Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Крезенко И. Расчет мачты антенной - файл 1.doc


Крезенко И. Расчет мачты антенной
скачать (1564.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1565kb.06.12.2011 12:46скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...



Расчет мачты

ТМ-36-23.360.00 РР


2003 г.

















ТМ-36-23.360.00 РР
















Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Богатырев







Расчет мачты

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Евграфов
















2

24

Нач.отд.

Богатырев










Н.контр.










Утв.











Содержание
1 Расчетные формулы 3

1.1 Ветровая нагрузка 3

1.2 Устойчивость ствола мачты 4

1.3 Натяжение оттяжек мачты 5

2 Расчет ствола мачты 6

2.1 Расчетные схемы 6

2.2 Расчет трубной стойки 7

2.2.1 Ветровая нагрузка 7

2.2.2 Расчет на устойчивость 7

2.3 Расчет ферменных секций 8

2.3.1 Параметры фермы 8

2.3.2 Участок 4 9

2.3.3 Участок 3 10

2.3.4 Участок 2 11

2.3.5 Участок 1 12

2.3.6 Соединение секций 13

2.3.7 Перекладины 14

3. Расчет оттяжек 15

3.1 Нагрузка от ветра 15

3.1.1 Приведенная нагрузка 15

3.1.2 Узловая нагрузка 15

3.1.3 Нагрузка на анкер 17

3.2 Нагрузка от льда и ветра 17

3.2.1 Приведенная нагрузка 17

3.2.2 Узловая нагрузка 18

3.3 Натяжение оттяжек 18

4 Расчет силовых элементов 20

4.1 Опорный узел 20

4.2 Талреп 21

4.3 Крепление каната 21

5 Монтаж мачты 22

6 Заключение 23

Список использованной литературы 24

1. Расчетные формулы
1.1 Ветровая нагрузка
Полная ветровая нагрузка Pп, i c учетом 1-й формы собственных колебаний:

Pп, i = К Pс, i ,

где К – коэффициент, учитывающий 1-ю форму собственных колебаний;



где - число стандартов нормального распределения, зависящий от суммарного времени эксплуатации и типа ветрового воздействия;

^ Н – пульсационный параметр, зависящий от высоты и типа местности;

А – коэффициент масштаба конструкции;

В1 – спектральный коэффициент, зависящий от отношения f01/V, для 1-й частоты собственных колебаний;

1 – коэффициент, учитывающий несинхронность пульсаций ветрового воздействия;

















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















3

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
 - коэффициент затухания.

По результатам расчетов аналогичных мачтовых конструкций принято:

Кмах = 1,74


Pс, iстатическая ветровая нагрузка на i-й элемент.

Pс, i = Сi Fi qp KH i n,

где Сi – аэродинамический коэффициент проекции i-го элемента на

плоскость перпендикулярную ветровому потоку.

По ОСТ 92-9249-80 при Vх di

50 0,014 = 0,7

50 0,033 = 1,65 < 2,9 м2/с – Сi =1,2

50 0,051 = 2,55

50 0,3 = 15 > 7 м2/с – Сi = 0,7

для плоских элементов Сi = 1,4.

Fi – наветренная площадь, м2;
qp – расчетный скоростной напор, Па.

















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















4

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
По ГОСТ 16350-80 "Климат СССР" скорость ветра ^ 40 м/с и более в Арктическом климатическом районе по результатам четырехсрочных наблюдений была 1 час в году при min tC от –34,9 до –30,0, при этом max плотность воздуха pt = 1,48 кг/м3 (ОСТ 92-9249-80).

qp max = 0,5 pt V2 = 0,5 1,48 502 = 1850 Па

KH i – коэффициент увеличения скоростного напора по высоте (см. ОСТ 92-9249-80).

n – коэффициент перегрузки, n = 1,1 (ОСТ 92-9249-80).
^ 1.2 Устойчивость ствола мачты.
Расчет на устойчивость производится по формулам для сжато-изогнутых стержней.

Напряжение от внецентренного сжатия

,

где: - коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения, зависящий от условной гибкости и приведенного эксцентриситета m1,

,

где - коэффициент длины;

i – радиус инерции;

R – расчетное сопротивление.

,

где - коэффициент влияния формы сечения и эксцентриситета.

















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















5

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
^ 1.3 Натяжение оттяжек мачты.
Расчет оттяжек производится по формулам для гибких нитей.

Приведенная нагрузка на оттяжку

; кг/м,

где g – вес каната на единицу длины (с учетом обледенения), кг/м;

w – давление ветра на единицу длины каната, нормального к направлению ветра;

 - угол наклона оттяжки к горизонту;

 - угол в плане между направлением оттяжки и наветренной оттяжкой, принятой за начало отсчета углов;

 - угол между направлением ветра и наветренной оттяжкой.

Узловая нагрузка при трех оттяжках и = 60



Натяжение оттяжек при изменении исходного состояния



где ^ Е – модуль упругости каната;

F – площадь поперечного сечения каната;

q – скоростной напор ветра;

 - коэффициент температурного удлинения.


















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















7

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
2.2 Расчет трубной стойки
^ 2.2.1 Ветровая нагрузка
Участок 6. КН 6 = 1,275

Рn 6 = 1,74(0,70,30,3+1,210,03)18501,2751,1 = 447 Н = 45,56 кг

Участок 5. КН 5 = 1,265

Труба  511,5; F = 2,33 см2; l = 60 см; w = 2,8 см3; i = 1,755 см




Рn 5 = 1,741,20,60,05118501,2651,1 = 164,5 Н = 16,77 кг

кг/м

кгм

Участок .

Рn51 =1,74[1,20,10,057+1,4(0,150,05+0,0050,45)]18501,261,1= 91,4 Н = = 9,32 кг
^ 2.2.2 Расчет на устойчивость. Участок 5.
кг

Приведенный эксцентриситет m1 = m

= 1,3 – 0,002 = 1,3 – 0,002 68,4 = 1,163



т.к. m1 > 20, то проверки на устойчивость не требуется, расчет только на изгиб (см. выше).


^ 2.3 Расчет ферменных секций

















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















8

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата



2.3.1 Параметры фермы (рис. 2)

Ферма L = 8 2750 =22000; S = 304; a = 360

Труба  33 1,5; I0 = 1,84 см3; i = 1,115 см; F0 = 1,48 см2

Труба  14 1; i = 0,46.



R = 2 h = 207,846; r = 16,5

Ix max = I0 +(2 h)2 F0 +2 (I0 + h2 F0) =

= 1,84+20,7821,48+2(1,84+10,392 1,48) = 964,56 см4

Zmax = 2 h + r = 20,7846 +1,65 = 22,43 см

см3

см; iy min = 14,71 см

;

Длина раскоса (рис. 3)



= 49,82 sin = 0,764;







Площадь цилиндрических элементов 1-й секции.

Fц = 2,750,0333+0,4280,0149+0,2880,01492 = 0,39875 м2

Площадь плоских элементов 1 секции

Fп = 0,005 0,45 2 +0,025 (0,36 – 0,033) 9 = 0,078 м2
2.3.2 Участок 4. КН4 = 1,21.
Ветровая нагрузка

Рn.4 = 1,74 (1,2 0,39875 + 1,4 0,078) 2 1850 1,21 1,1 =

= 5036 Н = 513,4 кгс

кгс/м

кгм

Расчет сил





кг

кг

кг

кг

кг

Предварительно выбираем канат 6,0 – 1960 ГОСТ 2172-80

Pр = 2710 кгс; m = 0,1755 кг/м

кг

Расчет на прочность

кг/см2 < [ ] = 1200

Сжимающее усилие в раскосе

кг
















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















9

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата


Условная гибкость раскоса

;

Напряжение в раскосе

кг/см2 < [ ]

Напряжение в сварочном шве

кг/см2 < [ ]

Расчет на устойчивость

Приведенная гибкость участка



Условная гибкость



Приведенный эксцентриситет



тогда

кг/см2 < [ ]

Допускаемое усилие в 5

кг

кг
2.3.3 Участок 3
Расчет на прочность. КН3 = 1,09

Рn3 = 1,74 0,5877 2 1850 1,09 1,1 = 4536 Н = 462,4 кг

кг/м
















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















10

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата






















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















11

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
кг м

кг

кг

кг

кг

кг

кг



Расчет на устойчивость

Условная гибкость



Приведенный эксцентриситет



тогда





кг
2.3.4 Участок 2
Расчет на прочность. КН2 = 0,965

Рn2 = 1,74 0,5877 2 1850 0,965 1,1 = 4016 Н = 409,4 кг

кг/м

кг




















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















12

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
кг

кг

кг

кг

кг



Расчет на устойчивость.

;



тогда



кг

кг
2.3.5 Участок 1
Расчет на прочность. КН1 = 0,835

Н = 354,2 кг

кг/м

кг м

кг

кг

кг




















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















13

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
кг

кг

кг

кг



Расчет на устойчивость

;



тогда вн 1 = 0,402

кг/см2 < [ ]

[Ny2] = вн1 Fбр R = 0,402 4,44 1200 = 2142 кг > Ny2 = 1756

Ny3 = 2142 – 1756 = 386 кг.
2.3.6 Соединение секций
Наибольшая нагрузка на болты (рис.2)

кг

Болты М10 d1 = 0,83762 , Ст. 35.

кг/см2 < [p ]II = 950



















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















14

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
2.3.7 Перекладины.
Труба 25 15 1,5 (рис. 3); IX = 0,888 см4; WX = 0,7107 см3

Для защемленной балки

кгм

кг/см2 < [ ]

см4

см3

кг/см2 < Т



















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















15

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
3. Расчет оттяжек
^ 3.1 Нагрузка от ветра
3.1.1 Приведенная нагрузка
Скоростной напор при Vmax

кг/м2

Давление ветра на единицу длины

Wв = 1,2 d qmax = 1,2 6 10-3 180 = 1,296 кг/м

Приведенная нагрузка боковая

кг/м
3.1.2 Узловая нагрузка
Узловая нагрузка от ветра в плоскости биссектрисы между оттяжками при Vmax без льда

кг

Суммарная узловая нагрузка узла 4

кг

кг

кг



кг

кг

кг





















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















17

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
3.1.3 Нагрузка на анкер (рис. 4)
кг

кг

Анкер – швеллер № 6,5; Wa = 15 см3; F = 7,51 см2; h = 15 см

кг/см2


^ 3.2 Нагрузка от льда и ветра
3.2.1 Приведенная нагрузка
Толщина корки льда 20 см, скоростной напор ветра 30 кг/м2, t = -5С.

кг

Площадь сечения льда

см2

Объемный вес льда для IV района 0,5 т/м3

кг/м

Нагрузка от собственного веса и льда

кг/м

Наибольшая приведенная нагрузка при угле направления ветра 120 и угле между оттяжками 120 для максимально нагруженной оттяжки в узле 4.





кг/м

Приведенная нагрузка к уравнению гибкой нити (рис. 5)






















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















18

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата


кг/м
3.2.2 Узловая нагрузка
Площадь 1-ой секции при обледенении 20 мм

м2

м2

Приведенная площадь

м2





Узловая нагрузка при обледенении

кг

кг

кг
^ 3.3 Натяжение оттяжек
Т.к. узловая нагрузка от оттяжек U больше, чем узловая нагрузка при Vmax, то за начальное берем состояние при Vmax .

кг/м

Канат 6,1-Г-В-Ж-Н-1860 (190) ГОСТ 3063-80

F = 21,68 мм2; m = 0,186 кг/м; Рпр = 40350 Н; РК = 3593 кг;

Е = 1,88 104 кг/мм2; = 12 10-6;

Допускаемое натяжение при Vmax

кг

кг/м




















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















19

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
Натяжение оттяжки при обледенении



;



кг кг

При t = -5C, обледенении и ветре р = 30 кг/м2 относительное натяжение больше, чем при ветре Vmax = 50 м, р = 180 кг/м2 и t = -35C.

Данные по оттяжкам сводим в таблицу

№ узла

Nк

Ny

[Ny]

 Ny

Nк max в

Nк.л.

Нм

2

426,6

1756

2142

386

444




288

3

616,4

1513

1785

272

650




128

4

680

1022,6

1220

197,4

730

359

93

5

560

483,2

618

135

635




56


Из условия устойчивости мачты монтажное натяжение



Натяжение для узла 4 при Нмонт = 93; t1 = 11C; q1 = 0,186 кг/м и обледенении t2 = -5C; q2 = 1,816 кг/м







кг кг

Стрела провисания при монтаже

м




















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















20

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
Стрела провисания при обледенении

м

Натяжение для узла 4 при Н1 = 93; t1 = 11C; q1 = 0,186 кг/м и Vmax: t2 = -35C; q2 = 1,308 кг/м







кг
4 Расчет силовых элементов
^ 4.1 Опорный узел


кг

В опоре уголок 404; IX = 4,58 cм4; IX1 = 8,53 cм4; Z0 = 1,13 см;

F = 3,08 см2 и планка 550.

Ось изгиба

см

см

Момент инерции

cм4

cм3

кг/см2






















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















21

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
4.2 Талреп
кг

Ст. 25



М 121,75 d1 = 1,0106 см

кг/см2
^ 4.3 Крепление каната
Болты М8. 88. Ст. 35, зак.

Усилие затяжки

кг

Момент затяжки

кгсм

Требуемое количество болтов



Берем 6 болтов.

Планки Ст 3 hmin = 9



см3

Ширина планки

см

Берем b = 3,0 см



















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















22

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
кг/см2


^ 5. Монтаж мачты
Подъем собранной мачты производится краном за проушины между 3 и 4 участками (рис.6). При этом напряжение на 2 участке

кг/м

кгм < M3 max = 317.9

кг/cм2 < [ ]

Напряжение в узле 4:



<M4 max =352.9 кгм

кг/cм2 < [ ]

Расстояние от опорной оси до центра масс



кгм



м

Усилие на оттяжке 5 при отклонении мачты от вертикали на 5

кг



















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















23

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
^ 6. Заключение и выводы.
Расчет показал, что прочность элементов мачты для предельных случаев нагрузки обеспечивается.




















ТМ-36-23.360.00 РР

Лист
















24

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата
Список использованной литературы
1. Агрегаты специального назначения. Методика расчета ветровых нагрузок. ОСТ 92-9249-80.

2. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М. 1962.

3. Климат СССР. ГОСТ 16350-80.

4. Муханов К.К. Металлические конструкции. М. 1963.

5. Нагрузки и воздействия. СНиП 2.01.07-85.

6. Савицкий Г.А. Основы расчета радиомачт. М. 1953

7. Соколов А.Г. Опоры линий передач. Расчет и конструирование. М. 1961.

8. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Под общей ред. М.Н. Рудицина. Минск 1969.

9. Справочник проектировщика металлоконструкций. М. 1995.


Скачать файл (1564.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации