Smk_predavanje 1 Antenski Stubovi_rev01

8/13/2019 Smk_predavanje 1 Antenski Stubovi_rev01

1/62

1

SPECIJALNE METALNE

KONSTRUKCIJE

ANTENSKI STUBOVI

2

Namena i funkcija

eline konstrukcije za noenje antena

I same konstrukcije su anteneI noenje antena i antena istovremeno


2/62

3

Statiki sistemi

Tornjevi

Jarboli

Kombinacija predhodna dva tipa

4

Tornjevisu slobodnostojee (konzolne)visoke konstrukcije, ukljetene u temelje.

Jarbolisu konstrukcije slobodno oslonjeneili ukljetene u temelje i ukruene zateznomuadi ankerovanom sa jedne strane u elinukonstrukciju, a sa druge u nezavisne temelje.


3/62

5

Mogu biti reetkasti ili puni nosai

Obino se izvode u reetkastoj izradi manja sopstvena teina konstrukcije

manja napadna povrina vetrom u odnosu napunozidne konstrukcije

Vitke konstrukcije

Dominantno optereenje je optereenjevetrom

6

Tornjevi

Statiki odreeni konzolni nosai

Uglavnom se izvode kao prostorne reetke,obino unutranje statiki neodreene


4/62

7

Tornjevi

Prostorna ukruenja konstrukcije

8

Tornjevi

irina osnove tornjeva je obino jednaka 1/8do 1/15 visine

Nagib zidova konstrukcije tornja je od 1/16 do1/40


5/62

9

Konstrukcije sa paralelnim pojasevima izvode se

samo kod manjih objekata ili u gornjim delovimatornjeva

Kod konzolnih konstrukcija je ekonomino kadapojasevi u uglu imaju konstantan ili kontinualnopromenljiv nagib, to je uobiajeno kod tornjeva

Take preloma lee npr. na paraboli. to je toranj

vii to je vei zahev da se krak sila, formiran odugaonih vertikala prilagodi dijagramu momenatasavijanja

10

Tipovi tornjeva


6/62

11

Kopaonik

12

Klanice i Novi Grad


7/62

13

RTV Pink i RTV B92

14

Meunarodni TK Centar

Beograd


8/62


9/62

17

Loven

18


10/62

19

Pali

20

RTS, Telekom

Besna Kobila


11/62

21

Jarboli

Jarboli se sastoje od vertikalnog tela jarbola iuadi za utezanje

Uad su u osnovi obino postavljena poduglom od 120oo

U vertikalnoj ravni u optem sluaju ih imavie priemu meusobno rastojanje raste sa

poveanjem visine

22

Mogu se aproksimirati sistemomkontinualnog nosaa na elastinim osloncima


12/62

23

Jarboli

U poreenju sa tornjevima jarboli zahtevaju

vie slobodnog prostora za gradnjuJarboli se rade na relativno prostranim i

slobodnim lokacijamaZa vee visine su ekonominiji od tornjeva,

veod visine od oko 40m, a sa poveanjemvisine njihova ekonominost drastino raste

Uad se u toku eksploatacije mogu naknadnozatezati

24


13/62

25

26


14/62

27

28

Karakteristike

Zajednika osobina tornjeva i jarbola je da sudominantno visoki objekti sa lakom noseomkonstrukcijom

Konstrukcije za noenje antena su izloenevremenskim prilikama, zbog toga postojipotreba za dugotrajnom korozionom zatitom


15/62

29

Antikoroziona zatita

Sistem sa premazima, nanose se dvaosnovna i najmanje dva zavrna sloja

esto se koristi i toplo cinkovanje u novijevreme pogotovo

Kod vee agresivnosti koriste se i duplexsistemi antikorozione zatite

30

Kod jarbola uad moraju biti pocinkovana.upljine se nakon montae ispunjavajubitumenskim ili smolastim masama,materijalima koji sadre prah cinka ili olova

Zatvorena spiralna uad su otpornija odotvorenih


16/62

31

Oprema

Podrazumeva se da su tornjevi i jarboli,naroito konstrukcije za noenje antena,opremljene sa gromobranom

Obavezno se montira svetiljka za nonoobeleavanje

Za opsluivanje i penjanje se koristi razna

oprema kao to su penjalice, stepenice ililiftovi sa odgovarajuom zatitom od pada

32

Penjalice

Penjalice se rade, po pravilu sa leobranom

Koriste se i penjalice bez leobrana sasigurnosnim klizaem koji se zakljuava usluaju pada

Vode se po visini tako da najvie na svakih25 m postoji odmorite i, po mogunosti,promena pozicije penjanja


17/62


18/62


19/62

37

38


20/62

39

40


21/62


22/62

43

44

Obeleavanje stuba

Tornjevi i jarboli usled njihove velike visinepredstavljaju opasnost za letilice

Prema zakonu o vazdunom saobraajuuprave za sigurnost letenja neophodno je naovakve konstrukcije postaviti pozicionoosvetljenje vrha antenskog stuba

Antenski stub se farba naizmenino u crvenobelo, pri postojanju uadi na njima moraju

postojati narandasti markeri u oblikuloptastih plastinih tela


23/62

45

Ulazni podaci za projektovanje

Pre poetka projektovanja i izvoenjaelinihkonstrukcija za noenje antena moraju seobezbediti neophodne podloge poloaj podnoja objekta

podaci o opremi

geomehanike karakteristike tla

meteoroloki podaci

46

Antene, njihovi energetski vodovi i izolatori morajubiti definisani masom, aerodinamikim

karakteristikama, geometrijskim merama ipodacima o nainu vezivanja

Od metereolokih podataka treba obezbeditipodatke o rui vetrova, osnovnoj brzini vetra idebljini i gustini leda

Funkcionalni zahtevi se definiu kroz doputena

pomeranja i rotacije antena u horizontalnoj ivertikalnoj ravni


24/62

47

Dispozicija antenskog stuba

48

Dispozicija antenskog stuba


25/62

49

ANALIZA OPTEREENJA

Moraju se uzeti u obzir sledea optereenja:I Osnovna optereenja:

Stalna optereenja

Promenljiva optereenja

II Dopunska optereenja

III Izuzetna optereenja

50

Stalna optereenja

sopstvena teina konstrukcije (ukljuujuipodeste, platforme, penjalice, i ograde)

sopstvena teina elektrine opreme

sopstvena teina antena i opreme za njihovovezivanje

uticaji projektovanih pomeranja oslonaca.


26/62

51

Promenljiva optereenja

teina pokretnih konstrukcionih delovaureaja elektrine opreme, antena i ogledala

teina ureaja za kontrolu, odravanje imontau npr. liftovi i reviziona kolica

optereenje vetrom

52

Dopunska optereenja

teina leda

optereenje vetrom zaleene konstrukcije

opereenje snegom

optereenje podesta i revizionih staza

koncentrisana optereenja na horizontalnetapove

delovanje toplote


27/62

53

Izuzetna optereenja

vetar u izuzetnim sluajevima

led u izuzetnim sluajevima

zemljotres

neeljena pomeranja oslonaca

stanja u montai-demontai

54

Optereenje vetrom

Optereenje vetrom je dominantno optereenjeelinihkonstrukcija za noenje antena

Izraunava se prema standardu JUS U.C7.110/1991.

- gustina vazduha [kN/m2] Vm,50,10 - osnovna brzina vetra [m/s]

kt - faktor vremenskog osrednjavanja kT - faktor povratnog perioda.

( ) 32t10,50,m10,T,m 10kkV2

1q =


28/62

55

Osrednjeni aerodinamiki pritisak vetraiznosi:

Sz - faktor topografije terena

Kz - faktor ekspozicije terena.

][kN/mu 22210,,,, zzTmzTm KSqq =

56

Uticaj hrapavosti terena na profil vetraobuhvaen je faktorom ekspozicije Kz

z - visina u odnosu na podnoje stuba

b, - parametri klase hrapavosti.

=

10

zbKz


29/62

57

Aerodinamiki pritisak vetra

Gz - dinamiki koeficijent

][kN/m2,,,, zzTmzTg Gqq =

58

Odreivanje vrednosti Gz

Redukovana brzina vetra Q iznosi:

n1- frekvencija slobodnih nepriguenihoscilacija konstrukcije u prvom tonu[Hz]

R - rezonantni faktor

B - faktor prostorne korelacije brzine vetra

h visina stuba

2

1

h,T,m

hn

VQ

=


30/62

59

Za b/h0,25 odnosno h/b4:

Za b/h < 0,25 odnosno h/b > 4:

- relativno priguenje oscilovanja konstrukcije S, S' - faktor spektralne energije

=

3/42 Q

S4B

R

=

6/5

2Q

'S4B

R

60

Granina vrednost faktora (R/B)2je 0,5Ako je (R/B)2 < 0,5 konstrukcija je kruta,

dinamiki koeficijent je jednak:

Gz = 1 + 2 gIzB

Ako je (R/B)2 0,5 konstrukcija je vitka,Dinamiki koeficijent se rauna po formuli:

g - udarni koeficijent Iz- intenzitet turbulencije po JUS U.C7.110.,

izraunat za z=h/2

2

zzB

R1BgI21G

++=


31/62

61

Optereenje vetrom

Reetkasti nosai od otroivinih profila

w = qm,T,zGzCfAs

- koeficijent kosog dejstva vetra u odnosu naravan izloenog zida konstrukcije

Cf

- koeficijent sile

62

Izloena povrina

As- povrina projekcije tapova reetke izloenogzida konstrukcije.


32/62


33/62

65

Optereenje vetrom reetki koje se

sastoje od krunocilindrinih profila,izraunava se po formuli:

w = (qm,T,zGz)CwAs

Cw- koeficijent sile Koeficijent sile zavisi od Rejnoldsovog broja,

koeficijenta ispunjenosti i od oblika same reetke

Rejnoldsov broj dat je izrazom:

g

z,T,m

e dV

R

=

66

Dejstvo vetra na antene

Proizvoai antena su duni da dajuprojektantu vrednosti za sile i momente zasve pravce vetra i to za antene sa ledom ibez leda

Podaci su dostupni u katalozima iprirunicima

Neki proizvoai daju i programe za proraun

sila i momenata


34/62

67

Dijagrami vrednosti

koeficijenta sile Cf

68

Grafiki prikaz


35/62


36/62

71

Optereenje ledom

Pored vetra, led predstavlja vanooptereenje za antenske stubove

Stepen zaleenosti (koliina leda) pretenozavisi od lokalne vlanosti vazduha uzimskom polugoditu pri temperaturama oko ineto ispod nule

72

Na visokim planinama i brdima srednje visine,naroito na visinama izmeu 700 i 1100m,

stepen zaleenosti moe biti znatan

Koliina leda raste na strani vetra koji dovodi vlaanvazduh, pa se razlikuje:

tekivrsti sloj - hrapav led koji se formira pri temperaturivazduha izmeu 0 i -3o C, npr. pri ledenoj kii ilizamrzavanju vlanog snega ili vlanim maglama, teina od6 do 8 kN/m3

srednje teki sloj (mraz) formira se pri temperaturivazduha izmeu -3 i -7o C , npr. pri zamrzavanjupodhlaene magle, teina je od 4 do 7 kN/m3

laki nevezani sloj (inje) formira se pri temperaturi -7o C inioj, a teina je od 2 do 5 kN/m3


37/62

73

74

Optereenje ledom konstruktivnih delovaispoljava se u dva vida:

poveanjem vertikalnog optere

enja konstrukcijeod teine ledenih naslaga

promenjenim optereenjem vetrom: poveana povrina konstrukcionih delova izloenih

vetru

smanjenje ili poveanje vrednosti koeficijenta sile Cfpojedinih konstrukcionih delova ili konstrukcije u celini


38/62

75

Ledobrani

Svakaelina konstrukcija za noenje antena

na kojoj je oprema koja zahteva zatitu odudara leda mora biti snabdevenaledobranom.

Konstrukcija ledobrana mora biti takva da neprenese sile udara na noseu konstrukciju,veda ih amortizuje.

Zato se ledobrani moraju odravati zamenomili popravkom i uvek drati u ispravnomstanju.

76


39/62

77

78


40/62

79

Optereenja podesta i

stepenita

Neposredno optereeni konstruktivni delovi podesta

stepenita raunaju se sa koncentrisanom silom od3,0 kN

Posredno optereeni konstrukcioni delovi raunajuse sa jednakopodeljenim optereenjem od 2,0kN/m2

Ukoliko se konstrukcioni delovi optereuju retko,

onda se moe raunati sa koncentrisanom silom od1,5 kN, odnosno sa jednako podeljenimoptereenjem od 1,0 kN/m2

80

Koncentrisana optereenja blago

nagnutih tapova reetke

Svi blago nagnuti tapovi reetkastekonstrukcije, tj. tapovi iji je ugao nagibaprema vertikali 75o < < 90o, raunaju se sahorizontalnom koncentrisanom silom od1,0kN na najnepovoljnijem mestu na tapu

Istovremeno optereenje vetromposmatranog tapa uzima sa vrednostima

0,333 qm,T,z [kN/m2

].


41/62


42/62


43/62

85

Ispuna

86

Postoji mnogo varijanti sa prednostima i manama usvakom pojedinanom sluaju Konstruktivno reenje sa slike (a) ima dijagonalne tapove

koji menjaju pravac. Pojasni tapovi imaju relativno velikuduinu izvijanja. Povrina izloena vetru je mala.

Konstruktivno reenje sa slike (b) u poreenju savarijantom (a) ima prepolovljenu duinu izvijanja. Zbogtoga je povrina izloena vetru neto vea, a ikonstruisanje vorova tee.

Iste primedbe vae i za reenje sa slike (c). Posmatrano uodnosu na visinu, dijagonale formiraju spiralu.


44/62

87

Na slici (d) dijagonale ine rombinu ispunu. Racionalno ih

je meusobno povezati u takama preseka. Zbog efektaoslanjanja zategnute dijagonale, smanjuje se duinaizvijanja pritisnute dijagonale.

Na slici (e) u visini presenih taaka rombinih dijagonalanalaze se horizontalni tapovi. Duina izvijanja pojasnihtapova se jo jednom prepolovljuje.

Konstruktivno reenje sa slike (f) ne prua nikakveznaajne prednosti. U vorovima se sustie jako mnogo

tapova, a duina izvijanja pojasnih tapova je ista kao usluajevima (a) do (d).

88

Na slici (g) prikazana je K ispuna sa relativno otrim uglomdijagonalnih tapova.

Reetke sa rombinom i K-ispunom imaju u odnosu nadruge tu prednost, da su zbog velike gustine tapova privelikom optereenju sekundarni naponi relativno najnii.

Najvee prednosti ima takozvana zvezdasta reetka (h),zbog svoje ekonominosti, usled malih duina izvijanjapojasnih tapova.

Kod konzolnih tornjeva su mali uticaji poprene sile. U tomsluaju je mogue izduenje rombine ispune i ubacivanjesekundarne ispune (h,i). Ovim se smanjuje duina izvijanja

pojasnih tapova pri istovremenoj maloj teini i napadnojpovrini vetra.


45/62

89

STATIKI PRORAUN

TORNJEVA I JARBOLA

Mora se napraviti statika ema konstrukcije

kojae da predstavlja prostorni sistemVeze konstruktivnih delova treba predstaviti

to priblinije stvarnim konstrukcionimdetaljima veza

Statiki uticaji za jarbole se raunaju po teorijiII reda

Za jarbole visine manje od 50 m mogu seraunati po teoriji I reda

90

Statiki uticaji u tornju

Kada je konzolni toranj na slobodnom krajuoptereen horizontalnom koncentrisanom silom,

dijagram momenata savijanja je pravolinijski (a,b) Ako se pojasni tapovi izvode sa konstantnim

nagibom, tada su sile u njima konstantne celomduinom

Ispuna je pri tome neoptereena i ima funkciju dasmanji duinu izvijanja pojasnih tapova

Ako po visini deluje vie horizontalnih sila tada jedijagram momenata poligonalan (d,e)


46/62

91

Statiki uticaji u tornju

92

Pri odgovarajuem nagibu pojasnihtapova ispuna takoe nije optereena,slino kao kod luka postoji potpornalinija. Na slici je prikazano kako se onamoe dobiti


47/62

93

Danas se uglavnom svi prorauni rade uzpomoraunara, sa modelom prostornogreetkastog nosaa, priemu se uticajitapova ispune i poprenih ukruenjaautomatski sraunavaju.

94

Kinematika stabilnost

Pitanje konematike stabilnosti toranjskih reetki jeizuzetno znaajno za analizu

Stepen statike neodreenosti sledi iz sledeeformule

n = a + s - 3k

gde je: a - broj reakcija oslonaca; za zglob vai a = 3

s - broj tapova

k - brojvorova, ukljuujui i vorove na zemlji a+s - broj nepoznatih


48/62

95

Ako se dobije n=0 sistem je statiki odreen

Ako se dobije n>0 sistem je statikineodreen

A ako se dobije n


49/62

97

Proraun jarbola

Jarboli se esto podiu na terenima koji nisu ravni, npr. vrhovi

brda. To za posledicu ima razliite duine uadi, ako se zadriugao nagiba uadi(emu se tei). Mogue je izvoenje i sa

razliitim uglovima ali se tada gubi centralna simetrija sistema. Propisi za antenske stubove u takvim sluajevima doputaju

aproksimacije radi olakanja prorauna. To vai i za broj pravaca vetra koje je potrebno ispitati Utegnuti jarboli se raunaju prema teoriji II reda. Mogua su dva

sluaja: sistem kao kontinualni nosana elastinim osloncima sistem kao prostorna reetka

98

Kao kontinualni nosa na

elastinim osloncima

Jarbol se aproksimira kontinualnim nosaemsa elastinim osloncima

Elastini oslonci se nalaze na mestima vezekablova sa stubom

Potrebno je sraunati krutost elastinogoslonca tako da ona odgovara krutostikablova


50/62

99

Kao prostorna reetka

Proraunski model jarbola je prostornareetka

Pri definisanju matrice krutosti elemenatakojima se modelira kabal moraju se opisatielastine osobine kabla

Kablovi ne mogu da prime silu pritiska, to se

mora uzeti u obzir u matrici krutosti

100

Utezanje jarbola

Ako se (npr. usled vetra na parabolinuantenu koja je postavljena samo sa jednestrane) izazove vei momenat torzije tadapostoje dva naina da se on prihvati Ili se momenat torzije preko tela jarbola prenosi

sve do noine take i prenosi na temelj jarbola

Ili se uad usvajaju u paru. Ovaj nain izvoenjase bira samo kada su doputena mala obrtanja


51/62

101

102

KONSTRUKCIJSKO

OBLIKOVANJE

Propisi zaeline antenske stubove sadre nizspecifinih preporuka u vezi konstrukcijskog

oblikovanja i izvoenja: eline konstrukcije, uadi, izolatora, zatitne armature,

temelja, oprema za opsluivanje, zatite od pada, otvora,antikorozione zatite, gromobrana, uzemljenja, zatite odudara aviona,tolerancija za izvoenje, za kontrolu ipreglede

Pri konstruktivnom oblikovanju konstrukcije treba

poi od osnovnih pravila za oblikovanje klasinihelinih konstrukija


52/62

103

Radioniki crte

104


53/62

105

106


54/62

107

108


55/62

109

Montani nastavak

Sa eonom ploom i visokovrednimzavrtnjevima sa punom silom pritezanja

Sa podvezicama

110


56/62

111

112

Detalj montanog nastavka


57/62


58/62


59/62

117

Detalj

ankera

118


60/62


61/62

121

122


62/62

123

Gromobran

Zadatak gromobrana je da otkloni svaku opasnost

po ljude, ivotinje i stvari Gromobran se sastoji od ureaja za prihvatanje,

vodova i uzemljenja Pojedinano delove treba tako postaviti da se struja

od munje to bezbednije sprovede do zemlje Verovatnoa udara groma raste kvadratno sa

visinom konstrukcije Za tornjeve u ravnicama srednja uestalost groma tokom

godine je 2x10-3h [m], npr.: h=100 m, uestalost je 0,2udara godinje, odnosno 1 udar svakih 5 godina

Postavljanje gromobrana je zadatak elektroinenjera

Vano je postii odvoenje struje munje uzemlju preko uzemljenja. Armatura temelja seukljuuje u ureaj za uzemljenje. Zbog togase ona povezuje meusobno sa

Documents

Smk_predavanje 1 Antenski Stubovi_rev01