В статье рассматриваются некоторые аспекты определения ветровых нагрузок на металлические решетчатые башенные конструкции квадратные в плане, а также особенности расчета последних на ветровое воздействие в ПК ЛИРА-САПР
Определение величины ветровой нагрузки
Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней wm и пульсационной wp составляющей. Нормативная величина ветровой нагрузки:
Средняя составляющая ветровой нагрузки
Нормативная величина средней составляющей ветровой нагрузки:
где w0 — нормативное значение ветрового давления; k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; с — аэродинамический коэффициент.
Аэродинамический коэффициент для решетчатых башен и пространственных ферм определяется по формуле:
где Cx — аэродинамический коэффициент отдельностоящей плоской решетчатой конструкции:
Cxi — аэродинамический коэффициент i-го элемента конструкции; Ai — площадь проекции i-го элемента конструкции; Ak — площадь, ограниченная контуром конструкции.
РАСЧЕТ СТАЛЬНОЙ ОПОРЫ (АМС) БАШНИ сотовой связи высотой 24 м на пригруженном фундаменте
η — коэффициент, учитывающий давление ветра на подветренную грань. Определяется по табл. В.8 СП 20.13330.2016 в зависимости от относительного расстояния между фермами и коэффициента заполнения ферм.
k1 — коэффициент, зависящий от контура поперечного сечения и направления ветра:
При определении аэродинамического коэффициента решетчатой конструкции Ct принимается, что направление ветра всегда перпендикулярно грани башни:
Таким образом, при определении Ct коэффициент Cx всегда определяется в предположение воздействия ветра на грань, а соответственно ACk — площадь контура грани вне зависимости от угла атаки ветровой нагрузки.
Переход к аэродинамическому коэффициенту Ct при действии ветра на диагональ осуществляется умножением Ct, вычисленного для грани, на коэффициент k1=1.2.
При определении средней составляющей ветровой нагрузки башня разбивается на конечное количество расчетных полей. Далее для каждого расчетного поля определяется площадь, ограниченная контуром Ak; определяется суммарная площадь проекции элементов башни Ai; определяются аэродинамические коэффициенты элементов башни Cxi; определяются коэффициенты Cx, φ, η, k1; определяется аэродинамический коэффициент для решетчатых башен Ct; вычисляется статическая составляющая ветровой нагрузки.
Вычисления удобно выполнять в табличном виде по следующему типу:
Пульсационная составляющая ветровой нагрузки
При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки нужно знать собственные формы и частоты колебаний башни.
[EN] Создание, моделирование и расчёт башен и мачт | Dlubal Software
Известно, что круговая частота колебаний может быть определена по формуле ω=√(k/m), где k и m – соответственно жесткость и масса. Жесткость зависит от момента инерции башни. Для квадратных в плане башен момент инерции при действии ветра на диагональ и на грань одинаковые:
-
момент инерции поперечного сечения башни при площади пояса A и размере башни в плане а относительно оси, параллельной грани (зеленой):
- момент инерции поперечного сечения башни относительно оси, проходящей через диагональ (синей):
Таким образом, при ветре на диагональ и на грань у квадратной башни одинаковые коэффициент динамичности и ординаты форм колебаний. Поэтому для определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки достаточно вычислить частотные характеристики в направлении осей инерции башни, параллельных грани.
В практике проектирования прежних лет пульсационная составляющая ветровой нагрузки определялась только от основной формы колебаний с круговой частотой:
где yk — перемещение точек оси башни при действии единичной силы, приложенной в уровне ее верха; Mk — приведенная к точке масса соответствующего участка башни; y1r — перемещение верха башни от единичной нагрузки.
Пульсационная составляющая ветровой нагрузки в общем случае (динамический анализ) определяется по формуле:
где m — масса башни на уровне Z, отнесенная к площади поверхности, к которой приложена ветровая нагрузка; ξ — коэффициент динамичности (зависит от линейной частоты колебаний f=ω/2π); y — горизонтальное перемещение на уровне Z по форме собственных колебаний; ψ — коэффициент, определяется по формуле:
где Mk — масса k-го участка башни; yk — горизонтальное перемещение центра k-го участка (ордината формы колебаний); wpk — равнодействующая пульсационной составляющей ветровой нагрузки на k-й участок:
где ζ — коэффициент пульсаций давления ветра на уровне Z; ν — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.
Вычисления удобно выполнять в табличном виде по следующему типу:
После определения средней (статической) и пульсационной составляющей ветровой нагрузки, определяется полная ветровая нагрузка w=wm+wp. К расчетной модели ветровая нагрузка обычно прикладывается в виде сосредоточенных сил Fi в уровне пересечения поясов с элементами решетки (Fi=w*Ak/n, где n — число узлов).
Далее выполняется определение усилий в элементах башни.
Ветровая нагрузка на металлическую башню должна быть приложена в 2х вариантах — на грань (для определения усилий в решетке) и на диагональ (для определения усилий в поясах).
Усилия в элементах поясов и нагрузки на фундамент квадратной башни при действии ветровой нагрузки определяются от момента Мд и силы Qд – момент и поперечная сила в рассматриваемом горизонтальном сечении башни при действия ветровой нагрузки на диагональ. При этом усилия в поясах, лежащих на диагонали (поперечной/перпендикулярной ветру), равны нулю, а усилия в поясах по направлению ветровой нагрузки равны между собой по абсолютной величине, но разные по знаку
Усилия в элементах решетки определяются при действии ветровой нагрузки от Мг и Qг — момент и поперечная сила в рассматриваемом горизонтальном сечении башни при действия ветровой нагрузки на грань.
Пример расчета башни на полную ветровую нагрузку определенную «ручным» способом
Рассмотрим башню с параллельными поясами высотой 30м. Размер в плане а=3х3м.
Нагрузки на башню:
- собственный вес;
- вес оборудования 1тс в уровне верха башни (0.25тс в узел);
- ветер полный на грань;
- ветер полный на диагональ.
Ветровая нагрузка прикладывается как узловая в уровне верха расчетного поля. Величина полной ветровой нагрузки складывается из статической и пульсационной составляющих. Рассматривается 6 расчетных полей по высоте.
Усилия в элементах башни при действии ветровой нагрузки на грань.
Проверка. Общий момент в основании башни Мг=∑Wiг*Zi=68.35тс*м. Нагрузка на фундамент F=(Мг/а)/2=(68.35/3)/2=11.39тс
Как видно результаты программного и «ручного» определения нагрузок на фундаменты сходятся.
Усилия в элементах башни при действии ветровой нагрузки на диагональ.
Проверка. Общий момент в основании башни Мд=∑Wiд*Zi=82тс*м. Нагрузка на фундамент F=(Мд/а*√2)=(82/3*1.414)=19.33тс
Нагрузки на фрагмент в основании башни:
Моделирование воздействия ветра в ЛИРА-САПР
При конечноэлементном моделировании башня представляется пространственной фермой. Т.к. жесткость и масса конструкции величины не зависимые от внешней нагрузки, то при определении собственных форм и частот колебаний для разных пульсационных загружений имеет место случай кратных форм колебаний, т.е. форм с одинаковой частотой.
Если частотное уравнение имеет кратные формы, условие ортогональности форм (вдоль граней башни, в данном случае вдоль глобальных осей Х и У) не справедливо. В этом случае существует целое семейство векторов, любая пара из которых может служить собственными векторами для кратных частот. Эта пара будет ортогональна друг другу, но произвольно повернута вокруг вертикально оси башни:
Т.к. ординаты форм колебаний учитываются при определении величины пульсационной составляющей ветровой нагрузки, то в случае кратных форм последняя будет зависеть от угла поворота перемещения по кратным формам относительно главных осей сооружения. Если учесть, что угол поворота кратных форм величина случайная, то прогнозировать правильность результатов сложно. В данном случае возможно как уменьшение, так и увеличения вклада ветровой пульсации в усилия в элементах схемы.
Правильный результат будет получен в случае совпадения направления перемещений по одной из кратных форм с направлением ветровой нагрузки.
Для борьбы с кратными формами колебаний применяют разные подходы. Наиболее распространенные из них – изменение геометрии (жесткости) или масс. К примеру, в справке к ПК Abaqus написано:
| «In cases with repeated eigenvalues and eigenvectors, the modal summation results must be interpreted with care. You should add insignificant mass to the structure or perturb the symmetric geometry such that the eigenvalues become unique» | «В случаях с повторяющимися собственными значениями и собственными векторами результаты модального суммирования должны интерпретироваться с осторожностью. Вы должны добавить несущественную массу к конструкции или нарушить симметричную геометрию, чтобы собственные значения стали уникальными» |
При изменении геометрии башня создается прямоугольного сечения с размерами а и k*a (k принимается 1.01-1.05). При изменении масс по одному из направлений прикладываются дополнительные массы (0.01-0.05 от общей массы сооружения по данному направлению).
В ЛИРА-САПР версии 2018 появился новый инструмент Суммирование кратных форм. В случае ветровой пульсации направление итоговой формы колебаний принимается по направлению статической составляющей ветровой нагрузки. Так при ветре, заданном на грань, суммарная форма перемещений также будет на грань. При направлении ветра на диагональ, заданном через 2 составляющие вдоль осей X и Y, итоговое направление формы перемещений будет по направлению равнодействующей, т.е. тоже на диагональ.
Ниже будут показаны варианты расчета башни на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки с учетом суммирования по формам колебаний и без него. Сравниваться будет НДС схемы при определении величины ветровой пульсации «ручным» способом (см. выше) и программно.
Суммирование кратных форм
К башне, описанной выше, прикладывается статическая составляющая ветровой нагрузки. Пульсационная составляющая определяется программно.
Величина узловой нагрузки Wm/4 (Wm см. таблицу 2).
Пульсационная составляющая по результатам расчета:
Пульсационная составляющая в уровне отм. +30.000 Wp=0.165*4=0.66тс, что близко к величине нагрузки в таблице 1 (Wp=0.6575тс). Т.е. результаты «ручного» и программного расчета совпадают.
Усилия в элементах башни от полной ветровой нагрузки на грань (получено через РСН):
Как видно, усилия совпадают с результатом расчета, где к башне приложена полная ветровая нагрузка на грань, определенная «вручную» и приложенная единой нагрузкой.
Ветер на диагональ.
Пульсационная составляющая в уровне отм. +30.000 Wp=Wpx/cos45⁰=(0.14*4)/0.7071=0.792тс, что близко к величине нагрузки в таблице 2 (Wp=0.789тс). Т.е. результаты «ручного» и программного расчета совпадают.
Усилия в элементах башни от полной ветровой нагрузки на диагональ:
Как видно, усилия совпадают с результатом расчета, где к башне приложена полная ветровая нагрузка на диагональ.
«Управление» кратными формами
При расчете башни без использования функции «Суммировать формы перемещений» кратными формами колебаний следует управлять, чтобы получить ожидаемый результат. Так при ветре на грань следует задать дополнительные веса масс по направлению воздействия ветровой нагрузки:
Величина дополнительных весов масс принимается 0.01-0.05 от общего веса массы сооружения по данному направлению.
Величина суммарной массы представлена в протоколе решения задачи. Т.к. к схеме прикладывается нагрузка вес массы, то массу из протокола расчета следует увеличить в g раз.
В примере выше для каждого уровня принята величина дополнительной массы, пропорциональная массе сооружения на данном уровне.
Как видно из результатов расчета, дополнительные массы не внесли значительный вклад в инерционные силы и внутренние усилия. Максимальное продольное усилие увеличилось на 100%*(7.15-7.13)/7.13=0.28%.
При действии ветра на диагональ следует ввести локальную систему координат узлов по направлению ветра. Для этого нужно отметить узлы, к которым прикладывается нагрузка, вызвать диалог «Локальные оси узлов» и указать в качестве координат точки, из которой будет смотреть ось X2, достаточно большие величины:
В итоге для узлов местные оси Х2 будут параллельны и сонаправлены с ветровым воздействием. Итоговая форма колебаний при определении величины ветровой пульсации также будет совпадать с направлением ветра на диагональ.
Т.к. веса масс при динамическом расчете приложены всегда в локальной системе координат узла (если локальная система координат не вводится, то локальные оси узлов совпадают по направлению с глобальными осями схемы), то при расчете башни на диагональное воздействие ветра следует формировать отдельный файл задачи. В противном случае формы колебаний будут не пригодны для получения корректных пульсационных инерционных сил для загружения ветра на грань. В этом случае результаты расчета двух задач (ветер на грань и на диагональ) можно «склеить» в Метеоре (Вариации моделей). Но всего этого можно избежать, если воспользоваться новой функцией «Суммировать формы перемещений»
Как видно из результатов расчета, дополнительные массы не внесли значительный вклад в инерционные силы и внутренние усилия.
Источник: liraserv.com
BuildSam
Блог о расчетах и проектировании строительных конструкций
Расчеты ОА
В рубрике представлен цикл статей про расчет башенных опор и мачт связи с тематикой о расчетах опор антенных: построении модели, задании нагрузок, получении результата.
Как задать нагрузки от оборудования в SCAD?
Часто при расчете зданий промышленного назначения или прочих специализированных конструкций следует учитывать воздействие от предполагаемой работы оборудования. Как учитывать нагрузки от оборудования в SCAD Office, будет рассказано в текущей статье.
Ветровое воздействие на здания
Расчет зданий и сооружений на действие ветра регламентируется СП 20.13330.2016. В текущей статье описана теория расчета на ветровое воздействие на здания.
Расчет мачты в SCAD. Часть 4: создание загружений
Текущий материал — продолжение серии статей об основах моделирования геометрии и расчет мачты в SCAD, в котором качестве примера рассматривалась разработка секции. В статье описано то, как производить создание загружений в SCAD от внешних воздействий.
Расчет мачты в SCAD. Часть 3: установка связей и вантов
Текущий материал — продолжение серии статей об основах моделирования геометрии, чтобы провести расчет мачты в SCAD. В качестве примера рассматривалась разработка секции мачты связи. В статье описано то, как осуществлять копирование части схемы в SCAD, дополнять расчетную схему одинаковыми участками (секциями) и введение связей и вантов на узлы мачты.
Расчет мачты в SCAD. Часть 2: Назначение материалов в SCAD
Текущий материал — продолжение серии статей об основах моделирования геометрии, в котором качестве примера рассматривалась разработка секции мачты связи. В статье описано назначение материалов в SCAD для стержней, а именно: стали, расчетных длин и предельных гибкостей.
Расчет мачты в SCAD. Часть 1: построение геометрической схемы секции
Предшествующим этапом разработки конструкторской документации на башню или мачту (в частности) всегда предшествует расчет конструкции. Разработка расчетной схемы должна максимально достоверно отображать поведение конструкции в конкретных природных условиях, как правило, изначально изложенных в техническом задании. В текущей серии статей пойдет речь о возможностях создания расчетной схемы, чтобы осуществить расчет мачты в SCAD. Это первая часть…
Как задать нелинейный расчет в SCAD?
В некоторых расчетах проектируемых строительных конструкций требуется обязательное моделирование нелинейных нагрузок. В частности, это требуется для определения параметров вантов для мачт. Как задать нелинейный расчет в SCAD?
Ветровое воздействие на башни и мачты
Основной кратковременной нагрузкой башенные и мачтовые конструкции является ветровое воздействие. При расчете следует учитывать сумму средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки.
Источник: buildsam.ru
Расчет стволов башен
Расчет конструкций башни выполняется на нагрузки и воздействия в стадии возведения и эксплуатации. При расчете учитываются постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые) нагрузки.
К постоянным нагрузкам относятся вес несущих конструкций, элементов обстройки башни и фундамента; вес технического оборудования, включающий антенную мачту; воздействие предварительного напряжения; вес и давление грунта.
К временным длительным нагрузкам относятся вес частей сооружения, которые в процессе эксплуатации могут изменяться (лестницы, перегородки, площадки и т.д.); вес оборудования, которое в процессе эксплуатации может модернизироваться и изменять свое местоположение; инерционные силы, возникающие при вращении или перемещении части сооружения, если вращение или перемещение непрерывно при их эксплуатации; вес воды (при совмещенных функциях башни и размещении емкостей); вес отложений производственной пыли; нагрузка от людей с пониженным норматив ным значением, согласно табл. 3 [20]; снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением, согласно п. 1.7, к [20]; температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями, согласно п. 1.7, л [20]; воздействия, обусловленные изменением влажности и деформациями основания, не сопровождающимися изменением структуры грунта.
К кратковременным нагрузкам относятся: ветровая максимальной интенсивности; нагрузка от людей с полным нормативным значением; инструменты, временное оборудование, мебель; обледенение, изменение температуры в пределах одних суток, а также изменение температуры от солнечной радиации; снеговая нагрузка с полным нормативным значением; воздействие подвесного подъемно-транспортного оборудования.
К особым нагрузкам и воздействиям относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования (например отказ от работы автоматических устройств, регулирующих усилия в антенных полотнах); воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.
Расчет конструкций по предельным состояниям 1- и 2-й групп следует выполнять на наиболее вероятные сочетания нагрузок, а коэффициенты сочетаний принимают согласно п. 1.12 [20].
При расчете конструкций для условий возведения ствола башни расчетные значения снеговых, ветровых и гололедных нагрузок, температурно-климатических воздействий следует снижать на 20 %.
Железобетонные башни работают преимущественно на восприятие горизонтальных ветровых нагрузок. Сила ветрового воздействия зависит не только от скоростного напора, но и от формы и размеров самого сооружения и отдельных его элементов. Схемы приложения ветровой нагрузки при различных формах поперечного сечения башни представлены на рис. 4.10.
Ветровую нагрузку рассматривают как совокупность нормального давления, приложенного к поверхности башни, и сил трения, направленных по касательной к внешней поверхности башни. При ее подсчете учитывают динамическое воздействие пульсаций скоростного напора и возможное различие в значениях аэродинамических коэффициентов с для отдельных участков ствола башни в зависимости от характера поверхности; например для гладких стволов с круглой формой сечения с = 0,6. 0,7; для стволов с балконами или наружными платформами с = 1,1 и т.д.
Рис. 4.10. Схемы приложения ветровой нагрузки при различной форме поперечного сечения: а — круглой; б — прямоугольной; в — треугольной
При определении усилий в сечениях ствола башни она рассматривается как вертикальный консольный стержень, защемленный в фундаменте.
В состав расчета ствола железобетонной башни входят:
- а) расчет усилий в горизонтальных поярусных сечениях по деформированной схеме от действия вертикальных нагрузок и ветра с учетом одностороннего нагрева солнечной радиацией, гололеда ит.д.;
- б) расчет горизонтальных сечений на действующие усилия от внешних воздействий с учетом усилия предварительного обжатия по прочности, образованию и раскрытию трещин, при этом сечения рассматриваются как внецентренно сжатые (определяется толщина стенки башни, количество вертикальной арматуры на различных уровнях высоты);
- в) расчет вертикальных сечений на действие температурно-влажностных воздействий; расчет выполняется для двух случаев температурного перепада А/, обусловленного различным нагревом наружной Тн и внутренней Гв поверхности стенки:
- • Тн > Тъ — летний период эксплуатации;
- * + fk2 + fk3’
где fiX = (Z; + Ay)tg 0,/Л1 = (Zk + Ay)tg 0 — отклонения, обусловленные креном фундамента;/2,А2 — прогибы от внешних воздействий при условии, что материал ствола башни работает в упругой стадии;/-3, fk3 — прогибы оси ствола от одностороннего температурного нагрева солнечной радиацией.
Изгибающие моменты, возникающие в стенке от действия разности температур А/ на противоположных поверхностных волокнах ствола, определяют методом последовательных приближений. Так, при отсутствии трещин:
Mft. = 1,3—5, r ti
где rti =——— кривизна оси ствола в сечении на расстоянии z, от
основания; аА/ — коэффициент температурного линейного расширения бетона, принимаемый равным 1 • 10 —5 °C -1 ; 5сеч — наружный диаметр сечения ствола; В = 0,85Еь1ст — изгибная жесткость ствола.
По найденным значениям кривизн в смежных точках i и к определяют прогиб от одностороннего нагрева по формулам
где (z)dz, MPk=x(z)dz — изгибающие моменты в сечениях на уровнях Zj, Zk от единичных сил, приложенных в этих точках.
Кроме расчетов, отмеченных выше, для стволов башен цилиндрической или конической форм с уклоном наружной поверхности до 1 % следует выполнить поверочный расчет на резонанс от действия ветрового потока [25].
Источник: bstudy.net
Расчет башни
Требуется рассчитать теле-, радиобашню — 4-х гранная усеченная пирамида h=75м из уголков.
Никогда такими объектами раньше не занимался и если расчет не освою придется отказаться,
хотелось бы проконсультироваться с теми кто уже делал расчет таких объектов.
Алгоритм ветровой статики таков:
Для каждой панели фермы определяю ветровое давление на м2 с учетом следующего:
1. Определяю площадь проекции панели фермы башни на плоскость перпендикулярную оси;
2. Опр-ю в пределах какой высоты находится данная панель, разбиваю ее еще на более мелкие зоны, с учетом градации таб.6 СНиП и умножаю каждую зону на коэф.k учитывающего изменение ветрового давления по высоте, результаты умножения суммирую;
3. Результат п.2 умножаю на коэф.С (схема 17). Так понимаю для каждой панели его придется определять все время заново. Для этого придется в каждой панели определять проекции длин стержней и умножать их на свою ширину уголка.
Довольно утомительное занятие.
4. Результат п.3 умножаю на коэф. yf=1.4
5. Результат п.4 делю на 4 и прикладываю в узлах панели как сосредоточенные нагрузки на стержни.
При загружении под углом 45 градусов Пидется раскладывать на 2 составляющие х и у
С ветровой пульсацией дело гораздо хуже, надо разбирать. Но может ее гораздо легче учесть если заполнить соответствующий документ в SCADe.
Если где-то неправильно то подскажите.
В целом нет полной картины в какой последовательности, какие воздействия и нагрузки необходимо учеть при расчете вкючая сейсмику.
Если есть какие-то методические рекомендации, литература то может дадите ссылку.
А это смотрел? http://dwg.ru/norm/299
Я бы забоялся считать то чего никогда не считал, даже при наличии аналога.
C ветровой пульсацией все просто .
Нада задать в скаде динамическое загружение, в нем задать массы по х массы собираются в теже узлы что и ветровая.
ну еще нада вроде проверить на ветровой резонанс.
ваще расчет башни занятее действительно утомительное 😉
Оюрати внимание, что для подобных сооружений есть дополнительные требования к расчету и проектированию фундаментов, ведь они как правило работают на выдергивание.
Спасибо AIK за пояснительную записку. Действительно хорошая вещь.
Вчера увидел тех.задание на проектирование.
По тех.заданию уст анавливают телевиз. антены с общей массой всего
оборудования 22тн.И это без кабелей и обледенения.
Большая часть из этого расположена на отметках от 30 до 70м.
Получается очень большая масса оборудования, возможно соизмеримая с массой
конструкций самой башни.
Наверное так быть не должно,масса оборудования
должна быть на порядок меньше конструкций, иначе какие же там огромные
возникнут усилия.
Возникают следующие вопросы:
1. При размещении большого количества антенн в пределах небольшой высоты
получится что практически вся поверхность граней башни будет сплошной,
и применение аэродинамического коэф.С по схеме 17 (пространственные
решетчатые башни) будет скорей всего неправильным — как быть?
2. Влияют ли габариты антенн, их масса и размещение по высоте на
собственные частоты башни. И если влияют то расчет на динамику это
«гулькин нос», так как вместо всех этих «кругляков» до 5 м. диаметром,
ставим одну или несколько сосредоточенных нагрузок.
3. Возникает очень много расчетных сочетаний нагрузок. Каждое сочетание
придется делать отдельным расчетом, или все сочетания загнать в один
8 документ (РСУ) Лиры или Скада и сделать сопутствующие и
взаимоисключающие нагрузки.
Получается очень большая масса оборудования, возможно соизмеримая с массой
конструкций самой башни.
1. При размещении большого количества антенн в пределах небольшой высоты
получится что практически вся поверхность граней башни будет сплошной,
и применение аэродинамического коэф.С по схеме 17 (пространственные
решетчатые башни) будет скорей всего неправильным — как быть?
2. Влияют ли габариты антенн, их масса и размещение по высоте на
собственные частоты башни.
3. Возникает очень много расчетных сочетаний нагрузок. и
Все правильно, масса оборудования и должна быть больше массы конструкций. На формы колебаний это повлияет и еще как!
Надо не халтурить, а самым тщательным образом собирать ветровые нагрузки на антенны и оборудование, причем надо очень хорошо разобраться с нагрузками на заветренные поверхности. Ни в коем разе не считать как сплошную стенку, потеряете много нагрузок!
С сочетаниями не халтурить! Антенны ориентируются определенным образом, поэтому надо определить самое невыгодное направление ветра. Башню будет крутить. Неплохо принять как загружение нагрузку от «начальных несовершенств», т.е.некий эксцентриситет (1-2%), я всегда брал горизонтальную «итицкую силу» 1- 2 тонны (например ситуация монтажа доп. оборудования с вертолета).
Ну и нелинейщина всякая само собой.
Надо не халтурить, а самым тщательным образом собирать ветровые нагрузки на антенны и оборудование, причем надо очень хорошо разобраться с нагрузками на заветренные поверхности. Ни в коем разе не считать как сплошную стенку, потеряете много нагрузок!
С сочетаниями не халтурить! Антенны ориентируются определенным образом, поэтому надо определить самое невыгодное направление ветра. Башню будет крутить. Неплохо принять как загружение нагрузку от «начальных несовершенств», т.е.некий эксцентриситет (1-2%), я всегда брал горизонтальную «итицкую силу» 1- 2 тонны (например ситуация монтажа доп. оборудования с вертолета).
Ну и нелинейщина всякая само собой.
Дам и я своих пару-тройку советов.
Тут всегда есть определенная сложность, в том что не всегда точно известно, как антенны будут размещены и в том, что соотв. схемы СНиП, Руководства и Еврокод не всегда помогают в определении аэродин. коэффициентов.
В общем, изучив несколько примеров расчета (ЦНИИПСКовскую, Сибпсковскую и ряда зарубежных контор) взял себе за основу схему немецкой конторы IPP, с кем как то приходилось работать. А именно : для релейных и панельных антенн с=1,6. Для штыревых с=1,2. Если много небольших антенн и все расположены хаотично, нет смысла тратить время на «детальные» обсчеты по выдуманным разными ИванИванычами методикам — ориентировать все «в лоб». На учет взаимного затенения брать по DIN4131 Steel radio towers and masts пониж. коэффициент 0,8 (получается немного консервативная оценка).
Если есть резкая ассиметрия в расстановке оборудования — учесть эксцентриситет (он скажется на усилиях в раскосах). Если нет таковой — просто дать раскосам запасик сверх норм, процентов 20 (на собственной практике — гнутые раскосы встречаются у 40 летних башен, у которых они не проходят раза в 2-3).
Кабельрост обычно дает нагрузку — почти как от ствола. Если кабели стенкой — ширину множим на 1,4.
И конечно, если считаете в SCADе — никакой активации масс из постоянных. Точечные массы с одной гориз. степенью свободы.
Так как в AIKовском выложенном примере лучше не считайте. Тот кто это делал изо всех сил занижал нагрузку, чтобы мачты по СНиП прошли .
Башня может и не упадет, а при пересчете выдадут отрицаловку (хотя и так если захотят найдет к чему придраться).
А вообще говоря IMHO весь этот расчет башен — голимое шарлатанство
Свои пять копеек.
Т.к. Киргизия страна горная, то и рельеф местности играет большую роль. Поэтому коэф.k учитывающий изменение ветрового давления по высоте возможно нужно будет брать больший, так, как если бы башня стояла на здании (если она конечно будет стоять на горе).
| Требуется рассчитать теле-, радиобашню — 4-х гранная усеченная пирамида h=75м из уголков. |
Ветровой район для Киргизии 3-4 и загруженность антеннами велика.
Всвязи с этим башня будет очень нагружена.
База такой башни из уголка должна быть примерно 10-12 метров.
Базы стандартных башен для этой высоты составляют 8-9 метров.
Вот и возникает вопрос: почему из уголка, а не из трубы? Ведь все телевизионные передающее башни в СССР были трубчатыми.
| Так как в AIKовском выложенном примере лучше не считайте. Тот кто это делал изо всех сил занижал нагрузку, чтобы мачты по СНиП прошли . Башня может и не упадет, а при пересчете выдадут отрицаловку (хотя и так если захотят найдет к чему придраться). А вообще говоря IMHO весь этот расчет башен — голимое шарлатанство |
Лет 8 назад поработал около 5 месяцев в компании, которая проектировала и строила коммуникационные башни. В то время компания была завалена работой. Все расчеты были компъютеризированы и на одну самонесущую (без растяжек) башню уходило 30 минут, на самые сложные — 1 час, не больше.
Как человека нового в той области, меня заставили спроектировать пару башен врукопашную, чтобы понять, откуда что берется. Заняло это у меня очень много времени — дни. Сегодня, если честно, я бы от такой работы, как расчет единичной башни, отказался. Просто затрата времени и гонорар будут несоразмеримы.
Да, и еще. Компании, проектирующие и строящие башни, борятся за каждый килограмм веса и придумывают новые способы облегчить конструкцию и сократить время сборки. Отсюда и элементы из уголков, а не из труб — удобнее соединять, экономия на фасонках.
Я между прочим когда ту фиговину выкладывал, то приписал что штука это очень старая, просто оформлено красиво, мне понравилось.
В любом случае правильный сбор нагрузок — это полдела. Я пропустил насчет Киргизии. Для таких местностей неплохо бы справку местного метеоцентра по ветру получить, иногда оказывается намного больше чем по СНиПовским картам. Сейсмика опять же.
Вопрос для AIK:
«Ни в коем разе не считать как сплошную стенку, потеряете много нагрузок!» — Почему потеряем нагрузку — как это можно понять.
«Ну и нелинейщина всякая само собой» — Откуда нелинейщина тоже непонятно.
Вопрос для alle:
«никакой активации масс из постоянных» — имеется в виду не учитывать автоматический сбор массы SCADом постоянных нагрузок или что-то другое.
«Ни в коем разе не считать как сплошную стенку, потеряете много нагрузок!» — Почему потеряем нагрузку — как это можно понять.
.
Ну типа того, раз антенн много, вроде как стенка. А возму ка я площадь контура и умножу ка на 1,4. Нельзя. Надо учитывать и те что с наветренной и те что с подветренной — «с коэффициентом затенения».
«никакой активации масс из постоянных» — имеется в виду не учитывать автоматический сбор массы SCADом постоянных нагрузок или что-то другое.
Да, задаете точечные массы с единственной степенью свободы по направлению ветра. Долго объяснять почему так, а не эдак. На форуме много раз уже обсасывалось.
Источник: forum.dwg.ru