Материал: Строительная механика и сопротивление материалов

8.Новиньков А.Г. Устойчивость стенки в элементах рамных конструкций переменного по высоте двутаврового сечения./Новиньков А.Г., Себешев В.Г.//Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1990. №9. - С. 109-113.

9.Теплых А.В. Применение оболочечных и объемных элементов при расчетах строительных стальных конструкций в программах SCAD и Nastran c учетом геометрической и физической нелинейности/ А.В. Теплых//Инженерно-строительный журнал. –

2011. – №. 3. – С. 4-20.

10.Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings: EN 1993-1-1:2005. – Supersedes ENV 1993-1-1:1992. – Brussels : CEN, 2005. – 91 p.

11.SCI P358 Joints in Steel Construction: Simple Joints to Eurocode 3, 2014. – 183 p.

References

1.Belyaeva S.Yu., Kuznetsov D.N., Kovilina I.A., Belyeva S.Y., Comparative analysis of test methods of steel frame doubletee variable by height crosssection local stability on

a particular example. Periodical theoretical and scientific-practical journal. Modern construction and architecture. – Yekaterinburg 2017. - №3 (07) 2017. August. – 37-41 p. DOI: https://doi.org/10.18454/mca.2017.07.11.

2.Karpilovsky V.S., Kryksunov E.Z., Maliarenko A.A., Perelmuter A.V., Perelmuter M.A., System SCAD – Moscow: Publishing House ASV, 2007. – 2007. – 592 p.

3.Vlasov V.Z. Thin-walled elastic rods. M.: State Publishing House of Physical and Mathematical Literature, 1959. – 568 p.

4.Katyushin V.V. Buildings with carcasses of steel frames of variable section (calculation, design, construction) / M.: OAO Publishing house «Stroiizdat», 2005 . – 656 p.

5.Kirillova N. A. Relevance of application of steel frames of variable section in construction. Science today: experience, tradition, innovation – 2017. – 25 p.

6.Kuznetsov D.N. Calculation and design of steel frames of variable section: master’s thesis –

Voronezh, 2013 – 76 p.

7.Gorev V.V., Uvarov B.Yu., Uvarov V.V., Belyi B.I..; Metal structures. V 3 t. T.2. Structures of buildings. Textbook for construction universities. – Third issue. – M.: High school, 2004.

– 551 p.

8.Novinkov A.G., Sebeshev V.G. Stability of the wall of frame constructions of a variable I- height cross-section elements. News of high schools. Construction and Architecture. 1990. №9. - 109-113. p.

9.Teplykh A. V. Application the cladding and volume elements when calculating building steel structures in the SCAD and Nastran programs with accounting of geometrical and physical nonlinearity. Journal of construction. – 2011. – №. 3. – 4-20 p.

10.Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings: EN 1993-1-1:2005. – Supersedes ENV 1993-1-1:1992. – Brussels: CEN, 2005. – 91 p.

11.SCI P358 Joints in Steel Construction: Simple Joints to Eurocode 3, 2014. – 183 p.

85

УДК 624.014:624.971

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ НАРАЩИВАНИЯ МАЧТОВОГО СООРУЖЕНИЯ СВЯЗИ

С.Н. Колодежнов1

Воронежский государственный технический университет

Россия, г. Воронеж

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Канд. техн. наук, доц. кафедры металлических конструкций и сварки в строительстве,

тел.: +79102444683, e-mail: kolsen@list.ru

________________________________________________________________________________________________

При эксплуатации сооружений связи возникает необходимость модернизации антенно-фидерного оборудования, связанного с изменением его состава, весовых характеристик, наветренной площади, изменением отметок их фазовых центров. При изменении некоторых из перечисленных параметров в большую сторону требуется наращивание существующей опоры. Рассмотрены возможные мероприятия, обеспечивающие несущую способность наращенного мачтового сооружения связи. С этой целью возможно введение в конструктивную схему дополнительных ярусов оттяжек для надстроенной части ствола с использованием существующих анкерных фундаментов. В случае необеспеченности несущей способности элементов ствола мачты или оттяжек возможно увеличение проекции оттяжек дополнительных ярусов на горизонтальную поверхность земли, предусмотрев для них новые анкерные фундаменты, или применение для надстроенной части ствола усиленных профилей, а также применение для оттяжек канатов с увеличенной площадью сечения. Для принятия принципиального решения о возможности наращивания мачтового сооружения предлагается выполнять расчет по линейной схеме. Для этого достаточно рассмотреть два предельных варианта. Первый моделирует оттяжки без предварительного натяжения с их полным выключением из работы с подветренной стороны. Второй предполагает предварительное натяжение оттяжек, которые с подветренной стороны из работы не выключаются. Величину предварительного натяжения оттяжек каждого яруса предлагается моделировать дополнительным приложением к ним пониженной температуры, меняя которую можно добиться их невыключаемости с подветренной стороны при температурном максимуме. Наращивание ствола мачты следует считать невозможным, если в принятых допущениях ее несущая способность не обеспечивается.

Ключевые слова: мачтовое сооружение связи, наращивание существующей опоры, оттяжки, прессованный алюминиевый профиль, стальной оцинкованный канат, ветровая нагрузка, предварительное натяжение оттяжек.

DEVELOPMENT OF CONCEPTION OF

COMMUNICATON MAST HEIGHTENING

S.N. Kolodezhnov

Voronezh State Technical University

_______________________________________________________________________________________________

1PhD of Tech. Sc. associate professor of the department of metal constructions and welding building, ph.: +79102444683, e-mail: kolsen@list.ru

________________________________________________________________________________

Antenna-feeder equipment modernization concerning its content, weight characteristics and windward area changing is necessary during communication mast operation. It is also required to change its stage centers marks. At some listed above parameters greater changing there is needed the heightening of the existing footing. Possible activities for providing load-bearing capacity of heightened mast construction are considered. For that it is possible to include the additional tier of cable stays into construction diagram for heightened body part with application of existing anchor foundations. If there is lack of mast body load bearing capacity or cable stays it is possible to magnify the projection of cable stays of additional tiers onto horizontal ground surface providing new anchor foundation for them, or use of reinforced profiles for heightened body part and for span ropes with increased cross section. It is suggested to make calculation according to linear circuit in order to take principle decision about the possibility to heighten mast construction, For that it is not enough to analyze two ultimate options.

___________________________

© Колодежнов С.Н., 2018

86

The first one simulates the cable stay without pretension with their complete phasing out from leeward. The second one assumes the pretension of cable stays which are not phasing out from leeward.

The pretension magnitude of every tire of cable stays is supposed to be simulated with additional application of lower temperature which change gives the possibility not to phase out them from leeward at temperature maximum. The mast body heightening is considered to be impossible if its load bearing capacity is not provided in adopted assumption.

Keywords: mast communication, heightening of existing footing, cable stays, compresses aluminium shape, steel zinccoated cable, wind load, cable stay pretension,

При эксплуатации сооружений связи возникает необходимость модернизации антен- но-фидерного оборудования, связанной с изменением его состава, весовых характеристик и наветренной площади антенн и даже изменением отметок их фазовых центров. При этом некоторые или все из указанных параметров требуется изменить в большую сторону, что вызывает необходимость замены соответствующей опоры на более высокую. В ряде случаев оказывается достаточным нарастить существующую опору с усилением или без такового отдельных ее несущих элементов.

Настоящая работа ориентирована на оценку возможности наращивания мачтового сооружения связи с установкой на нем дополнительного антенно-фидерного оборудования.

В качестве прототипа для исследования выбрана мачта номинальной высотой 40 м с трехгранным сквозным решетчатым стволом из алюминиевого сплава, удерживаемым оттяжками, расположенными в плане на угловых расстояниях около 120º друг от друга в два яруса с номинальной проекцией на горизонтальную плоскость 25 м.

Целью является разработка концепции наращивания мачты исходной номинальной высотой 40 м до номинальной отметки +73,000 м, а фактической +73,740 м, включая выбор возможных конструктивных решений и моделирование основных нагрузок и воздействий. Сам расчет металлоконструкций мачты и анализ его результатов в настоящей работе не рассматривается.

На практике нередко встречаются мачтовые сооружения с несимметрично расположенными оттяжками, то есть анкерные фундаменты оттяжек находятся на разных расстояниях от оси ствола, что обычно вызывается стесненными условиями площадки застройки или иными причинами. Поэтому в каждом конкретном случае даже для практически номинально одинаковых исходных конструкций, но с несколько различной геометрией и с разным набором антенно-фидерного оборудования ответы на вопрос о возможности наращивания их высоты могут оказаться противоположными.

Геометрическая схема мачты представлена на рис. 1. На рис. 2 изображена схема размещения элементов мачты в плане.

Металлическая мачта имеет трехгранный сквозной решетчатый ствол номинальной высотой 40 м с постоянной по всей высоте шириной каждой грани 0,88 м. На отметках +14,800 м и +34,500 м ствол подкреплен тремя оттяжками, расположенными в плане на угловых расстояниях около 120º друг от друга. За отметку 0,000 м принят уровень верхнего обреза фундамента в основании ствола мачты. Ствол в верхнем сечении содержит технологическую площадку.

Пояса ствола мачты посекционно изготовлены из прессованного алюминиевого профиля шириной сечения 111 мм. Параметры сечения уголковых элементов поясов из алюминиевого сплава со значениями основных геометрических характеристик представлены на рис. 3 и в табл. 1.

Соединительная решетка из раскосов и распорок также выполнена из алюминиевого сплава в виде круглой трубы Ø 35×3 мм.

87

Рис. 1. Схема мачты

Рис. 2. Схема размещения элементов мачты в плане (ссылку на разрез 1-1 см. на рис.1)

88

Рис. 3. Сечение элемента пояса

Таблица 1

Z

По результатам испытания образца на химический состав выявлено, что алюминиевый сплав, примененный для элементов ствола мачты, наиболее близок сплаву АВ или АД35 с упрочнением закалкой и естественно состаренный (обозначение состояния − Т).

Соединения секций ствола между собой выполнены с помощью накладок из уголкового алюминиевого профиля аналогичного примененному в поясах. Все соединения - на стальных оцинкованных болтах М16. Ходовая лестница отсутствует.

Сопряжение каждого пояса ствола с фундаментом по расчетной схеме является шарнирно неподвижным.

Оттяжки обоих (нижнего и верхнего) ярусов изготовлены из стального оцинкованного каната одинарной свивки с линейным касанием проволок в прядях типа ЛК-О конструкции

1×7(1+6) по ГОСТ 3062-80* диаметром 9,2 мм.

При наращивании ствола мачты до требуемой отметки целесообразно применить схему решетки и технологической площадки, а также расстояния между ярусами оттяжек по аналогии с существующей.

В результате увеличения высоты мачты возрастают усилия в ее элементах, в том числе существующего ствола, из-за увеличения веса и ветровой нагрузки. Поэтому в новую конструктивную схему следует ввести, по крайней мере, два дополнительных яруса оттяжек,

89