Устойчивость поясов антенных опор

Введение. В статье решаются вопросы устойчивости сжатых поясов решетчатой конструкции как систем в виде неразрезных стержней, состоящих из элементов-панелей. В настоящее время расчетная длина сжатых элементов установлена нормами проектирования для расчета устойчивости без учета изменчивости, обусловленной влиянием многочисленных случайных и системных факторов. Такой подход не стимулирует к совершенствованию конструктивных решений, качеству их исполнения и контролю сооружения. И, самое главное, не позволяет реализовать заложенные нормами резервы несущей способности конструкций. Цель данного исследования – выявление и обоснование резервов несущей способности антенных опор решетчатой конструкции по критерию устойчивости сжатых поясов.

Материалы и методы. Показано, что значения коэффициента расчетной длины установлены нормами с запасом, обусловленным, в частности, обеспечением надежности конструктивных систем сжимаемых элементов. Предлагается рассматривать расчетную длину сжатых элементов как случайную величину. Решается задача по вероятностной оценке свободной (расчётной) длины центрально сжатого элемента как параметра критической силы потери устойчивости. Приведены возможные нормативные и расчетные значения коэффициента расчетной длины, обеспечивающие надежность расчета сжатых поясов антенных опор, принятой в действующих нормах проектирования. Для оценки изменчивости показателей устойчивости ставится задача проведения экспериментальных исследований, в частности, с измерением частот колебаний натурных конструкций. Управляя показателями изменчивости коэффициента расчетной длины можно регулировать не только надежностью, но и запасами несущей способности, предусмотренными нормами проектирования.

Выводы. Предлагаемый подход к расчету на устойчивость позволяет управлять расчетными значениями коэффициента расчетной длины путем контроля статистической изменчивости (коэффициента вариации). При наличии доступных способов измерения показателей описанный в статье подход к расчету сжатых элементов на устойчивость может быть эффективным средством и инструментом совершенствования конструктивных решений, качества их исполнения и контроля сооружения.

1. Мельников Н. П. Антенные сооружения (Башни, мачты, радиотелескопы). М.: Знание, 1969. 48 с.

2. Краснощеков Ю. В. Эффективность антенных опор, возводимых на ограниченной площади // Вестник СибАДИ. No 5 (27). 2012. С. 80–85.

3. Савицкий Г. А. Основы расчета радиомачт. М.: Гос. изд-во по вопросам связи и радио, 1953. 275 с.

4. Павловский В. Ф., Кондра М. П. Стальные башни (Проектирование и монтаж). Киев. Будiвельник, 1979. 198 с.

5. Син Вань Сян. Исследование пространственной формы потери устойчивости верхнего пояса стальной фермы // Труды молодых ученых. Часть 1. СПб: 1998. С. 68–72.

6. Грудев И. Д., Артёмов А. А. Прямой метод расчета сжатых элементов стальных конструкций в составе сооружения // Промышленное и гражданское строительство. 2003. No 6. С. 34–35.

7. Грудев И. Д. Несущая способность сжатых элементов стержневых конструкций. М.: НИУ МГСУ. 2012. 387 с.

8. Горохов Е. В., Васылев В. Н., Алёхин А. М., Ягмур А. А. Анализ конструктивной формы антенных опор радиорелейной связи // Металлические конструкции. 2010. Том 16, No 1. С. 41–50.

9. Атавин И. В., Казакова Ю. Д., Мельников Б. Е. [и др.] Влияние жесткости узлового соединения на механические характеристики стеллажа // Строительство уникальных зданий и сооружений. 8 (71). 2018. С. 1–12.

10. Закурдаева О. Н., Голиков А. В. Повреждаемость антенно-мачтовых сооружений сотовой связи // Строительство уникальных зданий и сооружений. 4 (67). 2018. С. 1–12.

11. Ведяков И. И., Конин Д. В., Олуромбе А. Р. К вопросу об использовании прямошовных труб из сталей повышенной прочности в строительных металлических конструкциях // Вестник НИЦ «Строительство». 2018. No 3(18). С. 102–112.

12. Сабитов Л. С., Бадертдинов И. Р., Чепурненко А. С. Оптимизация формы поперечного сечения поясов трехгранных решетчатых опор // Строительство и архитектура. 2019. Т. 7, No 4. С. 5–8.

13. Зиганшин А. Д., Ахтямова Л. Ш., Сабитов Л. С. [и др.] Численное моделирование конструкций сооружений башенного типа в программных комплексах ANSYS и ЛИРА-САПР // Научно-технический вестник Поволжья. 2021. No 2. С. 65–68.

14. Иоскевич А. В., Савченко А. В. Сравнение ПВК SCAD Oficce и Лира-САПР на примере расчета башни связи // Строительство уникальных зданий и сооружений. 10(25). 2014. С. 7–21.

15. Солодов Н. В., Пешкова Е. В. Исследование устойчивости стержней // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. No 4. С. 25–27.

16. Голиков А. В., Михальчонок Е. А. Определение рациональной конструктивной формы башен сотовой связи // Вестник Рос. ун-та дружбы народов. Сер.: Инженерные исследования. 2019. Т. 20, No 2. С. 163–173.

17. Голиков А. В., Михальчонок Е. А., Мельникова Ю. А. Анализ влияния типа решетки на распределение усилий в элементах башни // Инженерный вестник Дона. 2019. No 4 (55). 53 с.

18. Кользеев А. А. Сравнительная оценка коэффициентов продольного изгиба сжатых стальныхстержней из труб // Известия ВУЗ. Строительство. 2011. No 3. С. 105–110.

19. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций / Пер. с англ. М.: Физматгиз, 1959. 544 с.

20. Райзер В. Д., Кириллов Б. Б. Метод статистических испытаний в расчете антенно-мачтовых сооружений на устойчивость // Стр. мех. и расчет сооружений. 1989. No 6. С. 32–35.

21. Галай В. С. Устойчивость стальных центрально сжатых стержней в методиках СП 16.13330.2011 и EN 1993-1-1 // Alfabuild. 2019. С. 82–91.

22. JCSS Probabilistic Model Code, Zurich: Joint Committee on Structural Safeti, 2001. <www.jcss.byg.dtn.dk>.

23. Давыдов И. И., Чабан В. П. Проблемы диагностики и подходы к расчету стальных конструкций антенно-мачтовых сооружений для мобильной связи. Днепропетровск: ПДАБА. 2008. No 10. С. 28–34.