Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на мачту с многоярусными оттяжками | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 января, печатный экземпляр отправим 3 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №21 (207) май 2018 г.

Дата публикации: 23.05.2018

Статья просмотрена: 893 раза

Библиографическое описание:

Чинько, Е. Д. Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на мачту с многоярусными оттяжками / Е. Д. Чинько. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 21 (207). — С. 99-102. — URL: https://moluch.ru/archive/207/50702/ (дата обращения: 19.01.2021).



Ключевые слова: мачта с многоярусными оттяжками, пульсационная составляющая ветровой нагрузки, динамический расчет, программный комплекс ЛИРА-САПР 2013, линеаризация расчетной схемы.

Для мачт с многоярусными оттяжками пульсационную составляющую ветровой нагрузки в соответствии с [5] необходимо определять динамическим расчетом с учетом s первых форм собственных колебаний, так как вторая частота собственных колебаний меньше предельной. Количество s первых форм собственных колебаний определяется из условия fslims+1. Динамический расчет выполняется в программном комплексе ЛИРА-САПР 2013.

Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки выполняется для мачты четырехгранного сечения, имеющей 5 ярусов оттяжек. Ствол мачты сформирован из секций высотой 6,75 м, размеры поперечного сечения 2,5х2,5 м. Секции являются пространственными фермами. Для предварительного расчета сечение пояса принято из круглых труб размером 245х20 мм, элементы решетки — 121х10 мм. Общий вид мачты представлен на рис. 1, общий вид одной монтажной секции ствола мачты — на рис. 2.

Рис. 1. Общий вид мачты

Рис. 2. Общий вид монтажной секции ствола мачты

В программном комплексе ЛИРА-САПР 2013 расчет на динамическое пульсационное воздействие возможен только в линейной постановке задачи. Мачта с многоярусными оттяжками является геометрически нелинейным сооружением, так как в ней присутствуют гибкие нити — оттяжки. В связи с этим производится линеаризация расчетной схемы мачты, в которой оттяжки заменяются упругими опорами, расположенными в местах крепления оттяжек к стволу мачты [1]. Жесткость упругих опор для каждого яруса оттяжек в горизонтальном направлении вдоль и поперек направления оттяжек вычисляется нелинейным статическим расчетом. Линеаризованная расчетная схема представлена на рис. 3.

Рис. 3. Линеаризованная расчетная схема мачты

Для линеаризованной расчетной схемы предварительно выполняется модальный анализ с целью определения числа s первых форм собственных колебаний, учитываемых при динамическом расчете, и сбор нагрузок. В расчете учитывается 14 первых форм собственных колебаний. Динамический расчет выполняется при действии собственного веса несущих конструкций мачты, веса оборудования, предварительного натяжения оттяжек и статической составляющей ветровой нагрузки. Величина статической составляющей ветровой нагрузки является переменной по высоте мачты и в соответствии с [3] определяется с учетом следующих допущений. Во-первых, нагрузка принимается равномерно распределенной по длине элементов. Во-вторых, для элементов ствола мачты значение нагрузки принимается одинаковым в пределах пролета, а эквивалентная высота принимается равной высоте середины пролета. В-третьих, для оттяжек значение нагрузки принимается одинаковым по всей длине оттяжке в пределах яруса, а эквивалентная высота принимается равной 2/3 высоты оттяжки. Схема задания средней составляющей ветровой нагрузки на расчетную схему представлена на рис. 4.

Пульсационная составляющая определяется только для ветровой нагрузки, действующей на ствол мачты. Для оттяжек в расчете учитывается только средняя составляющая, потому что для гашения вибрации в оттяжках предусматривается установка виброгасителей [4].

Рис. 4. Схема задания средней составляющей ветровой нагрузки на ствол мачты

Далее выполняется задание параметров динамического расчета: из статических загружений формируются динамические и задаются характеристики для расчета на динамические воздействия. На основании статических загружений: собственного веса несущих конструкций, веса оборудования и предварительного натяжения оттяжек, формируются матрицы масс. Параметры расчета на ветровое воздействие с учетом пульсации включают указание числа форм собственных колебаний, учитываемых при расчете, характеристики сооружения и наименование строительных норм.

Литература:

  1. Перельмутер, А. В. Основы расчета вантово-стержневых систем / А. В. Перельмутер. — М.: Стройиздат, 1969. — 192 с.
  2. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра / Центр. науч.-исслед. ин-т строит. конструкций им. В. А. Кучеренко. — М.: Стройиздат. 1978. — 217 с.
  3. СН 376–67 Указания по проектированию металлических конструкций антенных сооружений объектов связи. — М.: Стройиздат, 1968. — 26 с.
  4. СП 16.13330.2016. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23–81*. — М.: [б.и.], 2017. — 145 с.
  5. СП 20.13330.2017. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*. — М.: [б.и.], 2017. — 105 с.
Основные термины (генерируются автоматически): ветровая нагрузка, динамический расчет.


Ключевые слова

мачта с многоярусными оттяжками, пульсационная составляющая ветровой нагрузки, динамический расчет, программный комплекс ЛИРА-САПР 2013, линеаризация расчетной схемы

Похожие статьи

Опыт модификации конструкции антенного сооружения

Расчет ветровых нагрузок, а также прочих нагрузок, задаваемых соответствующими СНиП (снеговые, гололед, сейсмическое нагружение).

Основные термины (генерируются автоматически): основание башни, усиливающая ферма, ветровая нагрузка, динамическая...

Целесообразность применения ветроэнергетических установок...

Ключевые слова: возобновляемая энергетика, ветроэнергетические установки, малая ветровая нагрузка, перспективы применения.

Пример расчета параметров ветроэнергетической установки для... v – скорость ветрового потока до встречи с ротором, м/с.

Принцип пространственной конфигурации башни связи

Недостатки – отличие принимаемых в расчетах законов распределения изгибающих моментов по высоте от реальных и неучет динамической составляющей ветровой нагрузки не позволяет достигнуть больших значений равнопрочности и равноресурсности элементов башни...

Расчет ветро-солнечной установки малой мощности

Расчет мощности инвертора. где Pинврек — рекомендуемая мощность инвертора, суммарная установленная мощность, округлённая в большую сторону, Вт; Pнагробщ — общее потребление нагрузки, Вт-ч

Пример расчета параметров ветроэнергетической установки для...

Определить пик промышленного потребителя энергии не представляет сложности, т.к. изначально известны мощность и график работы каждой единицы оборудования. Вычисление графика потребления и пика мощности частного потребителя энергии может быть проведено с...

Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Ключевые слова: ротор Савониуса, ветрогенератор, ветровой поток, аэродинамика, математическая модель.

Показано, что статические и динамические расчеты находятся в хорошем соответствии с

6) расчет нагрузки на элементы ВЭУ (например, на опоры валов).

Исследования ветроколес с вертикальной осью вращения

...и обеспечивает плавную сбалансированную работу ветроколеса при любых ветровых режимах.

Приемлемый КПД устройства обеспечивается с помощью регулирования нагрузки в

В настоящее время активно... Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Разработка алгоритма расчета аэродинамических сил...

Мощность ветрового потока пропорциональна плотности воздуха, площади поперечного

3. Динамическое давление.

Эффективность ветротурбины определяется как отношение мощности РD, отбираемой на нагрузку, к располагаемой мощности ветрового потока.

Анализ тепловых процессов в электрических сетях

Неопределенности, в динамических исследованиях допустимой нагрузки

Ключевые слова: мощность, солнечные батареи, ветроустановка, расчёт, эффективность.

Ключевые слова: возобновляемая энергетика, ветроэнергетические установки, малая ветровая нагрузка...

Похожие статьи

Опыт модификации конструкции антенного сооружения

Расчет ветровых нагрузок, а также прочих нагрузок, задаваемых соответствующими СНиП (снеговые, гололед, сейсмическое нагружение).

Основные термины (генерируются автоматически): основание башни, усиливающая ферма, ветровая нагрузка, динамическая...

Целесообразность применения ветроэнергетических установок...

Ключевые слова: возобновляемая энергетика, ветроэнергетические установки, малая ветровая нагрузка, перспективы применения.

Пример расчета параметров ветроэнергетической установки для... v – скорость ветрового потока до встречи с ротором, м/с.

Принцип пространственной конфигурации башни связи

Недостатки – отличие принимаемых в расчетах законов распределения изгибающих моментов по высоте от реальных и неучет динамической составляющей ветровой нагрузки не позволяет достигнуть больших значений равнопрочности и равноресурсности элементов башни...

Расчет ветро-солнечной установки малой мощности

Расчет мощности инвертора. где Pинврек — рекомендуемая мощность инвертора, суммарная установленная мощность, округлённая в большую сторону, Вт; Pнагробщ — общее потребление нагрузки, Вт-ч

Пример расчета параметров ветроэнергетической установки для...

Определить пик промышленного потребителя энергии не представляет сложности, т.к. изначально известны мощность и график работы каждой единицы оборудования. Вычисление графика потребления и пика мощности частного потребителя энергии может быть проведено с...

Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Ключевые слова: ротор Савониуса, ветрогенератор, ветровой поток, аэродинамика, математическая модель.

Показано, что статические и динамические расчеты находятся в хорошем соответствии с

6) расчет нагрузки на элементы ВЭУ (например, на опоры валов).

Исследования ветроколес с вертикальной осью вращения

...и обеспечивает плавную сбалансированную работу ветроколеса при любых ветровых режимах.

Приемлемый КПД устройства обеспечивается с помощью регулирования нагрузки в

В настоящее время активно... Методика (математическая модель) расчета энергетических...

Разработка алгоритма расчета аэродинамических сил...

Мощность ветрового потока пропорциональна плотности воздуха, площади поперечного

3. Динамическое давление.

Эффективность ветротурбины определяется как отношение мощности РD, отбираемой на нагрузку, к располагаемой мощности ветрового потока.

Анализ тепловых процессов в электрических сетях

Неопределенности, в динамических исследованиях допустимой нагрузки

Ключевые слова: мощность, солнечные батареи, ветроустановка, расчёт, эффективность.

Ключевые слова: возобновляемая энергетика, ветроэнергетические установки, малая ветровая нагрузка...

Задать вопрос