|
В.4 Характеристики щогл з відтяжками В.4.1 Загальні положення (1) Максимальні сили, що підлягають розгляду при розрахунку елементів щогл і фундаментів, необхідно визначати з урахуванням турбулентності вітра. (2) Такі сили повинні бути результуючою дією еквівалентного статичного навантаження, викликаного середнім вітром з 10-хвилинним осередненням швидкості, а також змінного навантаження від пульсацій. В.4.2 Критерії обґрунтованості застосування статичних методів (1) Зазвичай статичні методи застосовуються при визначенні максимальних сил в елементах щогли (див. п. В.4.3). Метод динамічних характеристик (див. п. В.4.4) необхідно використовувати тільки для щогл, схильних до значної реакції на динамічні дії. (2) Відповідальні за призначенням щогли, руйнування яких викликає значні економічні наслідки або потенційну небезпеку (див. п. 2.3), необхідно додатково перевіряти на динамічну дію вітру, якщо це передбачено в проектних вимогах. (3) При використанні статичних методів розрахунку повинні виконуватися наступні умови: а) загальна довжина будь-якої консолі над ярусом верхньої відтяжки складає менше половини довжини між передостанньою і верхньою відтяжками; b) параметр менше 1, де: |
|
B.4 Response of guyed masts B.4.1 General (1) The maximum forces to be used in the design of mast components and foundations should be calculated with due allowance for the response to wind turbulence. (2) Such forces should represent the resultant effect of an equivalent static loading due to wind of speed equal to the appropriate 10 minute mean value, acting only in the wind direction, and fluctuating loading both downwind and, where relevant, crosswind due to gustiness. B.4.2 Criteria for static methods (1) Generally static analysis procedures can be used to determine the maximum forces in the members of a mast (see B.4.3). Only for masts which may be prone to significant dynamic response is it necessary to undertake dynamic response methods (see B.4.4). (2) The design of major masts whose economic consequences of failure or potential hazards resulting from failure are high (see 2.3) should be checked by dynamic response procedures if required by the project specification. (3) The following criteria should be satisfied for the static analytical procedures to be used: a) any cantilever has a total length above the top guy level of less than half the spacing between the penultimate and top guys; b) the parameter is less than 1, where: |
|
(B.21a) |
||
|
при: |
|
with: |
|
(B.21b) |
||
|
де: ‑ кількість ярусів відтяжок; ‑ площа поперечного перерізу відтяжки в ярусі кріплення ; ‑ модуль осьової пружності відтяжки в ярусі кріплення ; ‑ довжина відтяжки в ярусі кріплення ; ‑ кількість відтяжок, закріплених в ярусі кріплення ; ‑ висота ярусу кріплення i над основою щогли; ‑ нахил відтяжки до горизонталі в ярусі кріплення ; ‑ модуль пружності щогли; ‑ середній момент інерції щогли при згині; ‑ середня відстань між ярусами кріплення відтяжок. с) параметр менше 1, де: |
|
where: the number of guy levels; the cross sectional area of guy at level ; the elastic axial modulus for guy at level ; the length of guy at level ; the no. of guys attached at level ; the height above the mast base of the ith guy level; the slope of the guy chord at level to the horizontal; the elastic modulus for the mast; the average mast bending inertia; the average span between guy levels. c) the parameter is less than 1, where: |
|
(B.21) |
||
|
‑ середня маса на одиницю довжини стовбура щогли, включаючи допоміжні пристрої (кг/м); ‑ середня ширина грані щогли (м); ‑ середня швидкість вітру на вершині щогли (м/сек); ‑ середній загальний аеродинамічний опір за А.2 (м2/м); ‑ висота щогли, включаючи консоль, за наявності (м). (4) Якщо яке-небудь з умов п. (3) не виконано, необхідно використовувати спектральний метод аналізу (див. В.4.4). В.4.3 Еквівалентні статичні методи В.4.3.1 Загальні положення (1) Для визначення динамічних характеристик щогл щодо вітрових навантажень необхідно провести розрахунок щогли за серіями статичних схем локальних навантажень на основі середнього навантаження, в сукупності з вітровими локальними навантаженнями Застосування цього методу вимагає виконання декількох статичних розрахунків вітру щодо кожного даного напряму; результати повинні бути скомбіновані для забезпечення максимальної характеристики. (2) Максимальні зусилля в щоглах симетричного перерізу із в’язами жорсткості у вигляді трикутних граток, без допоміжних пристроїв або з такими, що розташовані симетрично до даного напряму вітру, не схильні до динамічної чутливості (див. п. В.4.7), виводяться на підставі п. В.4.3.2. (3) Щодо щогл з допоміжними пристроями, розташованими несиметрично до даного напряму вітру, необхідно визначати додаткові сили, що діють унаслідок ефекту вихрового збудження, у відповідності з п. В.4.3.2.8. В.4.3.2 Випадки навантаження, що підлягають розгляду В.4.3.2.1 Середнє вітрове навантаження (1) Вітрове навантаження при напрямі вітру на щоглу в результаті впливу середнього вітру приймається, як: |
|
the average mass per unit length of the mast column including ancillaries (kg/m); the average face width of the mast (m); the mean wind speed at top of mast (m/sec); the average total wind drag obtained from A.2 (m2/m); the height of mast, including cantilever if present (m). (4) If any of the criteria in (3) are not satisfied, then the spectral analysis method (see B.4.4) should be followed. B.4.3 Equivalent static methods B.4.3.1 General (1) To allow for the dynamic response of masts to wind loading the mast should be analysed for a series of static ‘patch’ loading patterns based on the mean loading augmented by wind load ‘patches’. This procedure requires several static wind analyses for each wind direction considered, the results being combined to provide the maximum response. (2) For masts of symmetrical structural cross section with triangulated bracing, either without ancillaries or with ancillaries symmetric in the wind direction being considered, and are not likely to be dynamic sensitive (see B.4.7), the maximum forces should be derived in accordance with B.4.3.2. (3) For masts containing ancillaries which are unsymmetric in the wind direction being considered, the additional forces due to cross wind effects should be determined in accordance with B.4.3.2.8. B.4.3.2 Load cases to be considered B.4.3.2.1 Mean wind loading (1) The wind load in the direction of the wind on the mast column due to the mean wind should be taken as: |
|
(B.22) |
||
|
де: ‑ коефіцієнт вітрового навантаження конструкції (і допоміжних пристроїв за наявності) при напрямі вітру на дану секцію щогли на висоті метрів від рівня землі будмайданчика, визначений відповідно до п. В.4.2. (2) Навантаження приймаються, як діюче на рівні центру площ граней (включаючи допоміжні пристрої за наявності) в межах висоти секції. (3) Вітрове навантаження на відтяжки FGW, перпендикулярне відтяжкам в площині, що містить відтяжку і напрям вітру, в результаті впливу середнього вітру приймається, як: |
|
where: is the wind force coefficient of the structure (and any ancillaries if present) in the direction of the wind over the mast section concerned, at a height metres above the site ground level, determined in accordance with B.4.2 (2) The loads should be taken as acting at the level of the centre of areas of faces (including ancillaries if present) within the section height. (3) The wind loading on the guys, FGW, normal to the guys in the plane containing the guy and the wind, due to the mean wind should be taken as: |
|
(B.23) |
||
|
де: ‑ коефіцієнт вітрового навантаження даної відтяжки, визначений відповідно до п. В.2; (4) Якщо використовується рівномірне навантаження, то необхідно приймати, як швидкість вітру на висоти кріплення відтяжки до щогли. (5) Ефект навантаження в результаті впливу середнього вітру необхідно визначати для кожного компоненту щогли шляхом геометричного нелінійного статичного аналізу при середньому навантаженні і . В.4.3.2.2 Локальні навантаження (1) Крім середнього навантаження згідно п. В.4.3.2.1 послідовні локальні навантаження додаються таким чином: ‑ на кожен прогін стовбура щогли між сусідніми ярусами кріплення відтяжок (і прогін між базою щогли і першим ярусом); ‑ на консоль, якщо це має значення; ‑ від центру до центру прилеглих прольотів; ‑ від бази до середини висоти першого ярусу кріплення відтяжок; ‑ від середини прольоту між передостанньою і верхньою відтяжкою, якщо відсутня консоль, але якщо це має значення, консоль включається. (2) Така схема наведена на рис. В.4.1. Локальне навантаження визначається за формулою |
|
where: is the wind force coefficient of the guy under consideration determined in accordance with B.2; (4) If a uniform loading is used then should be taken as the wind speed at 2/3 the height of the relevant guy attachment to the mast. (5) The load effects due to the mean wind should be determined for each component of the mast by a geometric non-linear static analysis under the mean loading and . B.4.3.2.2 Patch loads (1) In addition to the mean loading derived from B.4.3.2.1 successive patch loads should be applied as follows: – on each span of the mast column between adjacent guy levels (and the span between the mast base and the first stay level); – over the cantilever if relevant; – from midpoint to mid point of adjacent 'spans'; – from the base to the mid height of the first guy level; – from the mid height of the span between the penultimate and top guy if no cantilever is present, but to include the cantilever if relevant. (2) These are shown in Figure B.4.1. The ‘patch’ load should be taken as: |
|
(B.24) |
||
|
де: ‑ визначається в п. В.4.3.2.1; ‑ коефіцієнт масштабування; ‑ інтенсивність турбулентності, як вказано в п. 4.4 EN 1991-1-4, залежно від особливостей місцевості і орографії. ‑ коефіцієнт орографії, визначається відповідно до EN 1991-1-4. Примітка 1. Коефіцієнт масштабування враховує мультимодальну реакцію щогл з відтяжками. Примітка 2. Значення коефіцієнта масштабування може бути наведене в Національному Додатку. Рекомендоване значення . Примітка 3. З метою спрощення локальне навантаження можуть застосовуватися із значенням z рівним верху локального навантаження при і . |
|
where: is as defined in B.4.3.2.1; is a scaling factor; is the turbulence intensity as given in 4.4 of EN 1991-1-4, depending on the site terrain and the orography. is the orography factor determined from EN 1991-1-4. NOTE 1: The scaling factor accounts for the multi-modal response of guyed masts. NOTE 2: The value of may be given in the National Annex. The value is recommended. NOTE 3: For simplicity uniform patch loads may be used taking z as the height at the top of the patch for and . |
|
Середнє вітрове навантаження Mean wind loading |
Локальне навантаження Patch loads |
|
Рисунок |
В.4.1 – |
Доповнення локальних навантажень |
|
Figure |
B.4.1 – |
Application of patch loads |
|
(3) Ці локальні навантаження повинні розглядатися сумісно із середнім вітровим навантаженням, визначеним згідно п. В.4.3.2.1. (4) Для щогл заввишки до 50 м необхідно розглядати тільки один випадок із середнім і локальним навантаженням. Примітка 1. В таких випадках зсувні в’язи в кожному прольоті повинні проектуватися з урахуванням максимального зсуву (і пов'язаного з ним крученням) в цьому прольоті. Примітка 2. В таких випадках пояси та їх з'єднання в кожному прольоті повинні проектуватися з урахуванням максимального (мінімального) навантаження на пояс в цьому прольоті. Примітка 3. В таких випадках, якщо щогла має консолі, то мають бути враховані: (i) середнє плюс локальне навантаження на консоль і середнє навантаження на щоглу та (ii) середнє навантаження на консоль і середнє навантаження плюс локальне навантаження на щоглу. В.4.3.2.3 Навантаження відтяжок (1) В кожному випадку локального навантаження стовбура щогли, як вказано в п. В.4.3.2.2, вітрові локальні навантаження відтяжок повинні враховуватися в тих же межах, див. рис. В.4.2. Ці локальні навантаження повинні прикладатися перпендикулярно кожній відтяжці в площині, в якій розташовуються відтяжка і напрям вітру: |
|
(3) These patch loads should be applied to the mast, under mean wind loading determined from B.4.3.2.1. (4) For masts up to 50 m height only one case needs to be considered, with the mean and patch load enveloping the mast. NOTE 1: In such cases the shear bracing in each span should be designed for the maximum shear (and associated torsion) in that span. NOTE 2: In such cases the legs and their connections in each span should be designed for the maximum (and minimum) leg load in that span. NOTE 3: In such cases if the mast supports a cantilever, then (i) mean plus patch loading on the cantilever and mean load on the mast and (ii) mean load on the cantilever and mean plus patch loading on the mast should also be considered. B.4.3.2.3 Loading on guys (1) For each patch loading case on the mast column, as given in B.4.3.2.2 patch wind loads, , should be applied within the same boundaries, see Figure B.4.2. These patch loads should be applied normal to each guy in the plane containing the guy and the wind, and taken as: |
|
(B.25) |
||
|
де: ‑ коефіцієнт масштабування; ‑ коефіцієнт вітрового навантаження, перпендикулярного відтяжці в площині, в якій розташовані відтяжка і напрям вітру, визначається згідно п. В.2. Примітка 1. Коефіцієнт масштабування враховує мультимодальну реакцію щогл з відтяжками. Примітка 2. Значення коефіцієнта масштабування може бути наведене в Національному Додатку. Рекомендоване значення . (2) З метою спрощення локальні навантаження можуть бути розподілені по всій висоті даних відтяжок шляхом множення вищезгаданого вітрового навантаження на співвідношення : де: ‑ висота локального навантаження на відтяжці; і ‑ висота кріплення відтяжки до щогли. |
|
where: is a scaling factor; is the wind force coefficient normal to the guy in the plane containing the guy and the wind determined in accordance with B.2. NOTE 1: The scaling factor accounts for the multi-modal response of guyed masts. NOTE 2: The value of may be given in the National Annex. The value is recommended. (2) For simplification the patch loading may be ‘smeared’ over the whole height of the guys in question by multiplying the above wind load by the ratio : where: is the “height” of the patch on the actual guy; and is the height to the attachment of the guy to the mast. |
