4.2. Зусилля в ногах вежі

Повне зусилля в нозі бурової вежі від вертикального та горизонтального навантаження дорівнює

N_1i повздовжні зусилля в нозі вежі від вертикальних навантажень F_i, які розподіляються рівномірно між окремими ногами вежі

N_2i повздовжні зусилля в нозі вежі від горизонтальних навантажень Т_i(крім вітрових), викликані перекидаючим моментом

Тут М_i,N_i-згинаючий момент, та повздовжнє зусилля в розрахунковому перерізі; b - відстань між осями суміжних ног вежі;  - кут нахилу ноги вежі до вертикалі(рис 4.2).

При розрахунках на вітрове навантаження слід враховувати найбільш небезпечні напрямки вітру для ніг та решітки (рис.4.3).

Максимальне зусилля N_2i в нозі вежі від вітру будуть коли навантаження спрямовано на ребро вежі і в роботу на згин включаються тільки два пояси (див. рис. 4.3,а)

Для наочності розрахунків будують епюри зусиль М та N для кожного навантаження.

4.3. Зусилля в решітці

Решітка вежі складається з поясів та розкосів, які розраховують на Q_max, тобто більшу із двох поперечних сил: Q - дійсної, визначеної із розрахунку вежі та Q_fic - умовної поперечної сили. При виконанні практичних розрахунків можна приблизно прийняти

де N- найбільше повздовжнє зусилля в вежі із табл.4.1.

Пояса решітки. Зусилля в поясі решітки становить

N_п=Q_max/2.

Розкоси. Для підвищення просторової жорсткості вежі приймають хрестову решітку, при навантаженні якої один розкіс розтягується, а другий стискається. При розрахунках до уваги беруть тільки розтягнутий елемент - стиснутий розкіс решітки умовно виключають з роботи, що дозволяє зменшити переріз елементів.Розрахунок розкосів виконують на сумарне зусилля від поперечної сили Q_max та обмину ніг вежі повздовжньою силою N.

Від поперечної сили зусилля стиску-розтягу в розкосах становить

N_pt=Q_max/(2sin),

де  - кут між розкосом та ногою вежі (див.рис 4.2).

Підкреслимо, що для розрахунків використовують тільки зусилля розтягу.

Від сили обмину ніг вежі решіка стискається; при цьому зусилля в елементах решітки можна вирахувати по наближенній формулі

S_pc=(N/A)cos².

Оскільки для зменшення власної маси вежі решітку проектують із круглої сталі, необхідно, щоб зусилля стиску від обмину не перевищувало розтягуючі зусилля від поперечної сили Q_max для будь-якої комбінації навантажень на вежу. Для надійного дотримання такої умови розкоси попередньо розтягують. В курсовій роботі сила попереднього натягу розкосів може становити

N_pp = 10...30 Кн.

Отже, розрахункове зусилля в розкосі решітки вежі буде

N_p = N_pp + N_pt.

При цьому необхідно перевірити, щоб частка зусилля від обмину не перевищувала сумарне розтягуюче зусилля.

/N_p/ > /S_pc/.

5. Добір перерізу елементів вежі

Вихідними даними для конструктивного розрахунку несучої здатності елементів вежі є максимальні значення згинаючого моменту М, повздовжнього зусилля N та поперечної сили Q, взяті з таблиці 4.1.

Розрахунок вежі виконують за таких допущень:

• В цілому вежа праює як позацентрово-стиснута конструкція.

• Кожна нога вежі розглядається як центрово-стиснутий елемент.

• Решітка та пояса вежі сприймають розрахункову поперечну силу(більшу з фактично визначеної Q або умовної Q_fic).

• Хрестова решітка має попередні напруження від натягу розкосів, що перевищують стискаючі робочі напруження від обмину ніг вежі та розрахункової поперечної сили.