アングル鋼製避雷塔の構造的基礎は、その材料の選択と構造形式にあります。主な部品としての山形鋼は、通常、熱間圧延プロセスを使用して製造され、L-形の断面-を持ちます。この形状により、高い曲げ強度とねじり剛性が得られます。機械的には、アングル鋼の脚部を均等または不均等に設計することで、さまざまな方向の荷重を最適化できます。たとえば、タワーの四隅に等しい-脚山形鋼を使用すると、風荷重を均等に分散するのに役立ちますが、局所的な応力集中領域に不均等な-脚山形鋼を使用すると、特定の方向の安定性が向上します。材料物性の点では、Q235 や Q345 などの一般鋼は十分な導電性と機械的強度を備えています。降伏強度と弾性率は、大気の乱流や落雷下でのタワーの変形限界を直接決定します。
この構造の雷エネルギー誘導メカニズムは、その電気接続特性に依存しています。山形鋼の部品をボルトや溶接で締結することで連続した導電路を形成し、塔全体で避雷器システムを構成します。雷雲と地面との間の電界強度が臨界値に達すると、塔頂部は先端効果により優先的に上向きのリーダーを生成し、下向きのリーダーと接触した後に放電路を形成する。電流がタワーを通過するとき、その分布は表皮効果の影響を受けます。高周波雷電流は主に山形鋼の表面に沿って流れるため、山形鋼には丸鋼に比べて有効な導電表面積が大きくなります。接地システムは、放射状の水平接地電極と垂直接地電極の組み合わせを使用して、電流を深い土壌に分散させます。雷保護仕様を満たすには、通常、接地抵抗値を 10 オーム未満に制御する必要があります。