实际情况适当调整风压值。②[[风压高度变化系数]]。风压高度变化系数取决于地表面[[粗糙度]]。一般按指数或对数规律计算。③[[风荷载体型系数]]。它和构件外形有密切关系，圆形构件的体型系数比其他形状为小。④[[风振系数]]。用它来考虑由于脉动风压引起的动力作用，其值的大小和高耸结构的自振周期以及材料阻尼有关。自振周期越长,风振系数越大;材料阻尼越大，则风振系数越小。因此，高塔的风振系数比低塔大；钢筋混凝土塔的风振系数比钢塔小。在计算高耸结构的基础时可用较小的风振系数，因为结构本身有消振作用。
'''设计原则'''
因主要荷载是风荷载，要注意降低结构的风阻力。例如采用圆形构件，以减小体型系数；简化构造，以减小迎风面积；进行方案比较，选取最优尺寸。计算时必须考虑在各种最不利的荷载组合下结构的强度和刚度，验算结构的稳定，以确保结构安全。
由于高耸结构高度大，必须设置航标和[[避雷系统]]。
① 航标。沿高耸结构的高度方向涂刷红白相间或黄黑相间的油漆，使飞行员在日间能迅速辨认。同时，在塔顶和沿高布置一些红灯，作为夜航的标志。
② 避雷系统。塔顶设置避雷针,通过塔身和接地线把雷电引到基础下面土壤中。
建立在山顶或岩石上的高耸结构，还必须把接地线引到山下或半山的水池中。对特别高的塔，还要在塔顶以下布置一些水平避雷针，以防横向雷击，在塔底周围要布置地线网，使雷电有效地引入地下。 <ref>[[王肇民. 高耸结构的发展与展望(J). 特种结构, 2000, 17(1):4-7.]]</ref>
'''高耸结构通常具有以下特点：'''
*高度：高耸结构通常具有较高的建筑高度，可以突破城市的天际线，成为地标性建筑物。高度常常反映了建筑的雄伟和威严，给人以视觉冲击和震撼。
*建筑形态：高耸结构往往具有独特的建筑形态和外观设计，以与周围环境形成鲜明的对比。它们可以采用创新的建筑材料和[[结构设计]]，展现出现代化、未来感或特定[[主题]]的风格。
*结构稳定性：由于高耸结构的高度较大，对于结构的稳定性要求较高。设计师需要考虑地震、风力、自重和荷载等各种力的作用，采取适当的结构形式和加固措施，确保建筑的安全和稳定。
*功能多样性：高耸结构除了作为建筑物外，还可能具有其他功能。例如，它们可以作为办公楼、酒店、住宅、观景台、纪念碑等。高耸结构的功能多样性可以满足不同人群的需求，为城市增添活力和[[吸引力]]。
*文化象征：高耸结构常常成为城市的文化象征和[[标志物]]，代表着城市的繁荣和发展。它们通过塑造城市形象和建筑风貌，提升城市形象，吸引[[游客]]和投资者，推动城市的经济和文化发展。
总之，高耸结构在城市建设和设计中起着重要的角色。它们不仅为城市增添了视觉上的吸引力，还承载着特定功能和象征意义，同时也考验着工程技术和[[设计能力]]。
==相关资料==
'''发展'''
我国高耸结构发展很快，许多电视塔、输电塔、[[微波通讯塔]]和其他用途的塔桅结构蜂拥而起，科研工作也突飞猛进。例如高塔的风荷载和风振的理论和实验研究，塔桅结构的[[非线性静]]、动力计算、高耸结构的振动控制等等都有很大进展，这些科研项目来自工程实践，其研究成果又用于指导设计，促进生产，提高了高耸结构设计和施工质量。
'''展望'''
国际上高耸结构的高度尚停留在600m左右，有人拟设计高度800m甚至1000m的高塔。这种高度更高(相对柔度更大的高耸结构，高空风荷载的动力反应及其振动控制将更为复杂。国际上高耸结构的发展，除了高空风荷载研究之外，比较重视结构失效和疲劳问题的研究。许多桅杆结构曾因此而倒塌，过去失效结构的实例应是最好的实体试验，为设计标准提供最直接的经验和[[借鉴]]，上述研究和实验将是未来高耸结构研究的重要课题。 <ref>[[刘季, 何立民. 高耸结构与高层建筑的竖向地震作用(J). 建筑结构学报, 1988, 9(2):1-12.]]</ref>
'''视频'''
'''高耸结构'''
[https://www.bilibili.com/video/BV1fv4y1g7vt/?p=12哔哩哔哩]
==参考文献==
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