8 (812) 272-44-15
8 (812) 275-36-18
8 (921) 964-94-92

Главная
A+ R A-


Заключение по результатам расчета несущей способности мачты Н=82,725м

Свидетельство о допуске к определенному виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства № П-175-7811015522-01 от 4.10.2013г. Лицензия Госгортехнадзора России №00-ДЭ-012695 от 06.05.2011г.

 

 

 

Заказчик - ООО " ЭЛКОМ СИСТЕМС"

 

Заключение

по результатам расчета несущей способности мачты Н=82,725м, расположенной по адресу: Ленинградская обл., Лужский р-н,

п. Оредеж на дополнительную нагрузку от антенного оборудования ОАО "Ростелеком"

 

Код комплекта 5808/13 –МГС

 

 

Директор к.т.н. Пичугин С.Н.

Ответственный исполнитель Медведев Г.С.

 

 

 

 

 

 

 

8-1_1_29.01.2014

8-1_2_29.01.2014

8-1_3_29.01.2014

 

Введение

Настоящая работа выполнена на основании договора №5808/13 от 14.01.2014г

заключенного между ООО "ЭЛКОМ СИСТЕМС" и ЗАО «БЭСКИТ».

Целью работы является расчет несущей способности мачты Н=82,725м по адресу: Ленинградская обл., Лужский р-н, п. Оредеж с учетом размещения существующих и проектируемых к установке антенн.
В соответствии с программой обследования выполнялись следующие виды работ:

- выявление конструктивных решений мачты;

- расчет элементов мачты на существующие и проектируемые нагрузки;

- составление заключения о несущей способности мачты при установке на мачту дополнительных антенн мобильной связи.

 

Заказчиком были предоставлены материалы:

1. Проект " Расширение сети связи ЗАО "Дельта Телеком". БС по адресу: Ленинградская обл., Лужский р-н, п. Оредеж. СПб, ТЕЛЭКС. 2005г.

 

 

 

 

 

 


1. Конструктивные характеристики мачты.

 

 

Существующая мачта Н=82,725м ( см. Рис. 1.1) расположена в п. Оредеж Лужского района Ленинградской области. Мачта выполнена по типовому проекту ЦНИИ "Проектсталькоснтрукция" №34100-КМ "Типовые опоры РРЛ с базой 2400мм", Москва, 1976г.

Мачта выполнена из четырехгранных решетчатых секций. Длина секций 9000мм и 4500мм. Сечение мачты квадратное со стороной 2400мм. Секции соединены между собой при помощи болтов на фланцевых соединениях.

Мачта оснащена стационарным краном грузоподъемностью 1,5т. Для подъема на мачту имеется вертикальная ходовая лестница. По высоте мачта раскреплена оттяжками, расположенными в двух уровнях. Первый уровень оттяжек расположен на отметке 40,85м. Второй уровень оттяжек расположен на отметке 76,85м. В каждом уровне мачта раскреплена четырьмя канатами диаметром 27мм по ГОСТ 14954-80.

Для поясов мачты использованы уголки 160х160х14. Распорки мачты выполнены из уголков 75х75х6. Раскосы по высоте мачты, за исключением участков в местах крепления оттяжек, выполнены из круглой стали диаметром 30мм. На участках крепления оттяжек между отметками 38,6-43,1м и 74,6-79,1м раскосы выполнены из уголков 75х75х6. Крепление распорок и раскосов к поясам мачты выполнено на сварке через фасонки.

Опирание мачты на фундамент шарнирное.

Промежуточные площадки ходовой лестницы служат диафрагмами жесткости мачты.


8-1_4_29.01.2014re-exposure of  _01

 

Рис. 1.1. Общий вид мачты.

 

2. Антенное оборудование.

 

На мачте установлено следующее антенное оборудование:

 

Тип антенны

Отметка установки, м

Вес, кгс

1. Панельная антенна Andrew UMWD-06517-XDH

84

40

2. Панельная антенна К742272

73,5

40

3. Антенна РРС Andrew VHP-71W, ø=1,8м

67

100

4. Антенна РРС Парабола ø=1,2м

64,4

60

5. Антенна РРС Парабола FH-18, ø=1,2м

60

60

6. Панельная антенна Katherein K741516

74,6

40

7. Панельная антенна К742272

71

40

8. Панельная антенна ALLGON 7218.15

67.4

40

9. Панельная антенна Powerwave 7760

64,7

40

10. Панельная антенна Andrew UMWD-06517-XDH

84

40

11. Антенна РРС Andrew VHP-180a

77

70

12. Панельная антенна К800010213

73,5

40

13. Панельная антенна АРХ18-206517

71

40

14. Панельная антенна Powerwave 7760

68,2

40

15. Панельная антенна ALLGON 7383.02

67,9

40

16. Антенна РРС Парабола, ø=1,2м

64,4

60

17. Антенна РРС Парабола FH-18, ø=1,2м

47,5

60

18. Панельная антенна Andrew UMWD-06517-XDH

84

40

19. Антенна РРС Andrew VHP-180a

77

70

20. Панельная антенна Katherein K741516

74,6

40

21. Панельная антенна Katherein K741516

71,8

40

22. Панельная антенна Powerwave 7760

68,2

40

23. Панельная антенна ALLGON 7383.02

67,9

40

24. Антенна РРС 2 штуки . Парабола,

ø = 0,6м

64,4

120

25. Антенна РРС Парабола Andrew VHPL4-18-IT1B, ø = 1,2м

50

60

 

На мачте планируется к установке следующее антенное оборудование:

 

Тип антенны

Отметка установки, м

Вес, кгс

1. Панельная Антенна А2 Kathrein 742213

57

10

2. Внешний модуль RRU

57

20

3. Панельная Антенна А3 Kathrein 742213

57

10

4. Внешний модуль RRU

57

20

5. Панельная Антенна А1 Kathrein 742213

57

10

6. Внешний модуль RRU

57

20

 


 

 

3. Результаты расчета элементов мачты.

 

Уровень ответственности сооружения в соответствии с Федеральным законом № 384 и Градостроительным кодексом РФ – повышенный. В расчетах значение коэффициента надежности по ответственности принималось равным 1,1.

Расчет мачты производился с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD, предназначенного для численного исследования на ЭВМ напряженно-деформированного состояния и устойчивости конструкций. Расчетная схема определялась по результатам обследования конструкций мачты.

Ветровая нагрузка на элементы башни принималась в соответствии со СНиП [1] для II района с коэффициентом надежности 1,4. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки определялось по формуле:

wm=w0×k×c ,

где w0=30 кг/м2 –нормативное значение ветрового давления для II ветрового района [1];

к –коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте [1];

с –аэродинамический коэффициент.

Аэродинамические коэффициенты для участков решетчатой мачты принимались по схеме 17 Приложения 4 [1]. Площади проекций обдуваемых элементов мачты определялись по фактическим разметам . Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки с учетом коэффициента динамичности определялось в соответствии с п. 6.7 [1]. Расчетное значение гололедной нагрузки принималось в соответствии с п. 7 [1] c коэффициентом надежности по нагрузке равным 1,3. При учете гололедной нагрузки значение ветровой нагрузки принималось равным 25% от нормативного значения.

 

Расчетные ветровые нагрузки на мачту определяем по формулам

СНиП 2.01.07-85*.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки :

wm=w0×k×c

Нормативное значение пульсационной составляющей нагрузки:

wp=wm×x×·n

Определяем аэродинамический коэффициент мачты в соответствии с п.17 Приложения 4 [1].

 

Ак=2,4·82,7=198,5м2

 

Аi= 1,4х(0,16·82,7·2+ (3,3х2х0,03+0,075х2,4)х34)=1,4х39,3=55 м2

 

где 1,4- аэродинамический коэффициент для профилей.

 

Cх=55/198,5=0,28 φ= 39,3/198,5=0,2

Где 39,3м2- площадь сечения элементов мачты.

 

Сt=0,28х(1+0,81)·1=0,51

 

По высоте мачту разбиваем на два участка 0-40м и 40-82,7м. Для каждого участка определяем расчетное значение ветровой нагрузки.

Расчетное значение ветровой нагрузки:

 

W=gf ©(wm+wp) ,

где gf =1,4 –коэффициент надежности по нагрузке ;

wm -нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки;

wp –нормативное значение пульсационной составляющей нагрузки;

Коэффициенты x, , n, k определяем в соответствии с [1]. Тип местности А.

Для участка между отметками 0-40м.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки:

 

wm=30·1,5·0,51=23 кг/м2

 

Нормативное значение пульсационной составляющей нагрузки:

 

wp=23·0,62·2,8·0,82 =33 кг/м2

 

Расчетное значение ветровой нагрузки на мачту:

 

W= 1,4·(23+33)=78 кг/м2

 

Где 1,4- коэффициент надежности по нагрузке.

 

Нагрузка от ветра для узлов мачты каждого блока высотой 9м составит:

 

Р=78·4,9 = 382 кг

 

Где 39,3/8=4,9м2- площадь сечения элементов одного блока мачты, собранной из восьми блоков .

 

Для участка между отметками 40-82,7м.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки:

 

wm=30·1,85·0,51=28 кг/м2

 

Нормативное значение пульсационной составляющей нагрузки:

 

wp=28·0,56·2,8·0,82 =36 кг/м2

 

Расчетное значение ветровой нагрузки на мачту:

 

W= 1,4·(28+36)=90 кг/м2

 

Где 1,4- коэффициент надежности по нагрузке.

 

Нагрузка от ветра для узлов мачты каждого блока высотой 9м составит:

 

Р=90·4,9 = 441 кг

 

Нагрузка на мачту от антенн мобильной связи принималась по проектным данным с учетом фактического веса и площади антенн.

Расчетные ветровые нагрузки определяем по формулам СНиП 2.01.07-85*.

 

Рw=gf ©(wm+wp)·F ,

где gf =1,4 –коэффициент надежности по нагрузке ;

wm -нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки;

wp –нормативное значение пульсационной составляющей нагрузки;

F - площадь антенн.

 

wm=w0×k×c= 30·1,85·1,4= 78 кгс/м2 ,

где w0=30кгс/м2 (табл. 5 [1])–нормативное значение ветрового давления для II ветрового района ;

к = 1,85 (табл. 6 [1]) -коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте для типа местности А;

с = 1,4 (приложение 4 СНиП 2.01.07-85) –аэродинамический коэффициент.

 

wp=wm×x×n= 78·0,56·0,95= 42 кгс/м2 ,

где x = 0,56 (табл. 7[1]) -коэффициент пульсации ветра ;

n= 0,95 (табл. 9[1]) -коэффициент пространственной корреляции.

 

Расчетное значение ветровой нагрузки равно:

 

w=1,4·(78+42)=168 кгс/м2

 

Ветровая нагрузка на антенны, проектируемые к установке на отметке 57м, составит:

 

Р= 168·0,3х3=151кг

Где 0,3м2 – площадь каждой из трех антенн.

3- количество устанавливаемых антенн.

 

Ветровые нагрузки от существующих антенн определялись с учетом фактической площади антенн.

Значения собственного веса элементов мачты определялись по проектным данным.

Определение расчетных усилий в элементах мачты и геометрических характеристик сечений элементов выполнялось по программе "SCAD".

Расчетное сочетание усилий для элементов мачты производилось в соответствии со СНиП [1].

Результаты расчета представлены на Рис. 3.1 - Рис. 3.7.

 

 

8-1_5_29.01.2014

Рис. 3.1. расчетная схема мачты.

8-1_6_29.01.2014

Рис. 3.2. Ветровая нагрузка на элементы мачты (т).

 

8-1_7_29.01.2014

 

Рис. 3.3. Нагрузка на мачту от проектируемых к установке антенн (т).

 

8-1_9_29.01.2014

Рис. 3.5. Вертикальная нагрузка на мачту от существующих антенн (т).

 

8-1_10_29.01.2014

Рис. 3.6. Изменение усилий в мачте при расчетном сочетании нагрузок.

 

8-1_11_29.01.2014

 

Рис. 3.7. Значения усилий (т) в элементах мачты в месте крепления оттяжки на отметке 40,85м.

Проверка поясов и раскосов мачты.

Проверка прочности и устойчивости отдельных элементов мачты проводилась в соответствие требованиям СНиП [2].

Проверяем несущую способность наиболее нагруженного участка пояса мачты расположенного в месте крепления оттяжки первого уровня на отметке 40,85м.

 

Определяем гибкости элементов поясов и раскосов мачты.

 

Схема решетки

8-1_12_29.01.2014

lm = 2,25 м

Ld = 3,3 м

ld = 1,65 м

 

Узел пересечения раскосов

8-1_13_29.01.2014

Крепление решетки: сваркой через фасонку

Пояс: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L160x14

Раскосы: Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93 L75x6

 

 

 

Гибкость пояса 70,923

Максимальная гибкость раскосов 143,35

А) в плоскости грани 143,06

Б) из плоскости грани 143,35

 

Устойчивость элементов определялась по формуле [2] :

 

N/(φ·А)< Rу·γс

Максимальное усилие сжатия в поясе составляет 10,0т. Материал пояса - сталь С245 . Rу= 2450кг/см2. Пояс выполнен из уголка 160х160х14. Площадь сечения А=43,57см2. Радиус инерции сечения i= 3,16см. Гибкость пояса λ=225/3,16=71. Коэффициент продольного изгиба φ=0,75.

 

10000х1.1/(0,75·43,57)= 337 кг/см2 < Rу= 2450кг/см2.

Где 1,1 – коэффициент надежности по ответственности.

Проверяем несущую способность раскосов мачты.

Максимальное усилие сжатия в раскосе 1,95т

Раскосы выполнены из уголков 75х75х6. Материал раскосов - сталь С245 . Rу= 2450кг/см2. Площадь сечения А=8,78см2. Радиус инерции сечения i= 1,48см. Гибкость пояса λ=143. Коэффициент продольного изгиба φ=0,31.

1950х1,1/(0,31·8,78)= 788 кг/см2 < Rу= 2450кг/см2.

Где 1,1 – коэффициент надежности по ответственности.

По результатам расчета установлено, что элементы мачты обладают достаточной несущей способностью для восприятия существующих и проектируемых нагрузок от антенн мобильной связи.

 


 

4. Выводы и рекомендации.

 

По результатам расчета несущей способности мачты Н=82,725м по адресу: Ленинградская обл., Лужский р-н, п. Оредеж с учетом размещения существующих и проектируемых к установке антенн, можно сделать следующие выводы:

- Элементы мачты обладают достаточной несущей способностью для восприятия существующих и дополнительных проектируемых нагрузок от антенн мобильной связи.

 

Рекомендации:

- Установить на мачту дополнительные проектируемые антенны мобильной связи.

 

 

 

 

 

 


Список использованной литературы

 

1. СНиП 2.01.07‑85*. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 36с.

2. СНиП II-23-81*.Стальные конструкции/ Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988-96с.

3. Металлические конструкции. В 3т. Т.3. Специальные конструкции и сооружения. Ред. В.В. Горев. – М.: Высш. Шк. 1999,-554с.

4. РД 45.162-2001. Ведомственные нормы технологического проектирования. Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования.

5. ОСТН-600-93. Отраслевые строительно-технологические нормы на монтаж сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения.

6. ПУЭ 7 издание 2003г. Правила устройства электроустановок.

 

 

 

 


 

 

Приложение 1. Фотоиллюстрации.

 


8-1_14_29.01.2014

Фото 1. Общий вид мачты.

 

8-1_15_29.01.2014

Фото 2. Шарнирное опирание основания мачты на фундамент.

 

8-1_16_29.01.2014

Фото 3. Решетка мачты из уголков между отметками 3,18-7,1м.

 

8-1_17_29.01.2014

Фото 4. Решетка из круглой стали в верхней части мачты.

 

 

 

 

 

 

Login

8 (812) 272-44-15
8 (812) 275-36-18
8 (921) 964-94-92

Яндекс.Метрика