Автор: Белоцерковский Лев Яковлевич
1. Общая часть и нормативная база.
В последние 5-ть лет в Украине
получило широкое развитие проектирование, строительство и обслуживание
устройств для осуществления мобильной связи на базе
высотных сооружений. Высотные
сооружения можно разделить на следующие типы:
- свободностоящие башни из металлопроката;
- мачты на оттяжках, располагаемых в одном или нескольких ярусов;
- свободностоящие башни на базе железобетонной стойке 26 м;
- свободностоящие башни на базе многогранных гнутых стоек
из листового металла (МГС);
Если первые 3-и типа получили широкое распространение, то свободностоящие башни
на базе стоек из МГС до настоящего времени не применялись. Это связанно с
отсутствием
производственной и нормативной
базой, учитывающей особенности изготовления и расчета.
В качестве нормативной базы для определения технологических, ветровых и гололедных
нагрузок для проектирования башен предлагается использовать УкрПУЭ,
утвержденное и изданное в 2006
г. В соответствии с этим нормативным документом вся территория Украины
делится на 6 районов по гололедной нагрузке, на 5 районов по
максимальному ветру и на 6-ть
районов по ветру при гололеде. Таким образом всего
180 вариантов сочетания климатических условий для всей территории
Украины.
Все климатические нагрузки
соответствуют готовящемуся к утверждению
ДБН В1.2…2006 «Нагрузки и
воздействия». (Ориентировочный срок введения ДБН
январь 2007 года). Кроме
этого с февраля 2007 года вводится в действие ДВН В.1.1-12:2006
“Строительство в сейсмических
районах Украины”, в соответствии с которым по требованию заказчика
уровень нагрузок и конструктивных мероприятий может быть повышен
по сравнению с требованиями действующих норм.
Учитывая, что стойка на базе МГС является гибкой конструкцией,
вторым важным вопросом при расчете, является норма по допускаемому
отклонению верха башни при расчете по 2-ому предельному состоянию. Исходя из
опыт проектирования таких сооружения в России предлагается величину
максимального отклонения ограничить
величиной 1/30 высоты
опоры. Следует отметить, что эта величина обусловлена надежностью работы
технологического оборудования, а не ограничению устойчивости конструкции
башни в целом.
Для
выполнения силовых расчетов к использованию рекомендуется ПК ”Лира”,
разработанный НИИАСС г.Киев 2002
г.
2. Классификация и обозначение типоразмеров башен
Для проектируемых башен на базе стоек МГС принята следующая классификация:
БМГС80-XYZ/12+6 , где
Б - башня, МГС – на базе многогранных гнутых стоек, 80 – высота
башни,
X-район по гололеду, Y-
район по ветру, Z-район по ветру при гололеде, 12 –
максимальное количество единиц навешиваемого технологического оборудования типа
«катрайн» и 6
максимальное количество единиц
навешиваемого технологического оборудования типа
«минилинк», из которых половина
имеет диаметр 0,6 м и вторя половина 1.2 м.
Технологическое оборудование подвешивается
по ярусам с расстоянием между
ярусами по 6 метров, начиная от
верха опоры.
При расчете нагрузок на технологическое оборудование экранирование от
другого оборудования и ствола башни не учитывается.
Проектируемые башни предполагается рассматривать высотой 40, 50, 60, 70 и 80
метров. В качестве примера в
дальнейшем методику расчета будем рассматривать
для башни БМГС80-333/12+6.
3. Многовариантная оптимизация
Для определения оптимальной, с точки зрения расхода материалов на изготовление
башни и ее фундамента, при расчете каждого типоразмера, башня должна
рассчитываться
на следующие варианты:
по количеству граней в стойке: 8, 10, 12, 16
по размеру комля (верх/низ):
для высоты 40м – 1000/400, 1100/400, 1200/400,1300/400, 1400/400, 1500/400
для высоты 50м – 1200/400,
1300/400, 1400/400,1500/400, 1600/400, 1700/400
для высоты 60м – 1500/400,
1600/500, 1700/500,1800/500, 1900/500, 2000/500
для высоты 70м – 1800/500, 2000/500,
2200/500,2400/500, 2600/500, 2800/500
для высоты 80м – 2000/500,
2200/500, 2400/500,2600/500, 2800/500, 3000/500
по толщине листовой стали в секциях: 4,5,6,7,8,10,12,14
мм.
Количество секции
принимается соответственно: 4,5,6,7,8 шт. Высота каждой секции 10м.
Каждый вариант должен быть просчитан по 1-ому и 2-му предельному состоянию,
причем толщина стенки в каждой секции должна определятся не только по условиям
прочности(1-ое предельное
состояние), но и по величине максимального отклонения
верха башни(2-ое предельное
состояние). При этом для доведения до норм верха отклонения башни следует
увеличивать на ступень толщину всех секции башни одновременно.
После расчета всех вариантов определяется конструкция соединений секции
(телескопическая или фланцевая),
конструкция фундамента для условного грунта.
Определяется условная стоимость каждого варианта и выбирается наиболее
экономичный варианта. Варианты,
стоимость которых отличается менее чем на
5% считаются
равноэкономичными. Если в оптимальную зону попадает несколько
равноэкономичных вариантов, то
наиболее предпочтительным является вариант с
меньшим отклонением верха опоры
или вариант имеющий меньший момент в заделке.
Следует отметить, что простое отбрасывание нижних секций в башне,
оптимизированной по более высокому типоразмеру. не дает получение оптимальной
конструкции. В условиях
дефицита времени и средств на строительство, такое решение возможно, при
условии контрольной проверке по прочности и деформативности.
4. Исходные данные для расчета МГС
Все данные для расчета башни хранятся в
базе данных. Ниже дана характеристика
и формат данных таблиц базы данных.
4.1.Общая характеристика башни БМГС80-333/12+6.(таблица tip_tow)
Код
Шифр
Кол. Тип
Тип
Тип
Тип
стоек конст. формы сорт.
стойки
2
БМГС80
1
5
O
P
МГС80 , где
Типы конструкций.(таблица tip_kon)
1 Одностоечная
свободностоящая из уголкового проката
2 Одностоечная
свободностоящая на базе ж/б стоек
3 Двухстоечная
свободностоящая из уголкового проката
4 Двухстоечная
свободностоящая на базе ж/б стоек с внутренними связями
5 Одностоечная
свободностоящая на базе стоек из гнутых профилей
Тип формы сечения для
формирование исходных данных в ПК «Лира». (таблица tip_for)
|
Тип формы
|
Тип сорт
|
Наименование
|
|
О
|
G
|
Круглая из
одиночной трубы
|
|
О
|
T
|
Круглая из
одиночной трубы
|
|
П
|
K
|
Прямоугольная
из круглой стали
|
|
П
|
P
|
Прямоугольная
из уголкового проката
|
|
П
|
T
|
Прямоугольная
из труб
|
|
Т
|
K
|
Треугольная из
круглой стали
|
|
Т
|
P
|
Треугольная из
уголкового проката
|
|
Т
|
T
|
Треугольная из
труб
|
|
O
|
P
|
Железобетонная
стойка или МГС
|
Тип сортамента для изготовления траверс и креплений
технологического
оборудования. (таблица tip_sort_name)
P Уголковый
прокат
T
Труба тонкостенная
U
Гнутые профиля
4.2.Общая характеристика навешиваемого технологического оборудования(нто).
(таблица xar_nto)
| Код |
Код нто объекта |
№ нто |
Высота |
Тип |
| 18 |
3 |
1 |
80 |
F |
| 18 |
3 |
2 |
80 |
F |
| 18 |
3 |
3 |
80 |
F |
| 18 |
5 |
4 |
79 |
K |
| 18 |
5 |
5 |
79 |
K |
| 18 |
5 |
6 |
79 |
K |
| 18 |
5 |
7 |
74 |
K |
| 18 |
5 |
8 |
74 |
K |
| 18 |
5 |
9 |
74 |
K |
| 18 |
2 |
10 |
73 |
F |
| 18 |
2 |
11 |
73 |
F |
| 18 |
2 |
12 |
73 |
F |
| 18 |
5 |
13 |
68 |
K |
| 18 |
5 |
14 |
68 |
K |
| 18 |
5 |
15 |
68 |
K |
| 18 |
5 |
16 |
62 |
K |
| 18 |
5 |
17 |
62 |
K |
| 18 |
5 |
18 |
62 |
K |
|
Коды нто.(таблица tip_nto)
|
код нто
|
Обозначение
|
Наименование
|
Ширина
|
Высота
|
Вес
|
Сх
|
|
1
|
FH-30
|
FlexHopper
|
390
|
390
|
7.5
|
1.4
|
|
2
|
FH-60
|
FlexHopper
|
640
|
640
|
10
|
1.4
|
|
3
|
FH-120
|
FlexHopper
|
1285
|
1285
|
50
|
1.4
|
|
4
|
FH-180
|
FlexHopper
|
1960
|
1960
|
130
|
1.4
|
|
5
|
739-624
|
Kathrein
|
2580
|
262
|
19
|
1.4
|
|
6
|
739-636
|
Kathrein
|
2580
|
262
|
19
|
1.4
|
|
7
|
739-495
|
Kathrein
|
1302
|
155
|
6
|
1.4
|
|
8
|
741-444
|
Kathrein
|
1302
|
155
|
6
|
1.4
|
|
9
|
732-317
|
Kathrein
|
1700
|
180
|
10
|
1.4
|
|
10
|
739-630
|
Kathrein
|
2580
|
262
|
19
|
1.4
|
|
11
|
RAU1-7E
|
Mini Link 7E
|
411
|
326
|
7
|
1.4
|
|
12
|
739-494
|
Kathrein
|
1302
|
155
|
6
|
1.4
|
|
13
|
742-212
|
Kathrein
|
1302
|
155
|
7.5
|
1.4
|
|
14
|
742-196
|
Kathrein
|
735
|
155
|
3.7
|
1.4
|
|
15
|
742-213
|
Kathrein
|
1942
|
155
|
10
|
1.4
|
4.3. Общая характеристика стойки МГС80 (таблица gb_tip_ctk):
| Наименование типа стойки |
Высота, м |
Кол.гран. |
Диам.внизу |
Диам.верха |
Тан. угла наклона |
| МГС80-08-2.0/0.5 |
80 |
8 |
2 |
0.5 |
0.01875 |
| МГС80-08-2.2/0.5 |
80 |
8 |
2.2 |
0.5 |
0.02125 |
| МГС80-08-2.4/0.5 |
80 |
8 |
2.4 |
0.5 |
0.02375 |
| МГС80-08-2.6/0.5 |
80 |
8 |
2.6 |
0.5 |
0.02625 |
| МГС80-08-2.8/0.5 |
80 |
8 |
2.8 |
0.5 |
0.02875 |
| МГС80-08-3.0/0.5 |
80 |
8 |
3 |
0.5 |
0.03125 |
| МГС80-10-2.0/0.5 |
80 |
10 |
2 |
0.5 |
0.01875 |
| МГС80-10-2.2/0.5 |
80 |
10 |
2.2 |
0.5 |
0.02125 |
| МГС80-10-2.4/0.5 |
80 |
10 |
2.4 |
0.5 |
0.02375 |
| МГС80-10-2.6/0.5 |
80 |
10 |
2.6 |
0.5 |
0.02625 |
| МГС80-10-2.8/0.5 |
80 |
10 |
2.8 |
0.5 |
0.02875 |
| МГС80-10-3.0/0.5 |
80 |
10 |
3 |
0.5 |
0.03125 |
| МГС80-12-2.0/0.5 |
80 |
12 |
2 |
0.5 |
0.01875 |
| МГС80-12-2.2/0.5 |
80 |
12 |
2.2 |
0.5 |
0.02125 |
| МГС80-12-2.4/0.5 |
80 |
12 |
2.4 |
0.5 |
0.02375 |
| МГС80-12-2.6/0.5 |
80 |
12 |
2.6 |
0.5 |
0.02625 |
| МГС80-12-2.8/0.5 |
80 |
12 |
2.8 |
0.5 |
0.02875 |
| МГС80-12-3.0/0.5 |
80 |
12 |
3 |
0.5 |
0.03125 |
| МГС80-16-2.0/0.5 |
80 |
16 |
2 |
0.5 |
0.01875 |
| МГС80-16-2.2/0.5 |
80 |
16 |
2.2 |
0.5 |
0.02125 |
| МГС80-16-2.4/0.5 |
80 |
16 |
2.4 |
0.5 |
0.02375 |
| МГС80-16-2.6/0.5 |
80 |
16 |
2.6 |
0.5 |
0.02625 |
| МГС80-16-2.8/0.5 |
80 |
16 |
2.8 |
0.5 |
0.02875 |
| МГС80-16-3.0/0.5 |
80 |
16 |
3 |
0.5 |
0.03125 |
|
4.4. Характеристика сечения стойки в зависимости от количества граней
(таблица gb_tip_gr):
| Кол. граней |
Угол на грань |
Угол на пол. грани |
Доля нар. диам. |
Доля внут.диам. |
Доля в стороне |
| 8 |
45 |
22.5 |
1 |
0.923 |
0.383 |
| 10 |
36 |
18 |
1 |
0.952 |
0.309 |
| 12 |
30 |
15 |
1 |
0.967 |
0.259 |
| 16 |
22.5 |
11.25 |
1 |
0.981 |
0.199 |
|
4.5. Характеристика стоек с учетом зон перекрытия (таблица разрывов gb_tip_stk_raz)
| Тип стойки |
№ п/п |
Наименование зоны секции |
№ сек |
Отм.низа |
Отм.верха |
Толщ.листа |
| МГС80 |
1 |
Зона секции №1 |
1 |
0 |
11.75 |
14 |
| МГС80 |
2 |
Зона секции №2 |
2 |
11.75 |
23.5 |
12 |
| МГС80 |
3 |
Зона секции №3 |
3 |
23.5 |
35.25 |
10 |
| МГС80 |
4 |
Зона секции №4 |
4 |
35.25 |
47 |
8 |
| МГС80 |
5 |
Зона секции №5 |
5 |
47 |
57.75 |
7 |
| МГС80 |
6 |
Зона стыка секции №5 с секцией №6 |
0 |
57.75 |
58.75 |
13 |
| МГС80 |
7 |
Зона секции №6 |
6 |
58.75 |
68.5 |
6 |
| МГС80 |
8 |
Зона стыка секции №6 с секцией №7 |
0 |
68.5 |
69.5 |
11 |
| МГС80 |
9 |
Зона секции №7 |
7 |
69.5 |
80 |
5 |
|
Именно на основании этой таблицы происходит процесс аппроксимации
геометрии МГС и формирование таблица сечений (gb_tip_stk_seg).
5.
Расчет геометрических характеристик МГС
Для выполнения силового расчета стойки МГС в ПК «Лира» предусматриваться
аппроксимация конической многогранной стойки на стержневую систему,
состоящию
из конечных элементов 10. Каждый стержень имеет высоту 100 мм и кольцевое
сечение
с диаметром, момент инерции которого совпадает с моментом инерции многогранника
в этом сечении.
Структура данных таблицы расчета геометрических характеристик сечений МГС:
|
N п\п
|
Обозначние поля
|
Тип
|
размер поля
|
|
Описание поля
|
|
1
|
tip_ctk
|
char
|
16
|
0
|
Обозначение
типа МГС(МГС80)
|
|
2
|
Nc
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер сечения
(от 1 до 800 через 100 мм по высоте)
|
|
3
|
otm_seg
|
decimal
|
5
|
1
|
Отметка сечения
по высоте в м (от 0 до 80 через 0.1)
|
|
4
|
Dn_stk
|
decimal
|
9
|
1
|
Наружный
диаметр сечения в см
|
|
5
|
Dv_stk
|
decimal
|
9
|
1
|
Внутренний
диаметр сечения в см
|
|
6
|
Dn_Dv_stk
|
decimal
|
9
|
1
|
Толщина
тонкостенного кольца сечения в мм
|
|
7
|
stroka
|
varchar
|
50
|
1
|
Резервное поле
|
|
8
|
tgA_22
|
decimal
|
9
|
1
|
Тангенс
половины угла разворота грани
|
|
9
|
Rv
|
decimal
|
9
|
1
|
Внутренний
радиус описанной окружности в см
|
|
10
|
Rc
|
decimal
|
9
|
1
|
Средний радиус
описанной окружности в см
|
|
11
|
Rn
|
decimal
|
9
|
1
|
Наружный радиус
описанной окружности в см
|
|
12
|
av
|
decimal
|
13
|
1
|
Внутренняя
ширина грани в смv
|
|
13
|
an
|
decimal
|
13
|
1
|
Наружная ширина
грани в см
|
|
14
|
Fv
|
decimal
|
17
|
1
|
Площадь
по внутреннему радиусу
|
|
15
|
Fn
|
decimal
|
17
|
1
|
Площадь
по наружному радиусу
|
|
16
|
F
|
decimal
|
17
|
1
|
Площадь
многогранника
|
|
17
|
Rvu
|
float
|
8
|
1
|
Уточненный
радиус внутреннего многогранника
|
|
18
|
Fv_24
|
decimal
|
17
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
19
|
Jx2v
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент инерции
внутреннего многогранника
|
|
20
|
P17
|
decimal
|
9
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
21
|
Fv_48
|
decimal
|
17
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
22
|
Jxv
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент инерции
внутреннего многогранника
|
|
23
|
Rnu
|
float
|
8
|
1
|
Уточненный
радиус наружного многогранника
|
|
24
|
Fn_24
|
decimal
|
17
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
25
|
Jx2n
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент инерции
наружного многогранника
|
|
26
|
P27
|
decimal
|
9
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
27
|
Fn_48
|
decimal
|
17
|
1
|
Промежуточный
параметр
|
|
28
|
Jxn
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент инерции
наружного многогранника
|
|
29
|
Jx
|
decimal
|
9
|
1
|
Осевой моменты
инерции сечения МГС
|
|
30
|
Jx2
|
decimal
|
9
|
1
|
Осевой моменты
инерции сечения МГС
|
|
31
|
ix
|
decimal
|
5
|
1
|
Радиус инерции
сечения МГС
|
|
32
|
ix2
|
decimal
|
5
|
1
|
Радиус инерции
сечения МГС
|
6. Силовой расчет МГС по 1-ому и 2-ому предельному состоянию
После определения геометрических характеристик каждого сечения,
эквивалентного
тонкостенной трубы (кольца)
высотой 100 мм определяются весовые и ветровые нагрузки
в каждом сечению.
Весовые нагрузки на стойку
(таблица ras_nagr_tow_vec_gb)
|
№ п/п
|
Обозначение
поля
|
Тип
|
Размер
|
|
Описание
|
|
1
|
n_sec
|
smallint
|
2
|
0
|
Номер сечения
|
|
2
|
Nsos
|
smallint
|
2
|
0
|
Предельное
состояние (1-ое или 2-ое)
|
|
3
|
h
|
decimal
|
5
|
1
|
Отметка сечения
по высоте
|
|
4
|
j_fp
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
перегрузки по собственному весу
|
|
5
|
P1
|
decimal
|
5
|
1
|
Собственный вес
|
|
6
|
Kgor
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент гор
|
|
7
|
Gp
|
decimal
|
5
|
1
|
Погонный вес
гололеда в Н/м
|
|
8
|
j_fG
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
перегрузки по весу гололеда
|
|
9
|
b
|
decimal
|
5
|
1
|
Характеристическое
значение стенки гололеда
|
|
10
|
k2
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
увеличения стенки гололеда по высоте
|
|
11
|
m2
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
уменьшения площади гололедообразования
|
|
12
|
Ao
|
decimal
|
5
|
1
|
Площадь
гололедообразования
|
|
13
|
P2
|
decimal
|
5
|
1
|
Вес гололеда
|
Ветровые нагрузки на стойки
(таблица ras_nagr_tow_wind_gb)
|
№ п/п
|
Обозначение
поля
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
1
|
n_sec
|
smallint
|
2
|
0
|
Номер сечения
|
|
0
|
nj
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер узла для
передачи нагрузки
|
|
0
|
Nsos
|
smallint
|
2
|
1
|
Предельное
состояние (1-ое или 2-ое)
|
|
0
|
h
|
decimal
|
5
|
1
|
Отметка сечения
по высоте
|
|
0
|
Ak
|
decimal
|
5
|
1
|
Площадь
наветренной грани
|
|
0
|
Kgor
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент гор
|
|
0
|
Wo
|
decimal
|
5
|
1
|
Характеристическое
значение ветровой нагрузки в Па
|
|
0
|
j_f
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
перегрузки по ветру
|
|
0
|
Ch
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
увеличения ветра по высоте
|
|
0
|
Crel
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
увеличения ветра по рельефу
|
|
0
|
Cdir
|
decimal
|
9
|
1
|
Коэффициент
увеличения ветра по направлению
|
|
0
|
Cx
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
лобового сопротивления
|
|
1
|
Kp
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
пульсации (СНИП-т.7)
|
|
0
|
v
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
пространственной кореляции
|
|
0
|
f1
|
decimal
|
5
|
1
|
Первая частота
собственных колебаний
|
|
0
|
e
|
decimal
|
5
|
1
|
Параметр для
определения коэффициента динамичности
|
|
0
|
Kdi
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
динамичности
|
|
0
|
Wm
|
numeric
|
5
|
1
|
Значение ветра
с учетом динамической состовляющей
|
Нагрузки
прикладываются к верхнему узлу каждого стержня (высотой 100 мм). Аналогично
определяются нагрузки на нто и
прикладываются к узлам в месте крепления оборудования.
Структура
файла для импорта данных для силового расчета определяется следующими
документами, формируемыми выше
описанными данными из базы данных:
- Документ 0. Наименование башни,
общая характеристика и наименование режимов нагрузки
- Документ 1. Характеристика
стержней - тип конечного элемента, номер жесткости, номер
узла начала стержня, номер узла конца стержня (например -10 1001 1 2)
- Документ 3. Характеристика
жесткостей, конечных элементов (например –1001 S6
20.39E+006
75.09 73.49)
- Документ 4. Координаты узлов
(например - 0.0 0.0 -4.0 )
- Документ 5. Характеристика
степеней свободы узлов для закрепления (например для стойки
закрепляемом в сверленном котловане
(например - /1 1 2 3 4 5 6 /41 3 4 5 6 /)
- Документ 6. Характеристика
нагрузок на узлы - номер узла, направление нагрузки, ссылка
на номер величины значения нагрузке в документе №7 , номер нагрузочного
режима (например - 99 0 3 115 9)
- Документ 7. Значения величин
нагрузок (например - 99 2.76 0)
Выполнив силовой расчет выполняем экспорт, полученных результатов
в базу данных:
-усилия (таблица tip_tow_ster_ten)
|
№ п/п
|
Обозначение
поля
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
1
|
tke
|
smallint
|
2
|
0
|
Тип конечного
элемента
|
|
2
|
nst
|
smallint
|
2
|
0
|
Номер стержня
|
|
3
|
nt
|
smallint
|
2
|
0
|
Номер
глобального режима нагрузок
|
|
4
|
nt_dop
|
smallint
|
2
|
0
|
Номер
дополнительного режима нагрузок
|
|
5
|
N
|
decimal
|
5
|
1
|
Усилия в
стержне для режима нагрузок
|
|
6
|
MK
|
decimal
|
9
|
1
|
Крутящий момент
в сечении
|
|
7
|
MY
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент в
сечении по оси Y
|
|
8
|
MZ
|
decimal
|
9
|
1
|
Момент в
сечении по оси Z
|
|
9
|
QY
|
decimal
|
5
|
1
|
Перерезывающая
сила по оси Y
|
|
10
|
QZ
|
decimal
|
5
|
1
|
Перерезывающая
сила по оси Z
|
- перемещение узлов (таблица tip_tow_xyz)
|
1
|
nt
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер
глобального режима нагрузок
|
|
2
|
nt_dop
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер
дополнительного режима нагрузок
|
|
3
|
nj
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер узла
|
|
4
|
dx
|
decimal
|
9
|
1
|
Перемещение
узла по оси X
|
|
5
|
dy
|
decimal
|
9
|
1
|
Перемещение
узла по оси Y
|
|
6
|
dz
|
decimal
|
9
|
1
|
Перемещение
узла по оси Z
|
7.
Проверка сечений по прочности
Расчетный лист формируется для всех сечений стойки по высоте (через каждые 100
мм).
Данные расчетного листа хранятся в
таблице – tip_tow_klist_mc
|
№ п/п
|
Обозначение
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
1
|
nseg
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер сечения
|
|
0
|
z
|
decimal
|
5
|
1
|
Отметка сечения
по высоте
|
|
0
|
Rc
|
decimal
|
5
|
1
|
Средний радиус
описанной окружности в см
|
|
0
|
F
|
decimal
|
5
|
1
|
Площадь
многогранника в см2
|
|
0
|
Jx
|
decimal
|
9
|
1
|
Моменты инерции
сечения МГС
|
|
0
|
Jx2
|
decimal
|
9
|
1
|
Моменты инерции
сечения МГС относительно y2x2
|
|
0
|
ix
|
decimal
|
5
|
1
|
Радиус инерции
|
|
0
|
ix2
|
decimal
|
5
|
1
|
Радиус инерции
относительно y2x2
|
|
0
|
A
|
decimal
|
9
|
1
|
Площадь листа в
сечении многогранника
|
|
0
|
Aw
|
decimal
|
9
|
1
|
Площадь
многогранника по наружному контуру
|
|
0
|
J
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
Npoi_min
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер точки
сечения МГС для N_min
|
|
0
|
nr_Ry_min
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер режима
для N_min
|
|
0
|
N_min
|
decimal
|
5
|
1
|
Минимальное
значение N из ПК «Лира»
|
|
0
|
MY_min
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
MZ_min
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
Npoi_max
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер точки
сечения МГС для N_max
|
|
0
|
nr_Ry_max
|
smallint
|
2
|
1
|
Номер режима
для N_max
|
|
0
|
N_max
|
decimal
|
5
|
1
|
Максимальное
значение N из ПК «Лира»
|
|
0
|
MY_max
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
MZ_max
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
MK
|
decimal
|
9
|
1
|
|
|
0
|
QZ
|
decimal
|
5
|
1
|
|
|
0
|
QY
|
decimal
|
5
|
1
|
|
|
0
|
Ry
|
decimal
|
5
|
1
|
N/A ± Mx*y/J ± My*x/J
|
|
0
|
[Ry-]
|
decimal
|
9
|
1
|
допустимое
напряжение
|
|
0
|
[Ry%]
|
decimal
|
17
|
1
|
% загрузки по
напряжениям
|
Здесь для каждого сечения, по результатам силового расчета, определяются
максимальные(растяжение) и минимальные усилия(сжатие), а также номера
расчетных режимов нагрузки, для последующего анализа и возможности
изменения нагрузок на башню.
Номер точки сечения МГС зависит от количества граней и определяет
местоположения
точки в принятой системе
координат:
|
Кол.граней
|
№ точ.
|
Kx
|
Ky
|
|
6
|
1
|
0
|
1
|
|
6
|
2
|
0.577
|
1
|
|
6
|
3
|
1.167
|
0
|
|
8
|
1
|
0
|
1
|
|
8
|
2
|
0.414
|
1
|
|
8
|
3
|
1
|
0.414
|
|
8
|
4
|
1
|
0
|
|
10
|
1
|
0
|
1
|
|
10
|
2
|
0.325
|
1
|
|
10
|
3
|
0.809
|
0.588
|
|
10
|
4
|
1.052
|
0
|
|
12
|
1
|
0
|
1
|
|
12
|
2
|
0.268
|
1
|
|
12
|
3
|
0.707
|
0.707
|
|
12
|
4
|
1
|
0.268
|
|
12
|
5
|
1
|
0
|
|
16
|
1
|
0
|
1
|
|
16
|
2
|
0.199
|
1
|
|
16
|
3
|
0.556
|
0.831
|
|
16
|
4
|
0.831
|
0.556
|
|
16
|
5
|
1.052
|
0
|
8. Проверка по касательным напряжениям
Продолжение таблицы – tip_tow_klist_mc
|
№ п/п
|
Обозначение
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
0
|
Rs
|
decimal
|
5
|
1
|
Касательные
напряжения Mk/(2*Aw*t) ± QZ*(Rc ?) * Kx/J ± QY*(Rc ?) * Ky/J
|
|
0
|
[Rs-]
|
decimal
|
5
|
1
|
|
|
0
|
[Rs%]
|
decimal
|
13
|
1
|
% загрузки по
касательным напряжениям
|
|
0
|
Rys
|
float
|
8
|
1
|
Напряжение в
целом SQRT((Ry)? + 3*(Rs)?)
|
|
0
|
[Rys-]
|
decimal
|
13
|
1
|
|
|
0
|
[Rys%]
|
float
|
8
|
1
|
% загрузки по
напряжению в целом
|
9. Проверка местной устойчивости, как стенки элемента коробчатого сечения
Продолжение таблицы – tip_tow_klist_mc
|
№ п/п
|
Обозначение
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
0
|
[F*]
|
decimal
|
5
|
1
|
Условный
коэффициент продольного изгиба
|
|
0
|
[L*]
|
decimal
|
5
|
1
|
Гибкость
|
|
0
|
[L-]
|
decimal
|
5
|
1
|
Условная
гибкость
|
|
0
|
Luw
|
decimal
|
5
|
1
|
Приведенная
гибкость
|
|
0
|
ac
|
decimal
|
5
|
1
|
Средняя ширина
грани
|
|
0
|
a_max
|
decimal
|
5
|
1
|
Допустимая
ширина грани
|
|
0
|
[a%]
|
decimal
|
13
|
1
|
% загрузки по
ширине грани
|
Условный коэффициент продольного изгиба определяется по СНИП II-23-81* таб.72
стр.80 путем обратной
интерполяцией.
10. Проверка местной устойчивости, как замкнутой цилиндрической
оболочки
Продолжение таблицы – tip_tow_klist_mc
|
№ п/п
|
Обозначение
|
Тип
|
размер
|
|
Описание
назначения
|
|
0
|
Kci
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
0.97 – (0.00025 + 0.95 * Ry/E)
|
|
0
|
[Rc/t]
|
decimal
|
5
|
1
|
Отношение
радиуса к толщине
|
|
0
|
c
|
decimal
|
5
|
1
|
Коэффициент
|
|
0
|
[Kci*Ry]
|
decimal
|
5
|
1
|
Промежуточное
значение Kci*Ry
|
|
0
|
[cEt/Rc]
|
decimal
|
5
|
1
|
Промежуточное
значение c*E*[Rc/t]
|
|
0
|
Rcr
|
decimal
|
5
|
1
|
Критическая
сила
|
|
0
|
[Rcr%]
|
decimal
|
13
|
1
|
% загрузки по
критической силе
|
Коэффициент с определяется интерполяцией по таб.31 СНИП II-23-81* в зависимости
от отношения радиуса к толщине
листа.
11. Выводы и перспективы дальнейшего развития
В 2004 г. ООО «ПРОМИК» закончило
разработку программной оболочки «MAST» для
расчета мачт на оттяжках.
Выше изложенная методика расчета свободностоящей башни
на базе МГС может быть реализована
, как продолжение ПО «MAST» с изменением структуры
базы данных принятой ранее.
При разработки ПО возможно использование новых NET
технологий в программировании, в частности
-база
данных Microsoft SQL Server 2005(Ykon)
-Microsoft Visual Studio Net 2005(VB.NET)
-AutoCAD 2006 в среде FrameWork 2 с
использованием
вVB.NET соответствующей библиотеки
типов.