Высотные сооружения

Высотными называют сооружения, высота которых намного превышает их размеры в поперечном сечении. К ним относятся опоры антенных сооружений связи (радио и телевидение), опоры воздушных линий электропередач (ЛЭП), вытяжные башни, дымовые трубы, осветительные метеорологические вышки, маяки, водонапорные башни, силосы и т.п.

По конструктивной схеме все высотные сооружения разделяются на два основных вида – башни и мачты.

Башни

Башнями называют свободно стоящие сооружения, жестко закрепленные в основании и работающие как консоль (вертикальная консольная балка).

Нагрузки, действующие на башню: собственный вес конструкции, оборудования, ветер, гололед.

Нагрузка от собственного веса и оборудования вызывает относительно небольшие напряжения (20–25% расчетных), за исключением группы башен, например водонапорных, поддерживающих резервуар с водой, вышек с подъемниками и т.п.

Доминирующей нагрузкой является ветровая. Величина ветровой нагрузки зависит не только от скоростного напора, но и от формы и габаритов самой башни и ее отдельных элементов. Ветровая нагрузка определяется как сумма ее статической и динамической составляющей.

Кроме того, башни, проверяемые на резонанс от действия ветра, следует проверять расчетом на выносливость.

Для башен с периодом собственных колебаний меньше 0,25 сек. динамическая составляющая, вызываемая пульсацией скоростного напора ветра, не учитывается.

Расчетные усилия в элементах башни определяют как в консольном внецентренно-сжатом стержне под действием перечисленных нагрузок.

Башни в большинстве случаев проектируют решетчатыми, в виде пространственных ферм трех или четырехгранного, реже многогранного очертания. С увеличением числа граней расход металла возрастает.

В целях обеспечения устойчивости и более равномерного распределения усилий в поясах башни проектируют умеренными книзу в соответствии с возрастанием изгибающих моментов от вершины к основанию.

Ширина башни у основания составляет высоты. С увеличением ширины башни уменьшаются усилия в поясах от моментов, что снижает расход металла на пояса, но приводит к дополнительному расходу материала на решетку и диафрагмы.

Ширину верхней части башни стремятся свести к минимуму, поскольку это способствует уменьшению нагрузки от ветра.

В верхней части башни целесообразно применять треугольную и раскосную системы решетки; при большой ширине грани ромбическую или полураскатную.

Существенную экономию стали можно получить при применении крестовой решетки с гибкими предварительно напряженными раскосами.

При небольшой ширине ствола башни его проектируют сплошностенным.

Мачты

Мачты представляют собой высокие тонкоствольные конструкции, расчлененные оттяжками и работающие как балки на упругих опорах. Мачты экономичнее башен по расходу металла, но требуют большей площади для установки.

Нагрузки, действующие на ствол мачты: собственный вес конструкции, оборудования, ветер, гололед, вертикальная составляющая тяжения оттяжек.

Расчетные усилия в элементах ствола мачты определяют как во внецентренно-сжатом стержне на упругих опорах, роль которых выполняют оттяжки.

Доминирующими нагрузками для мачт являются ветровые и гололедные. Ветровая нагрузка определяется как сумма ее статической и динамической составляющей.

Для мачт, так же, как и для башен, с периодом собственных колебаний меньше 0,25 сек. динамическая составляющая, вызываемая пульсацией скоростного напора ветра, не учитывается.

Ствол мачты проектируют постоянного по высоте сквозного или сплошного сечения в плане сквозных мачт с тремя или четырьмя углами соответственно с тремя или четырьмя оттяжками. Стволы сплошных мачт проектируют из труб.

Оттяжки проектируются из стальных канатов, закрепляя их к бетонным якорям. Оттяжки разных ярусов размещаются или параллельно друг другу или сводятся в одну точку. В первом случае усилия в оттяжках меньше, и меньше вертикальная составляющая на ствол, но зато каждой оттяжке необходим анкерный якорь и большая площадь для установки мачты. Для обеспечения поперечной жесткости мачты наименьший угол наклона оттяжки принимается 30^о. Крепление ствола мачты к фундаменту – шарнирное.

Поиск по сайту: