Наиболее сложным инженерным сооружением являются мачтовые системы — две или несколько мачт одной или разных высот, объединенные горизонтальными и наклонными оттяжками в механически единую систему.

Общие сведения

Антенно-мачтовые сооружения – это высотные сооружение, служащие для установки телевизионных антенн, антенн радиовещания, радиосвязи, радиорелейных линий.

Конструкция

Высотные сооружения для размещения оборудования можно разделить на две большие группы: башни и мачты.

 

 

 

Башни                                                                              Мачты

 

 

Башни, как правило, предоставляют максимальную нагрузочную способность и обладают максимальной ветровой устойчивостью.

 

Мачты, в свою очередь, обычно более быстро возводимы и требуют меньших вложений. Причем высота обоих типов сооружений может достигать 100 метров и более, чего вполне достаточно для нужд сотовой связи.

 

Состоят из ствола, опирающегося на центральный фундамент, оттяжек с анкерными фундаментами. Ствол – чаще решетчатый, призматической формы, трех или четырехгранный. Расстояние между соседними ярусами крепления оттяжек не более 40b – при четырехгранной форме ствола и не более 30b – при трехгранной, где b – ширина ствола.

Трехгранные мачты расчаливают – тремя оттяжками. Четырехгранные – расчаливают в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях, трубчатые мачты – расчаливают 3-мя, 4-мя и более оттяжками. Угол наклона оттяжек близок к 45⁰. В высоких мачтах оттяжки подкрепляют реями (рисунок 1).

Рисунок 1. Основные виды конструктивных схем высотных сооружений.

а) – башня; б) – мачта; 1 – ствол; 2 – оттяжка; 3 – рея; 4 – центральная опора; 5 – анкерная опора.

Анкеры стаканного типа с цинковым сплавом ЦАМ 9-1,5 л. Оттяжки из стальных оцинкованных канатов по группе СС, нераскручивающиеся, одинарной свивки (усилие до 325 кН) или двойной крестовой свивки с металлическим сердечником. После вытяжки усилием, равным 60% от разрывного Е=1,67*10⁵ МПа и Е=1,47*10⁵ МПа.

Наиболее сложным инженерным сооружением являются мачтовые системы — две или несколько мачт одной или разных высот, объединенные горизонтальными и наклонными оттяжками в механически единую систему.

Преимущество мачт

 

• Экономичность мачт по сравнению с башнями в вопросах расхода металла и итоговой стоимости;

• Небольшая масса, соответственно, на фундамент будет меньшая нагрузка;

• Благодаря существенной протяженности ствола мачты есть возможность установки гораздо большего количества оборудования, например, антенн;

• При необходимости можно использовать конструкцию, состоящую из модулей, позволяющую достаточно легко изменять высоту путем изменения количества секций и ярусов оттяжек;

• При изготовлении мачт секции заказчику поступают в готовом виде, что существенно ускоряет и упрощает сборку конструкции;

• Если во время эксплуатации возникла потребность в усилении сооружения, то затраты на укрепление конструкции будут менее значительные и трудоемкие по сравнению с затратами на усиление башен.

Недостатки мачт

Помимо преимуществ у мачт есть и свои недостатки. Главным из которых является ощутимо увеличенная площадь застройки, необходимая не только под саму мачту, но и под оттяжки, помогающие конструкции находиться в вертикальном положении. Помимо этого не стоит забывать о том, что в процессе эксплуатации мачт необходимо будет систематично заниматься регулировкой натяжения тросов-оттяжек

Материалы

Для их изготовления применяют различные конструкционные материалы:

Современная практика строительства антенных сооружений основывается на преимущественном использовании металлов в качестве конструкционных материалов, поскольку это позволяет при сравнительно небольшой собственной массе обеспечить восприятие значительных нагрузок и относительное выполнение конструкциями технологических (радиотехнических) и строительных функций.

Металлические конструкции надежно работают при различных напряженных состояниях и наличии агрессивных эксплуатационных сред, универсальны с точки зрения создания различных конструктивных форм, обладают высокой технологичностью изготовления и монтажа.

Для малоуглеродистых сталей обычного качества обозначение марки включает также условие поставки стали (с гарантией только химического состава — группа Б, с гарантией только механических свойств — группа А, с гарантией в комплексе химического состава и механических свойств — группа В) и способ раскисления стали при ее выплавке («сп» — спокойная, «пс» — полуспокойная, «кп» — кипящая).

В марку стали включают цифру, обозначающую категорию, т. е. сочетание дополнительных гарантий по механическим свойствам: марка ВСтЗсп6 обозначает малоуглеродистую сталь обыкновенного качества, спокойную, поставляемую с гарантией химического состава и механических свойств по пределу текучести, временному сопротивлению, относительному удлинению и с дополнительной гарантией проверки на изгиб в холодном состоянии и ударной вязкости после механического старения. Конкретный перечень свойств, гарантируемый для каждой марки малоуглеродистой стали, приведен в ГОСТ 380—71*.

Сбор нагрузок

Постоянные

- от собственного веса конструкций и веса, установленного оборудования,

- от предварительного напряжения в элементах опоры (оттяжки, гибкие раскосы)

 

Временные

 

- от температурных воздействий в виде перепада температур воздуха

Кратковременные

- от давления ветра,

- от веса осаждающегося льда,

- от совместного действия гололеда с ветром

Особые

- от сейсмических воздействий на опору.

Построение расчетной схемы

Подробное описание построения расчетной схемы, задание нагрузок, определения проектного натяжения канатов, статический расчет, устойчивость, расчет на пульсационный ветер для мачты на оттяжках в программном комплексе для расчета и проектирования строительных конструкций SELENA приведено на сайте: http://selenasys.com/Sample/Mast.aspx

Постоянная нагрузка

Предварительное напряжение в элементах опоры

Ветровая нагрузка (напор)

Ветровая нагрузка (отсос)

Рассмотрим некоторые из них

Особенности

 

Мачты на оттяжках являются достаточно специфическим объектом расчета, который характеризуется следующими особенностями:

 

- нелинейная работа вантовых элементов (оттяжек);

- необходимость задания усилий предварительного напряжения;

- необходимость учета «эффекта силы направленной в полюс» для передачи усилий от оттяжки на ствол;

- критичностью проверок устойчивости равновесия ствола.

Общие сведения

Антенно-мачтовые сооружения – это высотные сооружение, служащие для установки телевизионных антенн, антенн радиовещания, радиосвязи, радиорелейных линий.

Конструкция

Высотные сооружения для размещения оборудования можно разделить на две большие группы: башни и мачты.

 

 

 

Башни                                                                              Мачты

 

 

Башни, как правило, предоставляют максимальную нагрузочную способность и обладают максимальной ветровой устойчивостью.

 

Мачты, в свою очередь, обычно более быстро возводимы и требуют меньших вложений. Причем высота обоих типов сооружений может достигать 100 метров и более, чего вполне достаточно для нужд сотовой связи.

 

Состоят из ствола, опирающегося на центральный фундамент, оттяжек с анкерными фундаментами. Ствол – чаще решетчатый, призматической формы, трех или четырехгранный. Расстояние между соседними ярусами крепления оттяжек не более 40b – при четырехгранной форме ствола и не более 30b – при трехгранной, где b – ширина ствола.

Трехгранные мачты расчаливают – тремя оттяжками. Четырехгранные – расчаливают в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях, трубчатые мачты – расчаливают 3-мя, 4-мя и более оттяжками. Угол наклона оттяжек близок к 45⁰. В высоких мачтах оттяжки подкрепляют реями (рисунок 1).

Рисунок 1. Основные виды конструктивных схем высотных сооружений.

а) – башня; б) – мачта; 1 – ствол; 2 – оттяжка; 3 – рея; 4 – центральная опора; 5 – анкерная опора.

Анкеры стаканного типа с цинковым сплавом ЦАМ 9-1,5 л. Оттяжки из стальных оцинкованных канатов по группе СС, нераскручивающиеся, одинарной свивки (усилие до 325 кН) или двойной крестовой свивки с металлическим сердечником. После вытяжки усилием, равным 60% от разрывного Е=1,67*10⁵ МПа и Е=1,47*10⁵ МПа.

Наиболее сложным инженерным сооружением являются мачтовые системы — две или несколько мачт одной или разных высот, объединенные горизонтальными и наклонными оттяжками в механически единую систему.

Преимущество мачт

 

• Экономичность мачт по сравнению с башнями в вопросах расхода металла и итоговой стоимости;

• Небольшая масса, соответственно, на фундамент будет меньшая нагрузка;

• Благодаря существенной протяженности ствола мачты есть возможность установки гораздо большего количества оборудования, например, антенн;

• При необходимости можно использовать конструкцию, состоящую из модулей, позволяющую достаточно легко изменять высоту путем изменения количества секций и ярусов оттяжек;

• При изготовлении мачт секции заказчику поступают в готовом виде, что существенно ускоряет и упрощает сборку конструкции;

• Если во время эксплуатации возникла потребность в усилении сооружения, то затраты на укрепление конструкции будут менее значительные и трудоемкие по сравнению с затратами на усиление башен.

Недостатки мачт

Помимо преимуществ у мачт есть и свои недостатки. Главным из которых является ощутимо увеличенная площадь застройки, необходимая не только под саму мачту, но и под оттяжки, помогающие конструкции находиться в вертикальном положении. Помимо этого не стоит забывать о том, что в процессе эксплуатации мачт необходимо будет систематично заниматься регулировкой натяжения тросов-оттяжек

Материалы

Для их изготовления применяют различные конструкционные материалы: