38.Башни. Основные элементы. Работа основных элементов. Пути повышения эффективности конструкций башенных сооружений.

рис.2

Устойчивость башни обеспечивается только элементами конструкции ствола, закрепленного в основании. Как у любой консольно-закрепленной конструкции, к которой приложена нагрузка, изгибающий момент увеличивается к основанию и достигает своего максимального значения. Именно поэтому башни имеют пирамидальную форму, благодаря чему момент сопротивления изгибу ствола также увеличивается к основанию. Верхняя часть ствола башни, как правило, имеет форму призмы (рис.2). В местах стыковки пирамидальной и призматической части образуется перелом поясов. Башни в основном бывают четырехгранные и трехгранные. Башня состоит из секций, имеющих решетчатую структуру, основными элементами

Рис.3

которой являются пояса, распорки, раскосы и диафрагмы (рис.2, 3). Такая структура заимствована у фермы, которой, по сути, и является башня. Пояс – это продольный элемент конструкции, воспринимающий на себя основную часть нагрузки. Распорка – горизонтальный элемент решетки, а раскос – наклонный элемент. В плоскости перпендикулярной оси башни ставятся диафрагмы – элементы обеспечивающие жесткость граней по отношению друг к другу. Часто между поясами и раскосами ставятся дополнительные элементы – шпренгели, назначение которых – уменьшить расчетную длину отдельно взятого раскоса или пояса. Чем меньше расчетная длина отдельно взятого элемента, тем выше его устойчивость. Секции пирамидальной части отличаются друг от друга, в то время как секции призматической части делают одинаковыми в целях унификации. Башни изготавливаются из труб или из уголков. Башни из труб имеют более высокие аэродинамические характеристики, чем из профилей, но более сложны и дороги в изготовлении. Соединение секций между собой осуществляется при помощи фланцев на болтах, а элементы секций соединяются между собой при помощи фасонок. Чем ближе секция к основанию, тем соответственно мощнее фланец и болты. В башнях небольшой высоты из уголков могут применяться накладки на болтах для соединения секций между собой – это более простой вариант.

40.Мачты. Конструктивные решения стволов мачт. Достоинства. Недостатки.

Основное отличие мачты от башни – это наличие оттяжек. Именно они обеспечивают устойчивость мачты и удерживают ее в вертикальном положении, передавая горизонтальные и наклонные усилия на грунт или кровлю здания. Ствол мачты имеет по всей длине призматическую форму – это четырех- или трехгранные решетчатые призмы. Ствол мачт выполняется по тому же принципу что и у башен – по принципу пространственной фермы и состоит из поясов, раскосов и распорок. Пояса могут быть выполнены из труб или из уголков, распорки – из труб или уголков, раскосы – из труб, уголков или круглой стали. Решетка может быть выполнена Z-образная, X-образная, V – образная. Ветровое давление на конструкцию трубчатого сечения во многих случаях оказывается меньшим, чем ветровое давление на решетчатую конструкцию, имеющую те же габариты. Мачты трубчатого сечения удобны в эксплуатации тем, что все коммуникации, лестницы и лифт находятся внутри ее, поэтому защищены от атмосферных воздействий. Соединение секций между собой может быть выполнено как с помощью фланцев на болтах, так и с помощью накладок в случае с невысокими мачтами, а также для легких мачт существует конструктивное решение соединения секций методом стыковки на втулках. Малая база секций по сравнению с секциями башни делает возможным транспортировку в собранном виде, поэтому секции часто делают сварными. Основание мачты может быть сконструировано не только по принципу заделки, но также и по принципу шарнира, т.к. удерживающую роль берут на себя оттяжки. Основание мачт воспринимает всю вертикальную нагрузку, которая складывается не только из веса мачты и оборудования, но и из прижимных усилий от оттяжек. Конструктивно все секции мачты похожи друг на друга и могут даже быть одинаковыми, но делятся на промежуточные, оттяжечные и опорную. Оттяжечные секции отличаются от промежуточных дополнительными силовыми элементами в месте прикрепления оттяжек и наличием лацменных узлов, непосредственно для крепления оттяжек. Оттяжки легких мачт выполняются из канатов небольшого диаметра. На концах образуют петли при помощи коушей и зажимов. Верхняя петля стыкуется с лацменным узлом секции. Оттяжки тяжелых мачт выполняются из жестких канатов с металлическим сердечником. Концы канатов заделываются во втулки, что позволяет через концевую муфту соединить с лацменными узлами мачты вверху и со стяжной муфтой внизу.