Analysis and optimum design of self supporting steel communication tower

Other Title(s)

التحليل و التصميم الأمثل لأبراج الاتصالات الحديدية المسندة تلقائيا

Joint Authors

Said, Abd al-Muttalib Isa
Husam, Ikhlas Hattu

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 19, Issue 12 (31 Dec. 2013), pp.1673-1687, 15 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2013-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Telecommunications Engineering

Topics

Abstract AR

يتعلق البحث بدراسة التحليل و التصميم الأمثل لأبراج الاتصالات الحديدية المسندة تلقائيا.

تم تمثيل البرج بعتب مكافئ و ناتئ و مجوف و متغير المقطع.

تم إيجاد التصميم الأمثل لهذا العتب و استغلال هذا التصميم لإيجاد الأبعاد الخارجية للبرج و عدد الخانات اختيرت أربعة أنواع من التشكيل و الربط لأعضاء البرج هي (K and X brace) بارتفاع خانات متساوية و أخرى غير متساوية.

دالة الهدف هي الوزن الكلي للبرج و متغيرات التصميم هي أبعاد القاعدة السفلى و العليا للبرج و عدد الخانات و أبعاد مقاطع الأعضاء الإنشائية.

محددات التصميم معتمدة على مقدار الإزاحات المسموح بها عند مواقع المرسلات و المستقبلات و حدود الاجهادات المسموح بها لأعضاء البرج وفقا للمعادلات التصميمية الخاصة بالمعهد الأمريكي للأبراج الحديدية (ANSI CODE) و مواصفة جمعية الصناعات الالكترونية (EIA).

استخدمت طريقة البرمجة غير المتعاقبة و غير المقيدة (SUMT) لإيجاد التصميم الأمثل.

استخدمت طريقة الصلادة في التحليل الإنشائي للبرج و استعمال طاقة الإجهاد لاشتقاق مصفوفة الصلادة لأعضاء إنشائية ذات مقطع غير متناظر حول المحاور الرئيسية.

تم كتابة برنامج بلغة فورتران ليقوم بتمثيل البرج بعتب ثم إيجاد التصميم الأمثل للأبعاد الخارجية و استحداث ملف يحتوي البيانات اللازمة للتحليل و أخيرا يقوم البرنامج بإيجاد المقاطع اللازمة للأعضاء الإنشائية.

تمت دراسة الأنواع الأربعة من الأبراج لحالات تحميل مختلفة و هي تأثير الرياح بزاويتين مختلفتين و لمواقع مرسلات و مستقبلات مختلفة.

لقد وجد أن أقل وزن للبرج يتحقق بتشكيل ربط من نوع (X brace) و لارتفاع خانات غير متساوية.

كما وجد أيضا أن التصميم الأمثل يتحقق عندما تكون زاوية ميل البرج مساوية إلى (87) درجة.

Abstract EN

The present study deals with the optimum design of self supporting steel communication towers.

A special technique is used to represent the tower as an equivalent hollow tapered beam with variable cross section.

Then this method is employed to find the best layout of the tower among pre-specified configurations.

The formulation of the problem is applied to four types of tower layout with K and X brace, with equal and unequal panels.

The objective function is the total weight of the tower.

The variables are the base and the top dimensions, the number of panels for the tower and member's cross section areas.

The formulations of design constraints are based on the requirements of EIA and ANSI codes for allowable stresses in the members and the allowable displacement at antenna position.

The Sequential Unconstrained Minimization Technique (SUMT) is used to perform the process. Direct stiffness method is used for the analysis of the structure, with beam elements.

The strain energy is used to derive the stiffness matrix for members of unsymmetrical cross section.

A computer program in FORTRAN is developed to represent the tower as an equivalent beam, and generate the tower nodes and members, analysis, design and to find the optimum design. Four types of tower are studied with different load cases.

The effects of earthquake and wind loadings are taken in two directions and two positions of antenna are considered in the process to seek the optimum design.

The tower type of X-brace with unequal panels has the minimum weight compared with other types of tower and the optimum design is satisfied when the angle of main leg is equal to (87O).

American Psychological Association (APA)

Said, Abd al-Muttalib Isa& Husam, Ikhlas Hattu. 2013. Analysis and optimum design of self supporting steel communication tower. Journal of Engineering،Vol. 19, no. 12, pp.1673-1687.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342623

Modern Language Association (MLA)

Said, Abd al-Muttalib Isa& Husam, Ikhlas Hattu. Analysis and optimum design of self supporting steel communication tower. Journal of Engineering Vol. 19, no. 12 (Dec. 2013), pp.1673-1687.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342623

American Medical Association (AMA)

Said, Abd al-Muttalib Isa& Husam, Ikhlas Hattu. Analysis and optimum design of self supporting steel communication tower. Journal of Engineering. 2013. Vol. 19, no. 12, pp.1673-1687.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342623

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 1683-1687

Record ID

BIM-342623