- •Практическая работа № 1.
- •1.1 Введение
- •1.2. Конструктивная схема
- •1.3. Нагрузки
- •1.4. Составление расчетной схемы
- •1.5. Ввод данных в программу
- •1.7. Расчет узлов
- •1.8. Оформление отчета
- •2.3. Расчет и конструирование плиты
- •Практическая работа № 3. Пространственные покрытия
- •3.1. Исходные данные
- •3.4. Геометрия оболочки
- •Практическая работа № 4. Емкостные сооружения
- •4.1. Исходные данные
- •4.2. Назначение толщины стенки
- •4.5. Пример
- •5.1. Расчет лотка перепада
- •Практическая работа № 6. Высотные сооружения
- •6.1. Исходные данные
- •6.2. Методика выполнения работы
- •Список литературы
Практическая работа № 6. Высотные сооружения
Цель:
Освоить методику расчета и конструирования мачт и высотных опор
Задание:
• Произвести сбор нагрузок
• Выполнить статический расчет
• Подобрать сечения
6.1. Исходные данные
План мачты – прямоугольное, треугольное (по вариантам)
Размер в плане – 1,8 м, 2.4 м, 3,0 м, 3,6 м, 4,4м, 4,8 м. (по вариантам)
Проф ль элементов: уголок сдвоенный, одинарный, труба круглая,
|
квадратная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1. |
Ветровая нагрузка по районам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Последняя ц фра зачетной книжки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
0 |
|
||||||||
|
Район |
|
I |
|
|
I |
|
II |
|
III |
|
|
IV |
|
IV |
|
V |
|
V |
|
VI |
|
VI |
|
||
|
2. |
Высота |
|
мачты |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Цифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Предпоследняя ц фра зачетной книжки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Цифра |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
0 |
|
||||
|
Высота, |
|
12 |
|
|
14 |
|
15 |
|
18 |
|
|
21 |
|
24 |
|
27 |
|
30 |
|
32 |
|
36 |
|
||
|
м |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
6.2. Методика выполнения работы |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ветровая нагрузка |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Полная ветровая нагрузка Pп, i c учетом 1-й формы собственных |
||||||||||||||||||||||
|
колебаний: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Pп, i = К Pс, i , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
где К – коэффициент, учитывающий 1-ю форму собственных |
||||||||||||||||||||||
|
колебаний; |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
К 1 Н А2 |
|
В2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 |
1 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где - число стандартов нормальногоИраспределения, зависящий от суммарного времени эксплуатации и типа ветрового воздействия;
Н – пульсационный параметр, зависящий от высоты и типа местности;
А – коэффициент масштаба конструкции; В1 – спектральный коэффициент, зависящий от отношения
f01/V, для 1-й частоты собственных колебаний;
110
1 – коэффициент, учитывающий несинхронность пульсаций ветрового воздействия;
|
- коэффициент затухания. |
|
|
|
||||
|
По результатам расчетов аналогичных мачтовых |
|||||||
конструкций принято: |
|
|
|
|||||
|
Кмах = 1,74 |
|
|
|
|
|||
ОСТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pс, i |
– статическая ветровая нагрузка на i-й элемент. |
||||||
|
Pс, i = Сi Fi qp KH i n, |
|
|
|
||||
|
где Сi – аэродинамический коэффициент проекции i-го |
|||||||
элемента на |
|
|
|
|
|
|
||
и |
|
|
|
|||||
плоскость перпендикулярную ветровому потоку. |
||||||||
По |
92-9249-80 при Vх di |
|
|
|
||||
|
|
|
|
50 0,014 = 0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
50 0,033 = 1,65 < 2,9 м2/с – Сi =1,2 |
|||||
б |
|
|
|
|||||
|
|
|
50 |
0,051 = 2,55 |
|
|
|
|
|
|
|
50 0,3 = 15 > 7 м2/с – Сi = 0,7 |
|||||
|
для плоских элементов Сi = 1,4. |
|
|
|||||
|
Fi – наветренная площадь, м2; |
|
|
|
||||
|
|
Арктическом |
||||||
|
qp – расчетный скоростной напор, Па. |
|||||||
|
По ГОСТ 16350-80 "Климат СССР" скорость ветра 40 м/с и |
|||||||
более |
в |
|
|
|
климатическом |
районе по результатам |
||
четырехсрочных на людений была 1 час в году при min t C от – |
||||||||
34,9 |
до –30,0 , при этом max плотность воздуха pt = 1,48 кг/м3 |
|||||||
(ОСТ 92-9249-80). |
Д |
|||||||
|
|
|
|
|
2 |
50 |
2 |
= 1850 Па |
|
qp max = 0,5 pt V = 0,5 1,48 |
|
||||||
|
KH i – коэффициент увеличения скоростного напора по |
|||||||
высоте (см. ОСТ 92-9249-80). |
И |
|||||||
|
n – коэффициент перегрузки, n = 1,1 (ОСТ 92-9249-80). |
|||||||
|
Устойчивость ствола мачты. |
|
|
|||||
|
Расчет на устойчивость производится по формулам для |
|||||||
сжато-изогнутых стержней. |
|
|
|
|||||
|
Напряжение от внецентренного сжатия |
|||||||
|
|
N |
|
R , |
|
|
|
|
|
вн F |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
где: - коэффициент уменьшения основного допускаемого
напряжения, зависящий от условной гибкости и приведенного эксцентриситета m1,
111
|
|
|
l |
|
|
|
|
R |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
i |
2,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где - коэффициент длины; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
i – радиус инерции; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
R – расчетное сопротивление. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
m1 M |
F |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
С |
|
|
|
N |
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
- |
|
коэффициент |
|
влияния |
|
формы |
сечения и |
||||||||||||||
эксцентр |
с тета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Натяжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оттяжек мачты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Расчет |
оттяжек |
производится |
по |
|
формулам |
для |
гибких |
||||||||||||||||||||
н тей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
обледенен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Пр веденная нагрузка на оттяжку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
p |
|
|
g cos w cos sin 2 w sin 2 |
; кг/м, |
|
|||||||||||||||||||||
где |
|
|
g |
|
– |
вес |
каната на |
единицу |
длины |
(с |
учетом |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
я), кг/м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
w – давление ветра на единицу длины каната, нормального |
|||||||||||||||||||||||||||
к направлению ветра; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
- угол наклона оттяжки к горизонту; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
- угол в плане между направлением оттяжки и |
|||||||||||||||||||||||||||
наветренной оттяжкой, принятой за начало отсчета углов; |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
- |
|
угол |
|
|
|
Д |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
между направлением |
|
|
ветра |
и |
наветренной |
|||||||||||||||||||
оттяжкой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Узловая нагрузка при трех оттяжках и = 60 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
U |
|
3 w l |
1 sin2 |
|
|
И |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Натяжение оттяжек при изменении исходного состояния |
|||||||||||||||||||||||||||
|
H 3 |
|
E F q12 l 2 |
|
E F t |
|
t H |
|
|
H 2 |
E F q22 l 2 |
0 |
|||||||||||||||
|
|
2 |
1 |
|
|
||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
24 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
24 H1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Е – модуль упругости каната;
F – площадь поперечного сечения каната; q – скоростной напор ветра;
- коэффициент температурного удлинения.
112
Си б А Д
Рис.6.1. Расчетные схемыИ
113