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, аэродинамический 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.
