Высотные сооружения Высотными являются те сооружения, в которых высота намного
превосходит размеры в плане (опоры антенных сооружений радио и теле¬
видения, линий электропередач, трубы, водонапорные башни). Высота 
таких сооруж

Высотные сооружения
Высотными являются те сооружения, в которых высота намного
превосходит размеры в плане (опоры антенных сооружений радио и теле¬
видения, линий электропередач, трубы, водонапорные башни).

Высота 
таких сооружений может достигать 3500 м.

Все высотные сооружения
можно подразделить на две группы:
— башни (рис. 13.1, а)
— мачты (рис. 13.1, б, в)
Башня - это высокая конструкция, жестко закрепленная в основании,
работающая как консоль.Мачта - шарнирно опертый на фундамент тонкий ствол, устойчи¬522вость которого обеспечивается оттяжками.Башни надежнее в эксплуатации, занимают меньшую площадь, чем
мачты, но имеют большую металлоемкость.Рис. 3.13.1

Высотные инженерные сооружения
Высотные сооружения преимущественно работают на действие го¬
ризонтальных ветровых нагрузок.

При расчете башен и мачт необходим
учет как статического, так и динамического воздействия ветрового напо¬
ра, большего или меньшего в зависимости от форм и габаритов сооруже¬
ния.

Предпочтение отдается элементам из цилиндрического профиля.

Ветровая нагрузка состоит из средней и пульсационной составля¬
ющих, нормативное давление средней составляющей ветровой нагрузки
определяется по формуле:w = Yf w0 с к (3.13.1)где yf = 1,4 - коэффициент надежности для ветровой нагрузки,
wQ - нормативный скоростной напор ветра, принимаемый по нормам
в зависимости от района строительства,с - аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации
здания. Обычно с = 0,8 для активного давления и с = 0,6 для отсоса,
к - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора в
зависимости от высоты здания и типа местности.

Скоростной напор 
зависит от наличия препятствий, нормами предусмотрены:«А» - местность открытая (лесостепи, побережья озер, морей и т.п.),523«Б» - с препятствиями (города, лесные массивы),«В» - городские районы со зданиями высотой более 25 м.Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки
wp на высоте Z определяется в зависимости от частоты колебаний со¬
оружения. Рассматривая как систему с одной степенью свободы при
fj < fj, где fj - первая частота собственных колебаний, fj - предельное
значение ее, определимwp= w • i • j • v (3.13.2)где i - коэффициент динамичности,
j - коэффициент пульсаций давления ветра на уровне Z,
v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления
ветра.От собственного веса конструкций и оборудования возникают
небольшие напряжения не более 20...25% расчетных. Правильное рас¬
пределение масс по высоте имеет большое значение.

Поэтому башни
уширены внизу (с шириной внизу башни в пределах 1/12...1/6 высоты.


Ширину верхней части башни делают как можно меньше. Зачастую по¬
мимо основных функций, башни выполняют и вспомогательные (осмотр
местности, кафе, рестораны и т.п.). К ним предъявляются повышенные
требования.Одним из самых интересных сооружений является Киевская теле¬
башня (380 м высоты), при монтаже которой был впервые применен метод
подращивания - монтаж велся на нижней отметке начиная с верхних
ярусов. Исключались трудоемкие работы на высоте. Башня состоит из
ступенчатой призматической части и цилиндрической системы.
Проектирование башен начинают с установления габаритов и кон¬
структивных схем башни, используя имеющийся опыт монтажа ранее за¬
проектированных башен. Решетка чаще всего принимается крестовой.Сечения чаще всего круглые трубы или уголки. Наиболее важным
моментом является правильный сбор ветровых нагрузок.

После опреде¬
ления статической составляющей от ветровой нагрузки, нагрузки от
собственного веса и оборудования определяют динамическую состав¬
ляющую ветровых усилий.

При сечении башни в форме правильного
n-угольника продольную силу сжатия определим по формуле:N = 2ЕМ. coscp. / (nri cosa.) - ЕР. / (n cosa) (3.13.3)где EM. - суммарный изгибающий момент в i-м сечении башни,ЕР. - суммарная нагрузка от вышележащей части ствола башни и
оборудования.Прочность и устойчивость поясов и раскосов проверяют по рас¬
четным усилиям как центрально-сжатых, так и центрально-растянутых
стержней.

Ствол башни проверяется на устойчивость как сжато-изо¬524гнутый стержень составного сечения. Проверяют также периоды соб¬
ственных колебаний и производят расчет на резонанс. Монтаж начинают
со сборки монтажных узлов. Наиболее часто применяют фланцевые
соединения узлов башни на болтах. При монтаже используют метод на¬
ращивания с помощью ползучего или самоподъемного крана или метод
подращивания. Возможен монтаж подъема предварительно собранной
башни методом «падающей стрелы». Расчетную схему башни смотри
на рис. 3.13.2Рис. 3.13.2 Расчетная схема башни