Навантаження та впливи на висотні споруди
Висотні споруди типу башт і щогл відрізняються тим, що для них основним навантаженням є вітрове навантаження, яке різко зростає в міру віддалення від поверхні землі. Порівняно велика гнучкість цих споруд та їх окремих елементів наближає частоту власних коливань конструкції до частоти пульсацій вітрового напору, внаслідок чого конструкція починає активно взаємодіяти з вітровим потоком. Тому, на відмінну від звичайних жорстких будівель, для башт та щогл необхідно враховувати не лише статичний (середній), але й динамічний (пульсаційний) вплив вітрового тиску. Маса конструкції та навантаження від обладнання мають другорядне значення порівняно з вітровим навантаженням.
В загальному навантаження на башти та щогли поділяються на постійні і змінні (тривалі, короткочасні, епізодичні).
До постійних навантажень відносяться: вага постійних частин несучих конструкцій; вага обладнання, без якого споруда не може функціонувати; вплив попереднього напруження елементів конструкцій.
До тривалих навантажень відносяться: вага частин споруди, які в процесі експлуатації можуть змінюватися; вага обладнання, яке може змінювати положення; середні швидкості вітру, при яких найбільш часто можливі коливання споруди.
До короткочасних навантажень належать: вітрові навантаження максимальної інтенсивності; обмерзання; зміна температури; атмосферні опади і відкладання пилу; навантаження від ваги людей т інструментів; монтажні.
Епізодичні навантаження – це сейсмічні; вибухові; викликані поломкою обладнання, обривом проводів та ін.; нерівномірність осідання основ.
Вітрове навантаження визначається за [9].
Найбільш небезпечні напрямки дії вітру на башти та стовбури щогл при розрахунку поясів (напрямок А) і при розрахунку розкосів (напрямок Б) наведені в табл.7.1.
Таблиця 7.1
В таблиці: N1- зусилля в поясах від поздовжньої сили;N2- зусилля в поясах від згинаючого моменту;N3- зусилля в розкосах.
Будуються епюри вітрового навантаження для розрахунку поясів і розрахунку розкосів (рис.17.4).
Рис. 17.4. Епюра вітрового навантаження на башту
Для башт та щогл кругової циліндричної форми (димові труби тощо) вітер може викликати коливання у напрямку, перпендикулярному до потоку. Тому для таких споруд повинна виконуватись перевірка на резонанс.
Навантаження від ваги конструкції і обладнання викликають порівняно невеликі напруження в елементах башт і щогл (до 20…25% розрахункових). Виключення складають водонапірні башти, для яких навантаження від резервуара з водою є основним.