Другие воздействия

(1) См. случайные и ударные воздействия в EN 1991-1-7.

Примечание — В Национальном Приложении могут быть приведены данные о выборе случайных воздействий.

(2) Воздействия при изготовлении должны рассматриваться с учетом конструкционной схемы. См. надлежащие сочетания нагрузок и коэффициенты уменьшения в EN 1991-1-6.

Примечание — Может быть рассмотрено ограниченное время для переходных проектных условий.

(3) Необходимо произвести оценку осадки фундамента, где таковая считается необходимой. Может потребоваться особое рассмотрение решетчатых башен на стоечных основаниях, а также неравномерной осадки фундаментов мачты и оттяжек.

(4) Воздействие в результате крепления и анкеровки оборудования для оценки безопасности можно определить в соответствии с EN 795. Если предлагаемый безопасный метод работы требует применения системы рабочего позиционирования или мобильных систем защиты от падения с высоты, точки их крепления должны быть надлежащими, см. EN 365.

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация.

2.3.8 Распределение воздействий

(1) Необходимо учитывать нагрузки по длине элемента, включая ветровые, или собственный вес конструкции, включая постоянные нагрузки на другие закрепленные к нему элементы.

2.4 Проверка предельных состояний по потере несущей способности

(1) См. расчетные значения воздействий и коэффициенты сочетания нагрузок в EN 1990.

Примечание — См. частные коэффициенты воздействий в предельном состоянии по потере несущей способности в Приложении А.

(2) Частные коэффициенты нагрузки от собственного веса и начального натяжения оттяжек должны соответствовать приведенным в EN 1993-1-11.

2.5 Проектирование в комплексе с испытаниями

(1) Необходимо выполнять общие требования, определенные в EN 1990, а также особые требования, изложенные в Разделе 8 данной части 3.1 EN 1993.

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация в отношении конструкций или элементов, подлежащих испытаниям по согласованной полномасштабной программе, см. п. 6.1.

2.6 Прочность

(1) Прочность должна соответствовать оценке усталости (см. Раздел 9) и соответствующей антикоррозионной защите (см. Раздел 4).

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация по расчетному сроку эксплуатации конструкции. Рекомендуется эксплуатационный срок службы 30 лет.

3 Материалы

3.1 Конструкционная сталь

(1) См. требования к конструкционной стали и ее характеристики в EN 1993-1-1 и EN 1993-1-3.

(2) См. требования к вязкости в EN 1993-1-10.

3.2 Соединения

(1) См. требования к болтам и расходным материалам для сварки, а также их характеристики в EN 1993-1-8.

3.3 Оттяжки и арматура

(1) См. требования к тросам, кабелям, проволоке и арматуре, а также их характеристики в EN 1993-1-11.

Примечание — См. также Приложение Г.

4 Прочность

4.1 Допуски на коррозию

(1) Необходимо обеспечить надлежащую антикоррозионную защиту в зависимости от расположения конструкции, срока ее эксплуатации и режима техобслуживания.

Примечание 1 — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация.

Примечание 2 — См. также

— EN ISO 1461 — цинкование

— EN ISO 14713 — напыление металла

— EN ISO 12944 — коррозионная защита с помощью окраски.

4.2 Оттяжки

(1) См. Руководство по коррозионной защите оттяжек в EN 1993-1-11.

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация. Рекомендуются следующие способы защиты:

В зависимости от условий окружающей среды тросы оттяжек изготавливаются из оцинкованных стальных проволок, на которые необходимо наносить еще один защитный слой (смазка или краска). Особое внимание следует обратить на обеспечение совместимости такого защитного слоя со смазочными материалами, применяемыми при производстве тросов.

В качестве альтернативного защитного средства для оцинкованных стальных канатов диаметром до 20 мм можно применять полипропиленовую пропитку. В этом случае дополнительной защиты не требуется, если при возведении и эксплуатации не повреждена оболочка. Необходимо при проектировании обратить внимание на концевые соединения в целях обеспечения надлежащей коррозионной защиты. Неимпрегнированные тросы в оболочке не следует применять из-за риска несвоевременного выявления коррозии.

Полипропиленовое покрытие может быть повреждено молнией.

5 Расчет строительных конструкций

5.1 Моделирование с целью определения результатов воздействий

(1) Внутренние силы и моменты необходимо определять, используя общий расчет упругого деформирования.

(2) См. общий расчет упругого деформирования в EN 1993-1-1.

(3) В расчете можно использовать характеристики сечений брутто.

(4) Необходимо учитывать характеристики деформации оснований при проектировании конструкции.

(5) Если деформация оказывает существенное воздействие (например, в башнях с большой нагрузкой вершины), следует применять теорию второго порядка, см. EN 1993-1-1.

Примечание 1 — На начальной стадии решетчатые опоры можно рассчитывать, используя исходные геометрические данные (теория первого порядка).

Примечание 2 — Расчет мачт и дымовых труб с оттяжками производится с учетом воздействия деформаций в условиях равновесия (теория второго порядка).

Примечание 3 — См. общее выпучивание симметричных мачт в п. Б.4.3.2.6.

(6) Общий анализ мачт и дымовых труб с оттяжками производится с учетом нелинейных характеристик оттяжек, см. EN 1993-1-11.

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация.

5.2 Моделирование соединений

5.2.1 Основы

(1) В общем и локальном анализах конструкции необходимо учитывать характеристики соединений.

Примечание — Порядок анализа соединений приведен в EN 1993-1-8.

5.2.2 Полностью триангулированные конструкции (фермы с треугольной решеткой)

(1) Возможно допущение, что в фермах с треугольной решеткой соединения элементов не развивают моменты. В общем анализе можно допустить, что элементы эффективно закреплены болтовым (шарнирным) соединением.

(2) Соединения должны соответствовать требованиям к номинально болтовым (шарнирным) соединениям

— как указано в п. 5.2.2.2 EN 1993-1-8 или

— как указано в п. 5.2.3.2 EN 1993-1-8.

5.2.3 Нетриангулированные конструкции (неразрезные рамы)

(1) Анализ упругих деформаций должен основываться на допущении полной неразрезности, жестких соединений, соответствующих требованиям п. 5.2.2.3 EN 1993-1-8.

5.2.4 Триангулированные конструкции с учетом неразрезности (неразрезные или полуразрезные фермы)

(1) Анализ упругих деформаций должен основываться на точно предсказуемых расчетных характеристиках «момент-поворот» или «сила-смещение» для используемых соединений.

Примечание — В Национальном Приложении может быть приведена дополнительная информация.

6 Предельные состояния по потере несущей способности

6.1 Общие положения

(1) Применяются следующие частные коэффициенты γ _М:

— сопротивление элемента текучести: γ _{М 0}

— сопротивление элемента выпучиванию: γ _{М 1}

— сопротивление сечения нетто у болтовых отверстий: γ _{М 2}

— сопротивление соединений: см. Раздел 6.4

— сопротивление оттяжек и их креплений: γ _Мg, см. EN 1993-1-11

— сопротивление изоляционных материалов: γ _Мi

Примечание 1 — В Национальном приложении могут быть определены частные коэффициенты γ_М. Рекомендуются следующие численные значения:

γ _{М 0} = 1,00

γ _{М 1} = 1,00

γ _{М 2} = 1,25

γ _Мg = 2,00

γ _Мi = 2,50

Примечание 2 — Коэффициент γ _Мg применяется в отношении оттяжки и соединительной муфты (или иного крепления). Соответствующие стальные штыри, соединения и плиты проектируются с учетом совместимости с оттяжкой и муфтой, поэтому может потребоваться увеличенное значение γ _Мg. См. подробные данные в EN 1993-1-11.

Примечание 3 — В отношении конструкций или элементов, подлежащих типовым испытаниям, или аналогичных конфигураций, которые прошли предварительные испытания, коэффициент γ _М можно уменьшить в зависимости от результатов программы испытаний.

6.2 Сопротивление сечений

6.2.1 Классификация сечений

(1) В отношении мачт и башен применяется классификация сечений, приведенная в п. 5.5.2 EN 1993-1-1.

Примечание — Максимальное соотношение «ширина-толщина» c / t для уголков, указанное в Таблице 5.2 EN 1993-1-1, может быть определено соотношением (h – 2 t)/ t вместо h / t.

6.2.2 Элементы решетчатых опор и мачт

(1) Специальные условия в отношении уголков, соединенных одной полкой, приведены в п. 3.10.3 EN 1993-1-8 (болтовое соединение) или п.4.13 (сварное соединение).

6.2.3 Оттяжки и арматура

(1) См. Прочность оттяжек и арматуры в EN 1993-1-11 и в Приложении Г.

6.3 Сопротивление элементов

6.3.1 Сжатые элементы

(1) Проектирование сжатых элементов решетчатых опор и мачт производится с использованием одного из двух следующих способов:

А) метод в соответствии с условиями Приложений Ж и З;

Б) метод, приведенный в EN 1993-1-1, с учетом эксцентриситетов.

Примечание 1 — Метод, приведенный в EN 1993-1-1, п. Б.1.2(2)Б Приложения Б, может давать консервативные (с запасом) результаты сопротивления продольному изгибу элементов решетчатых опор и мачт.

Примечание 2 — В Национальном приложении может быть сделан выбор метода.

(2) Характеристики эффективного сечения элементов необходимо рассчитывать согласно п. 4.3. EN 1993-1-5.

Примечание 1 — Коэффициент уменьшения ρ для уголка можно определить на основе гибкости с учетом надлежащей ширины сжатой полки следующим образом:

А) равнобокий уголок:

Б) неравнобокий уголок:

и

Примечание 2 — В случае уголков, соединенных одной полкой, коэффициент уменьшения ρ применяется только в отношении присоединенной полки.

Примечание 3 — См. k _σ в EN 1993-1-5. Для полки сжатого уголка k _σ = 0,43.

(3) Крутильная и/или крутильно-изгибная потеря устойчивости подлежат проверке следующим способом:

А) На крутильную потерю устойчивости равнобоких уголков распространяется проверка потери устойчивости пластинки, см. п. (2)

Б) См. данные о разнобоких уголках и других сечениях в п. 6.3.1.4 EN 1993-1-1 и EN 1993-1-3.

(4) См. данные о холодногнутых тонкостенных элементах в EN 1993-1-3.

6.4 Соединения

6.4.1 Общие положения

(1) См. данные о соединениях в EN 1993-1-8.

Примечание — Частные коэффициенты для соединений в мачтах и башнях могут быть приведены в Национальном приложении. Рекомендуются численные значения, приведенные в Таблице 2.1 EN 1993-1-8.

(2) Все болты должны быть защищены от ослабления.

6.4.2 Фундаментные болты в лобовых плитах (фланцевые соединения)

(1) Если имеется возможность поперечного растяжения фланцевого соединения, необходимо использовать болты с предварительным нагружением.

(2) Минимальный диаметр болта должен составлять 12 мм.

Примечание — В Национальном приложении могут быть приведены дополнительные данные о фланцевых соединениях круглых пустотелых профилей и цилиндрических оболочек. Круглые пустотелые профили: рекомендуется использовать следующий упрощенный метод для растянутых элементов без изгиба, см. Рис. 6.1.

При определении толщины фланца важно определить следующие значения:

а) сопротивление сдвигу фланца по периметру круглого сечения;

б) сопротивление комбинированному сдвигу и изгибу фланца по окружности болтового отверстия. Изгибающий момент (М) может быть принят равным

М = N (D_b – D_i) / 2

где N — сила растяжения в опорной стойке

D_b — диаметр окружности (через центр болтового отверстия)

D_i — диаметр опорной стойки

Рисунок 6.1 — Болтовое фланцевое соединение

При определении сил, действующих на болты, осевая сила N_b

где n — количество болтов

k_p — коэффициент эффекта рычага, принятый, как

k_p = 1,2 для болтов с предварительным нагружением

k_p = 1,8 для болтов без предварительного нагружения

Все болты должны быть с предварительным нагружением с учетом усталости, см. EN 1993-1-8.

6.4.3 Анкерные болты

(1) Если должна учитываться усталость, необходимо предварительное нагружение анкерных болтов. В таких случаях должны применяться надлежащие марки стали, см. EN 1993-1-8.

Примечание — По выбору предварительного нагружения см. также правила эксцентриситета силы рычага, уровни напряженности и т.д. в EN 1993-1-8.

6.4.4 Сварные соединения

(1) См. EN 1993-1-8.

Примечание — См. изготовление в EN 1090.

6.5 Специальные соединения для мачт

6.5.1 Соединение основания мачты

(1) Расчетное напряжение смятия сферического шарнирного соединения должно основываться на нормах проектирования шарнирных опор, см. EN 1337-6.

Примечание — В Национальном приложении могут быть приведены дополнительные данные по эксцентриситетам и предельным значениям давления Герца.

Для проверки соответствия площади зоны сжатия границам опорных деталей, учитывая истинное значение угла поворота секции основания мачты (см. Рис. 6.2) и определения изгибающих моментов, вызванных результирующими эксцентриситетами, при проектировании опоры и нижней секции мачты рекомендуется применять следующие нормы проектирования при определении эксцентриситетов:

Если основание мачты установлено на шаровой опоре, следует принять допущение, что точка контакта перемещается в направлении любого наклона оси мачты, поворачиваясь по опорной поверхности.

Эксцентриситеты e_u и e ₀ (см. Рис. 6.2) определяются следующим образом:

	(6.12а)
	(6.12b)

где r ₁ — радиус выпуклой части опоры

r ₂ — радиус вогнутой части опоры

и r ₂ > r ₁

f — наклон оси мачты у основания

при

	(6.13а)
	(6.13b)

Если радиус r ₂ бесконечный, то это плоская поверхность, тогда значение e ₀ принимается равным e ₀ = r ₁ f cosf.

1 — ось мачты; 2 — площадь зоны сжатия

Рисунок 6.2 — Эксцентриситеты, вызванные наклоном основания мачты

(2) Расчет системы подавления скручивания шарнирного соединения основания мачты должен обеспечивать поворот секции основания мачты по горизонтальной оси.

(3) При проектировании мачты необходимо учитывать возможную осадку фундамента ствола и фундаментов оттяжек в случае мачт с жестко заделанным фундаментом.

6.5.2 Соединения оттяжек

(1) Все соединения оттяжек к мачте или фундаментам оттяжек должны обеспечивать свободный поворот оттяжек в горизонтальном и вертикальном направлении, см. EN 1993-1-11.

При проектировании и конструировании соединений необходимо учитывать склонность конструкций с оттяжками к скручиванию под воздействием растягивающей нагрузки.

Примечание — Как правило, надлежащая степень свободы горизонтального поворота шарнирных соединений может быть достигнута применением «сферической» формы отверстия под стержень шарнира в пяте. Шаровые опоры могут использоваться в исключительных обстоятельствах.

(2) Все стержни должны быть надлежащим образом закреплены по избежание бокового перемещения при использовании, например, гайкой со шплинтом.

(3) Планку для крепления оттяжки на мачте, а также стальную анкерную плиту фундамента крепления оттяжки необходимо проектировать с учетом поперечного воздействия оттяжки из-за ветровой нагрузки, нормальной к плоскости оттяжки.

(4) Где возможно, необходимо конструировать соединения, обеспечивающие проведение визуального неразрушительного контроля при эксплуатации.

7 Предельное состояние эксплуатационной надежности

7.1 Общие положения

(1) При проектировании большое значение имеют следующие предельные состояния эксплуатационной надежности:

— отклонения и повороты, оказывающие негативное воздействие на эффективную эксплуатацию конструкции, включая надлежащее функционирование антенн или обслуживание;

— вибрация, колебания, вызывающие потерю передаваемого сигнала;

— деформация, отклонения, вибрация, колебания, вызывающие повреждение ненесущих элементов.

Примечание — В Национальном приложении могут быть приведены данные о предельных и ассоциативных значениях γ _М. Рекомендуется значение γ _М = 1,0.

7.2 Отклонения и повороты

7.2.1 Требования

(1) Максимальные отклонения и повороты необходимо определять, используя сочетание характеристических воздействий на конструкцию и вспомогательные устройства.

(2) Отклонения и повороты для мачт и дымовых труб необходимо рассчитывать с учетом воздействий второго порядка, см. EN 1993-1-1, и динамических воздействий.

7.2.2 Определение предельных значений

(1) Определение предельных значений производится совместно с рассматриваемым расчетным случаем.

Примечание — См. мачты с оттяжками в Приложении Б.

(2) В отношении вещательных и осветительных конструкций за рассматриваемые предельные значения принимаются значения горизонтального смещения и поворота верхней части конструкции. Предельные значения для направленных антенн устанавливаются в точке крепления направленной антенны.

7.3 Вибрации

(1) Башни и мачты необходимо проверять на предмет:

— вибраций, вызванных порывами ветра (вызывающими вибрации в направлении ветра);

— вибраций, вызванных вихревыми потоками, в мачтах или башнях с призматическими, цилиндрическими или раскосными элементами или оболочкой (вызывающими вибрации перпендикулярно направлению ветра);

— прогрессирующей неустойчивости (вызывающей вибрации оттяжек);

— вибраций, вызванных воздействием ветра и дождя.

Примечание 1 — См. динамические воздействия в EN 1991-1-1 и в Приложении Б, а также в Приложении Б EN 1993-3-2.

Примечание 2 — Вибрации могут вызвать быстрое развитие усталостных повреждений, см. Раздел 9.

(2) Если прогнозируется, что решетчатые опоры и мачты, или дымовые трубы с оттяжками будут подвергаться вибрациям, вызванным ветром (если при проектировании не будут предприняты иные меры для их снижения), при необходимости следует предусмотреть установку виброгасителей, исходя из опыта.

Примечание — См. Приложение Б EN 1993-3-2.

8 Проектирование в комплексе с испытаниями

(1) Необходимо выполнять условия проектирования в комплексе с испытаниями, приведенные в EN 1990.

(2) Если значения логарифмического декремента конструкционного демпфирования δ _S, приведенные в EN 1991-1-4, считаются неподходящими для решетчатых опор и мачт, состоящих из цилиндрических элементов, поддерживающих или содержащих таковые, можно произвести испытания для определения таких значений.

Примечание — Руководство по определению δ_S приведено в Приложении В EN 1993-3-2.

(3) Типы колебаний более высокого порядка, чем основные, могут иметь важное значение, в частности, для мачт с оттяжками. Это необходимо учитывать при определении надлежащего логарифмического декремента конструкционного демпфирования.

(4) Необходимо также учитывать тот факт, что частота колебаний может меняться в соответствии с условиями нагружения, рассматриваемыми, к примеру, в безветрие или при гололедной нагрузке.

9 Усталость

9.1 Общие положения

(1) При проверке усталости применяются положения EN 1993-1-9.

(2) Необходимо рассмотреть влияние наличия вторичных моментов в решетчатых опорах и мачтах на усталостную прочность, которые еще не учтены.

9.2 Усталостное нагружение

9.2.1 Линейные колебания

(1) Нет необходимости в определении усталостного нагружения решетчатых опор и мачт с оттяжками из-за линейныхколебаний (без учета колебаний, вызванных боковым ветром) в результате воздействия порывистого ветра при условии, что категория деталей элементов конструкции превышает 71 Р/мм².

Примечание — Возможно допущение, что усталостная долговечность конструкций, подверженных линейнымколебаниям (без учета колебаний, вызванных боковым ветром) в результате воздействия порывистого ветра, не превышает 50 лет.

(2) В других случаях необходимо обратить особое внимание на утвержденные детали и предпринятую проверку на усталость.

Примечание — См. проверку на усталость из-за линейных колебаний в EN 1991-1-4. Можно использовать следующий упрощенный метод:

А) Оценка истории усталостного нагружения, вызванного порывистым ветром, производится путем определения ежегодной продолжительности действия средней скорости ветра различных направлений на основе метеорологических отчетов в районе строительной площадки. Затем предполагается, что колебания средней скорости имеют статически нормальное распределение со стандартным отклонением напряжения, соответствующего G / 4 раза напряжению, вызванному ветром средней скорости. Надлежащий поправочный коэффициент ветрового напора можно определить следующим образом:

G = c_e (z) c_sc_d – 1,

где с_е (z) — коэффициент подверженности воздействиям, см. EN 1991-4

с_csc_d — коэффициент прочности конструкции, см. EN 1991-4, выведенный в соответствии с Приложением Б.

Б) Допускается, что диапазон напряжений Δσ _Si может быть в 1,1 раза больше разности напряжения в результате включения поправочного коэффициента ветрового напора G и напряжения в результате воздействия ветра средней скорости в течение 10 минут. Эквивалентное количество циклов N_i можно рассчитать по формуле

N_i = 10⁵ Т / 50 (9.1)

где Т — расчетный срок эксплуатации конструкции в годах.

9.2.2 Вибрации, вызванные вихреобразованием при боковом ветре

(1) Усталостное нагружение башен и мачт с оттяжками, состоящих из призматических, цилиндрических или раскосных элементов, поддерживающих или содержащих таковые, определяется на основе максимальной амплитуды при соответствующем виде колебаний и количестве циклов нагружения N.

Примечание — См. усталостные воздействия в Приложении Д EN 1991-1-4.

9.2.3 Реакция отдельных элементов

(1) Необходимо произвести оценку воздействия бокового ветра на отдельные гибкие элементы.

Примечание — См. усталостные воздействия в Приложении Д EN 1991-1-4. Ограничения гибкости приведенные в Приложении З З.2(1) и З.3.1(3), как правило, достаточны для предотвращения такового воздействия. Увеличение демпфирования колебаний (трение, дополнительные гасители колебаний) является практическим средством подавления таких колебаний в случае их возникновения.

9.3 Усталостная прочность

(1) См. стандарт EN 1993-1-9, в который включена усталостная прочность типовых элементов башен, дымовых труб и мачт с оттяжками.

9.4 Оценка безопасности

(1) Оценка безопасности усталости должна быть произведена согласно п. 8(2) EN 1993-1-9, с использованием формулы

Δσ _E2 = λΔσ _Е (9.2)

Где λ — коэффициент эквивалентности для перевода Δσ _Е на N_c = 2 х 10⁶ циклов;

Δσ _Е — диапазон напряжений, связанный с N циклов (см. п. 9.2), с учетом коэффициента концентрации напряжений, где необходимо.

(2) Коэффициент эквивалентности λ можно определить следующим образом:

(9.3)

где m — наклон кривой S-N.

9.5 Частные коэффициенты усталостной прочности

(1) Частные коэффициенты усталостной прочности должны соответствовать указанным в п. 3(6) и (7), а также 6.2(1) EN 1993-1-9.

Примечание — В Национальном приложении могут быть приведены численные значения γ _Ff и γ _Мf. Рекомендуется γ _Ff = 1,00. См. значения γ _Мf в таблице 3.1 EN 1993-1-9.

9.6 Усталость оттяжек

(1) Проверка усталостного поведения оттяжек производится в порядке, приведенном в EN 1993-1-11.