Россия
с 01.01.2000 по 01.01.2022
Санкт-Петербург, Россия
Цель: выявление наиболее рациональных типов сечений с цилиндрической формой поверхности в соответствии с критерием минимизации ветрового воздействия на элемент посредством исследования графика аэродинамических коэффициентов для элементов данного типа сечения, представленного в действующей нормативной документации, и с учетом принятых параметров шероховатости поверхности, значения ветрового давления, а также набора высот относительно поверхности земли. Применение результатов исследований к существующим типам сечений с цилиндрической поверхностью, выполняемых по ГОСТ. Методы: анализ существующей научно-технической литературы, затрагивающей вопрос экспериментальных исследований аэродинамических показателей сечений цилиндрической формы. Рассмотрение аналитических выражений вычисления ветрового воздействия на сечения цилиндрической формы с их последующим преобразованием для получения промежуточных значений. Проведение аппроксимации кривой графика значений аэродинамических коэффициентов. Результаты: разработан метод выявления диапазонов диаметров сечений цилиндрической формы поверхности, расположенных в критической области чисел Рейнольдса. Получена формула определения аэродинамического коэффициента критической области чисел Рейнольдса путем аппроксимации кривой графика аэродинамических коэффициентов, расположенных на границе критической и закритической области чисел Рейнольдса. Выявлена разница между значениями ветрового воздействия на различные диаметры труб, получен финальный график, иллюстрирующий снижение ветрового воздействия на трубы большего диаметра и разницу со значениями ветрового воздействия на трубы меньшего диаметра, которая может достигать 16 %. Практическая значимость: возможность использования выведенного метода для получения наиболее рациональных сечений с цилиндрической формой поверхности по параметру наименьшего ветрового воздействия на элемент с учетом принятых значений шероховатости поверхности и ветрового давления, а также набора высот относительно поверхности земли. Метод позволяет разрабатывать более рациональные и экономичные решетчатые конструкции башенных сооружений благодаря снижению ветрового воздействия на отдельные элементы.
башня, круглый элемент, цилиндрическое сечение, ветровое воздействие, аэро-динамический коэффициент, оптимальные сечения труб, нагрузка, элементы решетки, число Рейнольдса
1. Topology Optimisation of Lattice Telecom- munication Tower and Performance-Based Design Considering Wind and Ice Loads / K. D. Tsavdaridis [et al.] // Structures. 2020. Vol. 27. Pp. 2379–2399. DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.08.010
2. Рекомендации по уточненному динамическому расчету зданий и сооружений на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки. M.: ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, 2000. 45 с.
3. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / В. Н. Гордеев [и др.]; под общ. ред. А. В. Перельмутера. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2014. 588 с.
4. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с изм. № 1–6); утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 03.12.2016 № 891/пр (с изм. и доп.).
5. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения / пер. с англ. Б. Е. Масловой, А. В. Швецовой. М.: Стройиздат, 1984. 358 с.
6. Пичугин С. Ф., Махинько А. В. Нормирование ветровой нагрузки на решетчатые опоры в стандартах разных стран мира // Металлические конструкции. 2009. Т. 15, № 4. С. 237–252.
7. Разработка и верификация многоблочных вычислительных технологий для решения нестационарных задач строительной аэродинамики высотных зданий в рамках подхода URANS / С. А. Исаев [и др.] // Инженерно-строительный журнал. 2013.м№ 1 (36). С. 103–109. DOI:https://doi.org/10.5862/MCE.36.13.
8. Гостеев Ю. А., Обуховский А. Д., Саленко С. Д. Численное моделирование поперечного обтекания пролетных строений балочных мостов // Вестник Донского государственного технического университета. 2018. Т. 18, № 4. С. 362–378. DOI:https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-4-362-378
9. Wind Tunnel Testing of Telecommunication Lattice Towers Equipped With Ancillaries / I. Calotescu [et al.] // Engineering Structures. 2021. Vol. 241. P. 112526. DOI:https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112526
10. Research on Wind Load Characteristics on the Surface of a Towering Precast Television Tower with a Grid Structure Based on Large Eddy Simulation / P. Wu, G. Chen, R. Feng, F. He // Buildings. 2022. Vol. 12, no. 9. P. 1428. DOI:https://doi.org/10.3390/buildings12091428
11. Reconstruction of Dynamic Wind Forces on a Transmission Steel Lattice Tower Using Aeroelastic Wind Tunnel Test Data / W. Zhang [et al] // Engineering Structures. 2023. Vol. 275. P. 115167. DOI:https://doi.org/10.1016/j. engstruct.2022.115167
12. Estimation of Dynamic Wind Forces on a Steel Lattice Tower Based on Generalized Wind Force Spectra / W. Zhang [et al.] // Structures. 2023. Vol. 48. Pp. 1634–1650. DOI:https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.12.073
13. Gust Response Factor of a Transmission Tower Under Typhoon / X. Fu [et al.] // International Journal of Structural Stability and Dynamics. 2020. Vol. 21, no. 01. P. 2150001. DOI:https://doi.org/10.1142/S0219455421500012
14. Соколов А. Г. Металлические конструкции антенных устройств. М.: Стройиздат, 1971. 240 с.
15. Перельмутер А. В. Задачи синтеза в теории сооружений (краткий исторический обзор) // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 2 (55). С. 70– 106.
16. Савицкий Г. А. Основы расчета радиомачт: статистика и динамика. М.: Связьиздат, 1953. 276 с.
17. ГОСТ 10704–91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент (введ. 01.01.1993). М.: Стандартинформ, 2007. 23 с.
