Строительные конструкции

Раздел: Учебники

Башни и мачты  высокие сооружения с большим отношением высоты к ширине, применяемые в качестве опор для антенн радио, телевидения и ретрансляции, проводов высоковольтных линий электропередач, а также для опор канатных дорог и др.

Башни представляют собой свободно стоящие сооружения консольного типа, жёстко заделанные в фундаментах. Как правило, они имеют пирамидальное очертание (сужаются кверху) Ширину сечения башни внизу принимают в пределах Ve—Vie высоты^ а ширину сечения верхней части 1—2 м. Уклон граней .составляет V20—V-to- Сечение ствола может быть квадратное, треугольное, круглое или многогранное.

Ветви стволу проектируют из труб или уголков. Несмотря на то, что стоимость труб выше стоимости уголковой стали, рекомендуется применять трубы, так как в этом случае давление ветра нз башню из-за лучшей обтекаемости значительно меньше, чем при использовании других профилей. Вес башни- из^уголков примерно в 1,5 раза больше веса башни из труб.

Ветви соединяют решетками, состоящими из распорок и. раскосов. Схемы решеток бывают различными, однако чаще применяют .крестовую решётку как более жесткую и хорошо работающую на знакопеременную ветровую нагрузку. Для сжатых распорок , применяют жесткие профили из уголков или труб, а для раскосов, работающих только на растяже- ние, — одиночные уголки, круглую сталь или троса.

Мачта  отличается от башни тем, что у нее по высоте есть дополнительные опоры в виде ,оттяжек, поэтому сечение ствола проектируют постоянным при небольшой ширине, назначаемой в пределах V70— 7гзо высоты. Оттяжки в зависимости от высоты мачты устраивают в несколько ярусов. Оттяжки можно закреплять в отцельном фундаменте каждую или несколько .оттяжек в "общем фундаменте. Угол наклона оттяжек принимают равным 45—60°. Число оттяжек в плане зависит от принятого сечения ствола: для квадратного сечения — четыре; для треугольного — три. Для ствола из сплошной трубы может быть три или четыре оттяжки в плане. Оттяжки большей частью выполняют из, тросов.

У высоких мачт для уменьшения провисания оттяжек применяют горизонтальные распорки, называемые реями. В этом случае угол наклона крайней оттяжки может быть больше 60° Мачты на оттяжках экономичнее башен, так как на их изготовление расходуется меньше стали, однако требуется большая площадь застройки.

Расчет башен и мачт. На башни и мачты действуют следующие нагрузки; их собственный вес, вес оборудования, вес и тяжение оттяжек и антенн, вес льда ,и снега, ветровая нагрузка. Последняя наиболее существенна, она зависит от района-

строительства и высоты сооружения. При определении .ветровой нагрузки следует учитывать ее динамичность и порывистость (пульсацию). На ветровую нагрузку в значительной степени влияют формы сооружения и его элементов. Это учитывается аэродинамическим коэффициентом с.

От действующих на башню или мачту нагрузок в намеченных сечениях определяют.изгибающие моменты, продольные и поперечные силы и по ним — усилия в ветвях ствола и стержнях решетки.

Ствол мачты на ветровую нагрузку рассчитывают как неразрезную балку. Расчет выполняют в два этапа. На первом этапе рассчитывают ствол, рассматривая его как сжато-изогнутый стержень, опирающийся на неподвижные опоры; на втором этапе расчет уточняют, учитывая податливость опор (оттяжек), т. е. ствол рассматривают как неразрезную балку на упругопо- датливых опорах. При расчете ствола мачты следует учитывать вертикальную составляющую тяжения оттяжек, увеличивающую продольную силу в стволе.

Конструирование башни и ствола мачты во многом схоже с конструированием сквозных конструкций  (например,ферм). Стыки ветвей перекрывают листовыми или уголковыми накладками, но чаще соединения делают фланцевыми, особенно для трубчатых сечений