Оценка климатических нагрузок на металлические башни

1. Район строительства

Обследуемый объект – металлическая башня связи высотой 70.0 метров, расположена на восточной окраине с.Досанг в Красноярском районе Астраханской области.

Месторасположение башни соответствует III ветровому и III гололедному району по СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», строительно-климатической зоне II5. Расчётная отрицательная температура наиболее холодной пятидневки при обеспеченности 0.98 составляет -240С согласно СниП 23-01-99 «Строительная климатология».

2. Геометрические характеристики обследуемого объекта

Высота ствола башни составляет 70.0 метров.

Башня секционируется по высоте отдельными участками, каждый из которых представляет собой укрупненную на строительной площадке сборочную единицу ствола - полносборную секцию на болтовых соединениях.

Ствол башни выполнен из 7 секций ÆСК-1 – СК-7п) высотой по 10 метров.

Секция СК-1 - решетчатая трехгранная призма со стороной треугольника в плане – 1.5 м.

Секции СК-2 - СК-7п - усеченная треугольная пирамида с уклоном граней 3 ÆСК-2 - СК-6) и 8 градусов ÆСК-7п).

Основные конструкции башни выполнены Æпосекционно):

- СК-7п Æот отм.0.000м до отм.+10.000м):

а) размер базы секции - 9.0х9.0х9.0м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 Æ245х9мм; в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 100х100х4мм и Æ 120х120х4мм.

г) толщина фланцев - 50 мм;

д) болты крепления фланцев - М30 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 10 мм;

ж) болты крепления раскосов - М24 кл.8.8;

- СК-6 Æот отм.+10.000м до отм.+20.000м):

а) размер базы секции - 6.5х6.5х6.5м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 Æ245х9мм;в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 80х80х4мм.

г) толщина фланцев - 50 мм;

д) болты крепления фланцев - М30 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 10 мм;

ж) болты крепления раскосов - М24 кл.8.8;

- СК-5 Æот отм.+20.000м до отм.+30.000м):

а) размер базы секции - 5.5х5.5х5.5м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 Æ245х8мм;

в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 80х80х4 мм.

г) толщина фланцев - 50 мм;

д) болты крепления фланцев - М30 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 8 мм;

ж) болты крепления раскосов - М20 кл.8.8;

- СК-4 Æот отм.+30.000м до отм.+40.000м):

а) размер базы секции - 4.5х4.5х4.5 м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 Æ219х7мм;

в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 60х60х4 мм.

г) толщина фланцев - 40 мм;

д) болты крепления фланцев - М27 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 8 мм;

ж) болты крепления раскосов - М20 кл.8.8;

- СК-3 Æ от отм.+40.000м до отм.+50.000м):

а) размер базы секции - 3.5х3.5х3.5 м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 219х6мм;

в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 60х60х4мм.

г) толщина фланцев - 35 мм;

д) болты крепления фланцев - М24 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 6 мм;

ж) болты крепления раскосов - М16 кл.8.8;

- СК-2 Æ от отм.+50.000м до отм.+60.000м):

а) размер базы секции - 2.5х2.5х2.5 м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 168х6мм;

в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 50х50х4 мм.

г) толщина фланцев - 35 мм;

д) болты крепления фланцев - М24 кл.8.8;

е) толщина фасонок - 6 мм;

ж) болты крепления раскосов - М16 кл.8.8;

- СК-1 Æ от отм.+60.000м до отм.+70.000м):

а) размер базы секции - 1.5х1.5х1.5м;

б) сечение поясов - труба стальная бесшовная горячекатаная по ГОСТ 8732-8 Æ114х4мм;

в) сечение раскосов - труба стальная электросварная по ГОСТ 30245-94 Æ 50х50х4мм.г) толщина фланцев - 10 мм верх);

толщина фланцев -30мм низ) ;

д) болты крепления фланцев – М16 кл.8.8 верх);

болты крепления фланцев – М24 кл.8.8 низ);

е) толщина фасонок - 6 мм;

ж) болты крепления раскосов - М16 кл.8.8;

Нижняя секция установлена на опорные столики под каждой стойкой при помощи фланцевого соединения толщина фланцев - 50 мм, болты крепления фланцев - М30 кл.8.8 - 6 шт.) Опорные столики выполнены из трубы стальной бесшовной горячекатаной по ГОСТ 8732-8 273х20 мм с 6-ю рёбрами жёсткости t=10 мм на каждой опоре. Анкерные болты М48 - 6 шт.

3.Нагрузки, действующие на металлическую башню

3.1 Постоянные нагрузки

Учитываем собственный вес башни и вес участков обслуживания и ремонта оборудования не менее 1,5 кПа.

3.2 Определение средней составляющей ветрового давления

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки определяем по формуле :

Wm = Wo k c , где

Wo – нормативное значение ветрового давления, принимаем для III-го ветрового района 0,38 кПа.

К – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

С – аэродинамический коэффициент.

Результаты вычислений нормативных и расчетных значений статической составляющей ветровой нагрузки, приходящейся на одну раму ведем, в табличной форме.

Высота z,м	К	Нормативная нагрука		Расчётная нагрузка
Высота z,м	К	0.8	-0,6	0.8	-0,6
10	1	0,304	0,228	0,4256	0,3192
20	1,25	0,38	0,285	0,532	0,399
30	1,375	0,418	0,3135	0,5852	0,4389
40	1,5	0,456	0,342	0,6384	0,4788
50	1,6	0,4864	0,3648	0,68096	0,51072
60	1,7	0,5168	0,3876	0,72352	0,54264
70	1,775	0,5396	0,4047	0,75544	0,56658

3.3 Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки

Расчетное значение пульсационной составляющей для сооружении, которые можно рассматривать как систему с одной степенью свободы определяем по формуле:

, где

Wm – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли;

x - коэффициент динамичности;

ς – коэффициент пульсаций давлений ветра на уровне z;

u - коэффициент, пространственной корреляции пульсаций давления ветра.

Определение коэффициента динамичности x по черт. 2 СНиП 2.01.07-85), в зависимости от параметра Е и логарифмического декремента колебаний

;

- предельное значение частоты собственных колебаний ;

- коэффициент надежности по нагрузке;

- нормативное значение ветрового давления;

; ξ= 1,2

Произведем расчеты по определению пульсационной составляющей:

Высота z,м	Wm		x	z	n	Wр=Wmxz*n
Высота z,м	0.8	-0,6	x	z	n	0,8	-0,6
10	0,304	0,228	1,2	0,76	0,85	0,2356608	0,176746
20	0,38	0,285		0,69	0,82	0,2580048	0,193504
30	0,418	0,3135		0,655	0,8	0,2628384	0,197129
40	0,456	0,342		0,62	0,78	0,26462592	0,198469
50	0,4864	0,3648		0,6	0,76	0,26615808	0,199619
60	0,5168	0,3876		0,58	0,73	0,262575744	0,196932
70	0,5396	0,4047		0,57	0,7	0,25836048	0,19377

Определяем полную ветровую нагрузку:

Полная нагрузка
0.8	-0,6
0,661261	0,4959456
0,790005	0,5925036
0,848038	0,6360288
0,903026	0,67726944
0,947118	0,71033856
0,986096	0,739571808
1,0138	0,76035036

3.4 Гололёдные нагрузки

Нормативное значение поверхностной гололёдной нагрузки:

b -толщина стенки гололёда, принимаемая для III-го гололёдного района в соответствии со СНиП 2.01.07-85 равной 10 мм;

k – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололёда по высоте принимаемый по табл. 13 СНиП 2.01.07-85;

μ2 – коэффициент, учитывающий отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной площади поверхности элемента и принимаемый равным 0,6;

ρ – плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;

g- ускорение свободного падения, м/с2.

Высота z,м	b, см	k	μ2	ρ, г/см3	g, см/с2	i,кПа
10	1	1	0,6	0,9	980	0,5292
20		1,2				0,63504
30		1,4				0,74088
40		1,5				0,7938
50		1,6				0,84672
60		1,7				0,89964
70		1,8				0,95256

Перемещения Единицы измерений: мм.
Номер узла	Номер загружения	Значения
		X
3	2	0,006
3	3	-0,119
3	1	0,015
4	2	-0,005
4	3	-0,119
4	1	-0,015
5	3	-0,116
6	2	-0,006
6	3	0,313
6	1	-0,011
7	2	0,006
7	3	0,313
7	1	0,011
8	3	0,671
10	2	-0,325
10	3	1,171
10	1	-0,672
11	2	0,323
11	3	1,172
11	1	0,672
12	2	-0,002
12	3	1,695
13	2	-0,004
13	3	2,352
13	1	-0,001
14	2	-0,002
14	3	2,352
14	1	0,002
15	2	-0,004
15	3	3,034
16	2	-0,358
16	3	3,865
16	1	-0,721
17	2	0,346
17	3	3,865
17	1	0,722
19	2	-0,008
19	3	4,743
20	2	-0,014
20	3	5,755
20	1	-0,006
21	2	-0,006
21	3	5,755
21	1	0,008
22	2	-0,012
22	3	6,458
22	1	0,001
23	2	-0,131
23	3	7,261
23	1	-0,257
24	2	0,103
24	3	7,261
24	1	0,26
25	2	-0,016
25	3	8,066
25	1	0,002
26	2	-0,158
26	3	8,981
26	1	-0,265
27	2	0,121
27	3	8,981
27	1	0,269
28	2	-0,021
28	3	9,899
28	1	0,002
29	2	-0,028
29	3	10,902
29	1	-0,004
30	2	-0,022
30	3	10,901
30	1	0,009
31	2	-0,028
31	3	11,941
31	1	0,003
32	2	-0,187
32	3	13,09
32	1	-0,327
33	2	0,122
33	3	13,09
33	1	0,333
34	2	-0,036
34	3	14,229
34	1	0,004
35	2	-0,145
35	3	15,44
35	1	-0,216
36	2	0,062
36	3	15,44
36	1	0,224
37	2	-0,047
37	3	16,811
37	1	0,005
38	2	-0,055
38	3	18,193
38	1	0,001
39	2	-0,053
39	3	18,192
39	1	0,009
40	2	-0,06
40	3	19,27
40	1	0,006
41	2	-0,226
41	3	20,457
41	1	-0,289
42	2	0,092
42	3	20,457
42	1	0,302
43	2	-0,073
43	3	21,611
43	1	0,007
44	2	-0,084
44	3	22,845
44	1	0,002
45	2	-0,079
45	3	22,845
45	1	0,014
46	2	-0,09
46	3	24,121
46	1	0,009
48	2	-0,104
48	3	25,443
48	1	0,002
49	2	-0,096
49	3	25,443
49	1	0,018
50	2	-0,111
50	3	26,814
50	1	0,012
51	2	-0,124
51	3	28,218
51	1	0,012
52	2	-0,123
52	3	28,216
52	1	0,017
53	2	-0,095
53	3	29,424
53	1	0,086
55	2	-0,14
55	3	30,544
55	1	0,028
56	2	-0,121
56	3	31,79
56	1	0,091
57	2	-0,119
57	3	31,79
57	1	0,092
58	2	-0,16
58	3	33,049
58	1	0,051
59	2	-0,144
59	3	34,488
59	1	0,108
60	2	-0,183
60	3	35,742
60	1	0,069
61	2	-0,183
61	3	35,741
61	1	0,068
62	2	-0,182
62	3	37,212
62	1	0,1
63	2	-0,208
63	3	38,508
63	1	0,083
64	2	-0,211
64	3	39,914
64	1	0,105
65	2	-0,211
65	3	39,914
65	1	0,105
66	2	-0,232
66	3	41,366
66	1	0,099
67	2	-0,234
67	3	41,37
67	1	0,096

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Оценка климатических нагрузок на металлические башни

Оценка климатических нагрузок на металлические башни