1248
.pdfДля подъема на башню предусмотрена лестница-стремянка с корзинчатым ограждением. По всей высоте башни предусмотрены переходные и технологические площадки.
o o 2.1. Теоретические положения по моделированию пространственных
a) бор нагрузок |
|
ферм |
|
|
|
||
Башня должна быть рассчитана, как пространственная консольно- |
|||
стержневая система с использованием программного комплекса «Лира 9.4» с |
|||
учетом постоянных (собственный вес элементов башни, вес оборудования) , |
|||
временных (стат ческая и пульсационная составляющие ветра) и гололедных |
|||
нагрузок. |
|
|
|
Расчетное сопрот вление стали С245 принять Ry = 2450 кг/см2, в соот- |
|||
ветств |
требован ями СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуали- |
||
С |
|
|
|
зированная редакц я СНиП II-23-81*. |
|||
При сборе нагрузок на |
ашню и технологическое оборудование принять |
||
следующ |
коэфф ц енты: |
|
|
- коэфф ц ент надежности по ветровой нагрузке γf=1.4; |
|||
- коэфф ц ент |
|
по нагрузке для постоянных нагрузок (собст- |
|
надежности |
|
венный вес конструкц й и о орудования) γf=1.05; |
|
|
|
|
|||||||
- коэфф ц ент надежности по назначению γn =0.95 (II-й уровень ответ- |
|||||||||||
ственности в соответствии с приложением 7* СНиП 2.01.0785*). |
|
|
|||||||||
a) |
|
б |
|
|
|
|
|
||||
Постоянные нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 2. |
|
|
|
Постоянные узловые нагрузки от с.в. ан- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
тенн, крепления антенн, фидеров |
|||||
|
|
Отм |
Отм при- |
G |
|
G креп. |
|
|
|
|
|
№ |
|
верха |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
сек- |
|
и низа |
А |
G фи- |
G∑, т |
G∑*1.05 |
G/4, |
|
|||
|
ложения |
площ |
антенн и |
|
|||||||
ции |
|
сек- |
силы |
. т |
антен- |
деров |
|
, т |
т |
|
|
|
ны, т |
|
|
|
|
||||||
|
|
ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.612 |
|
|
|
|
|
|
|
|
72.00 |
72.00 |
0.674 |
|
0.000 |
1.286 |
1.350 |
0.338 |
|
|
С-7 |
|
62.00 |
67.00 |
0.462 |
|
0.588 |
0.140 |
1.190 |
1.250 |
0.312 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||
С-6 |
|
62.00 |
57.30 |
0.124 |
|
0.000 |
0.140 |
0.264 |
0.277 |
0.069 |
|
|
52.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С-5 |
|
52.00 |
47.00 |
0.124 |
|
|
0.140 |
0.264 |
0.277 |
0.069 |
|
|
42.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42.00 |
36.75 |
0.974 |
|
|
0.147 |
1.121 |
1.177 |
0.294 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
||
С-4 |
|
31.50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С-3 |
|
31.50 |
27.00 |
0.124 |
|
|
0.133 |
0.257 |
0.270 |
0.067 |
|
|
22.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С-2 |
|
22.00 |
17.00 |
0.124 |
|
|
0.140 |
0.264 |
0.277 |
0.069 |
|
|
12.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С-1 |
|
12.00 |
7.00 |
0.124 |
|
|
0.168 |
0.292 |
0.307 |
0.077 |
|
|
0.00 |
|
|
|
1.200 |
|
0.000 |
0.000 |
0.000 |
|
|
|
|
|
сумма |
2.730 |
|
1.008 |
4.938 |
5.185 |
1.296 |
|
11
Примечание: Собственный вес элементов ствола башни приложить средствами ПК «Лира 9.4».
b) Ветровая нагрузка.
Ветровой напор на ствол башни определить с учетом 1-й формы собственных колебаний по СНиП 2.01.07-85. Принять период собств. колеб. 1,101с Первая частота собственных колебаний f1=0,908Гц.
c) Гололедная нагрузка. |
|||||
С |
|||||
Гололедный район III (третий) |
|||||
Нормативное значение поверхностной гололедной нагрузки |
|||||
i/ |
bk 2 g , |
||||
где b – толщ на стенки гололеда, мм, принят по табл.11 [2], b=10 мм; |
|||||
k – коэфф ц ент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда |
|||||
по высоте. Пр нять по табл. 13 [2]. |
|||||
2 |
- коэфф ц ент, учитывающий отношение площади поверхности |
||||
элемента, подверженной о леденению, к полной площади поверхности эле- |
|||||
мента. |
б |
||||
2 |
0,6 п.7.2[2]. |
||||
иг кг |
|||||
0,9 |
см3 |
900 |
м3 |
- плотность льда. |
|
g=9.81 м/c2- ускорение сво одного падения; |
|||||
|
|
|
А |
||
f |
1.3- коэффициент надежности по нагрузке для гололедной нагрузки. |
||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
И |
12
Си б А Д И
Рис.2.1. Схема первого загружения (постоянные нагрузки). Собственный вес элементов башни условно не показан. Плоскость ХОZ.
13
Си б А Д И
Рис.2.2. Схема второго загружения (Ветровая нагрузка на грань башни). Изометрия.
14
Си б А Д И
Рис.2.3. Схема третьего загружения (гололедная нагрузка). Изометрия
15
|
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 2 |
||
1) |
В чем заключаются принципиальные отличия нагрузок, действующих |
||
|
на вышку радиосвязи от нагрузок, действующих на каркас одно- |
||
|
этажного промышленного здания. |
||
2) |
колько вариантов ветровой нагрузки должно быть использовано при |
||
|
загружении вышки радиосвязи? Почему? |
||
С |
|
|
|
3) |
Как учитывается при генерации таблицы РСУ наличие нескольких ва- |
||
|
риантов приложения ветровой нагрузки? |
||
4) |
Как создаются блоки в ПК «Лира 9.6». Как используются блоки при |
||
|
создан |
геометрической схемы вышки радиосвязи? |
|
списка |
|||
5) |
Для чего задан е жёсткостей элементов в модели вышки радиосвязи |
||
|
рац ональнее делать для каждого блока отдельно? |
||
6) |
Как удал ть |
х |
жесткостей неиспользуемые жесткости? |
7) |
Вар анты модел рования сосредоточенных масс от технологического |
||
|
оборудован |
||
|
|
|
я (антенн) и оборудования, предусмотренного для экс- |
|
плуатац |
вышки радиосвязи? |
|
8) |
Как м т пом КЭ нео ходимо моделировать растяжки? |
||
9) |
Спец ф ка наложение граничных условий 1 рода на рассматриваемую |
||
|
конструкц ю. |
||
|
|
А |
|
10) Мотивация использования КЭ в конкретной расчетной схеме. |
|||
|
|
|
Д |
|
|
|
И |
16
Лабораторная работа №3
Аналитический расчет сетчатого свода с проверкой его численными методами (с использованием ПК Лира 9.6) по заданным исходным данным
|
|
|
|
|
|
|
Задание на лабораторную работу № 3: |
|
||||||
|
|
|
- аналитический расчет заданного сетчатого свода; |
|
|
|||||||||
|
|
|
- обоснование конструктивных элементов сетчатого свода. |
|
||||||||||
|
|
|
- сбор нагрузок (постоянные, временные, кратковременные, технологи- |
|||||||||||
|
|
ческ |
е); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- создан |
геометрической модели фрагмента сетчатого свода с учетом |
||||||||||
|
|
|
всех заданных конструктивных особенностей; |
|
|
|||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
- создан |
КЭ - модели сетчатого свода; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
- задан е гран чных условий; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
- загружен |
е со ственным весом элементов сетчатого свода; |
|
|||||||||
|
|
|
- загружен е постоянными нагрузками; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
- загружен |
е |
|
|
|
нагрузками; |
|
|
|
|||
|
временными |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
- загружен е технологическими нагрузками; |
|
|
|||||||||
|
|
|
- создан е расчетных сочетаний нагрузок; |
|
|
|||||||||
|
|
|
- статический расчет; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
- анализ результатов расчета; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|||||||
|
|
Исходные данные принять по та лице 3.1. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
В |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
№ |
|
|
|
А |
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
Схема |
|
|
|
|
исполне- |
|
Стрела |
|
|
Снего- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
вар |
свода |
Пролет |
|
А |
вой рай- |
Ветровой |
|||||||
|
|
ние |
подъема, |
Н, м |
||||||||||
|
|
Рис 3.1 |
|
L, м |
|
|
|
|
м |
|
он |
район |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
а |
|
18 |
|
|
сборный |
1/2 L |
3,0 |
I |
II |
|||
|
2 |
б |
|
21 |
|
|
монолит |
1/3 L |
3,0 |
II |
III |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||||
|
3 |
в |
|
21 |
|
|
сборный |
1/4 L - III |
III |
|||||
|
4 |
б |
|
24 |
|
|
монолит |
1/5 L |
3,5 |
IV |
IV |
|||
|
5 |
в |
|
24 |
|
|
сборный |
1/6 L |
- |
V |
I |
|||
|
6 |
б |
|
18 |
|
|
монолит |
1/6 L |
3,5 |
I |
II |
|||
|
7 |
а |
|
24 |
|
|
сборный |
1/8 L |
3,0 |
II |
III |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||
|
8 |
в |
|
24 |
|
|
монолит |
1/10 L |
- III IV |
|||||
|
9 |
б |
|
18 |
|
|
сборный |
1/2 L |
3,5 |
IV |
I |
|||
|
10 |
а |
|
9 |
|
|
монолит |
1/3 L |
3,0 |
V |
II |
а) |
б) |
в) |
|
|
|||
Рис. 3.1. Типы сводов: а- с затяжами; б, в – без затяжек |
|||
|
17
o 3.1. Теоретические положения по проектированию сетчатых сводов
Пространственная конструкция – конструкция, у которой рабочие эле-
менты находятся не в одной плоскости. Поэтому при расчете принимается во внимание работа несущих элементов в различных плоскостях. В пространственной системе разрушение элемента к разрушению конструкции не приводит.
СПо способу оп ран я:
По форме поверхности:
-цилиндрические (своды, оболочки)
- складчатые (своды), -сфер ческ е.
ченияривается как 2-х ли 3-х шарнирная арка постоянной жесткости, площадь сеарки равна площади сечения двух косяков, момент инерции арки при-
-распорные (распертые на продольные стены), - безраспорные (на торцевые стены)
По степени жесткости: - сплошные, -сетчатые.
Расчет свода ведется на полосу шириной в шаг сетки. Полоса рассмат-
нимается моменту нерции косяка.
|
|
А |
|
|
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 3 |
||
1) |
В чембзаключаются осо енности приложения нагрузок на сетчатый |
||
|
свод? |
|
|
2) |
В чем заключается расчет свода по первой группе предельных состоя- |
||
3) |
ний? |
|
Д |
Особенности приложения и определения ветровой нагрузки. |
|||
4) |
Нужно ли учитывать температурные деформации при моделировании |
||
|
сетчатого свода? |
|
|
5) |
Моделирование сосредоточенных нагрузок на сетчатый свод (от осве- |
||
|
тительного и технологического оборудования) |
||
6) |
|
|
И |
Как обеспечивается пространственная жесткость рассматриваемой кон- |
|||
|
струкции? |
|
|
7) |
Как были заданы граничные условия 1 рода? |
||
8) |
Какие типы КЭ были использованы при создании КЭ модели свода? |
||
9) |
Использовались ли КЭ пластинчатого типа? Почему? На каком участке |
||
|
схемы? |
|
|
10) Как обеспечивается совместная работа в КЭМ стержневых и пластинчатых КЭ?
18
Лабораторная работа № 4
Аналитический расчет сетчатых оболочек с проверкой его численными методами (с использованием ПК «Лира 9.6») по заданным исходным данным.
Задание на лабораторную работу № 4:
- аналитический расчет заданной сетчатой оболочки; - сбор нагрузок (постоянные, временные, кратковременные, технологи-
ческ е); - модел рован е геометрической схемы сетчатой оболочки средствами
ПК «Л ра 9.6»; - задан е гран чных условий 1 рода;
- назначен е сечений элементов; - загружен е со ственным весом элементов;
- загружен е постоянными нагрузками; - загружен е временными нагрузками;
- загружен е технологическими нагрузками; - создан е расчетных сочетаний нагрузок; - анал з результатов расчета;
- проверка элементов сетчатой оболочки по первой, второй группе предельных состояний.
-сравнение вариантов расчета сетчатой оболочки МКЭ и аналитически.
Исходные данные принять по таблице 4.1.
Таблица 4.1. Исходные данные для расчета сетчатой оболочки |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Тип |
Пролет |
Кол- |
|
|
Кол-во |
Снего- |
|
|
вар |
сетки |
L, м |
во |
Стрела |
Н, м |
эл-тов |
Ветровой |
|
|
|
|
|
про- |
подъема , м |
в дуге |
вой |
район |
|
|
|
|
|
летов |
|
|
n |
район |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
9 |
1 |
2,0 |
3,0 |
4 |
I |
II |
|
2 |
а |
12 |
2 |
2,5 |
3,5 |
5 |
II |
III |
|
3 |
б |
15 |
1 |
2,75 |
3,7 |
6 |
III |
III |
|
4 |
в |
9 |
2 |
1,75 |
4,0 |
7 |
IV |
IV |
|
5 |
а |
12 |
1 |
2,0 |
4,3 |
8 |
V |
I |
|
СибАДИ |
|
|
||||||
|
6 |
б |
15 |
2 |
2,5 |
3,0 |
6 |
I |
II |
|
7 |
в |
18 |
1 |
2,75 |
3,5 |
7 |
II |
III |
|
8 |
а |
9 |
2 |
1,75 |
3,7 |
6 |
IV |
III |
|
9 |
б |
12 |
1 |
2,5 |
4,0 |
5 |
V |
IV |
|
10 |
в |
15 |
2 |
2,75 |
4,3 |
4 |
I |
III |
Схема сетчатых оболочек, количество элементов в дуге n на призматический профиль поперечного сечения свода и схемы сеток для поверхности сводчатых оболочек приведены на рисунках 4.1 – 4.3.
19
С |
Рис.4.1. Схема сводчатой оболочки |
|||
|
n = 5 |
|
n = 6 |
|
n = 4 |
|
|
||
n = 7 |
|
n = 8 |
|
n = 9 |
и |
|
|
|
|
Рис. 4.2. Кол чество элементов в дуге n на призматический профиль поперечного сечения |
||||
|
|
свода |
|
|
б |
|
|
||
а |
б |
|
|
в |
|
|
|
|
|
Рис. 4.3. Схемы сеток для поверхности сводчатых оболочек: а – из |
||||
|
А |
|
||
равноторонних треугольников; б – из ромбов; в – с квадратными ячейками и раскосами |
||||
4.1. Теоретические положения по проектированию сетчатых сводов |
||||
Сетчатые своды обладают широкими возможностями дл образования |
||||
|
|
Д |
||
формы покрытия. Поверхность сетчатых сводов образуется соответсвующим |
||||
|
|
|
И |
изгибом плоской сетки с одинаковыми ячейками. Для образования поверхности сетчатых покрытий используют сетки с различным типом ячеек: треугольными, ромбическими, шестиугольными, квадратными с раскосами. Наиболее жесткими являются воды с сетками из треугольных ячеек и квадратных с раскосами.
свод представляет собой сложную пространствен-ную стержневую систему, точный расчет которой весьма сложен. В практике применяют расчет по приближенно-му методу, точность которого, как показали многочис-ленные опыты, вполне достаточна для использования при проектировании и правильно отражает действительную работу этой конструкции. Этот метод состоит в следующем.
20