8/13/2019 Turnuri Si Piloni

1/22

Sistemele de transmisie si receptie prin unde radio necesita constructii speciale care sa poata asigura in conditii

optime acest proces. Ele pot fi de doua categorii: turnuri cu inaltimi mari si foarte mari, incastrate la baza si libere

la partea superioara unde se amplaseaza antena propriu-zisa si respectiv piloni ancorati cu cabluri si articulati la

nivelul fundatiilor. Aceasta ultima varianta este utilizata in special la sistemele emitatoare de unde radio.

Emisia de unde radio se face pe lungimi de unde diferite, astfel: unde lungi (lungimi de 300025000 m);

unde medii (lungimi de 2003000 m);

unde scurte (lungimi de 10200 m);

unde ultra-scurte ( lungimi de cativa cm).

In concordanta cu diferitele lungimi de unde sistemele adoptate de transmisie sunt:

turnuri de cel mult 300 m inaltime sau piloni la varful carora sunt dispuse antenele pentru transmisiile in benzi

de frecvente joase (unde lungi) ;

piloni cu antene plasate in varf sau piloni de emisie de cel mult 370 m inaltime, pentru unde medii;

antene amplasate pe turnuri sau pe piloni de inaltimi maxime de 125 m pentru undele scurte.

Turnurile de televiziune sunt structuri de inaltimi mult mai mari (for ex. Oklahoma City Tower de 480 m)

TURNURI SI PILONI CU STRUCTUR DIN OTEL

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

2/22

PERFORMANTE PE MAPAMOND

Asia: Burj Dubai 818 m 2009 United Arab Emirates

Africa: OMEGA transmitter Chabrier 428 m 1976 Runion (France)

North America: KVLY-TV mast 629 m 1963 (U. S. A.)

South America: Omega Tower Trelew 366 m 1971 Argentina

Europe: Warsaw radio mast 646 m 1974 Poland

Oceania: VLF transmitter Lualualei 458 m 1972 Hawai'I (U. S. A.)

Ostankino Tower 540.1 m 1967the tallest free-standing structure in Europe for 42 years

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

3/22

Burj Dubai 818 m 2009United Arab Emirates Warsaw radio mast 646 m 1974 KVLY-TV mast 629 m 1963 Blanchard, N.

Dakota, S.U.A.

C.N. Tower Toronto1976, 553 m, 1976

Datorita necesitatii unui potential electric de 120 kV intre

pilon si teren, acesta o fost rezemat pe un izolator din

portelan de 2 m inaltime. Pilonul a functionat ca emitator

(1/2 lungimea de unda) asa incat inaltimea sa proiecataa fost de jumatate de unda pe frecventa de emisie.

Semnalele sale de emisie de 2 megawatts putere erau

receptionate pe toata suprafata Europei, Africa de Nord

si chiar in America de Nord. Consumul de otel dupa

unele surse: 380 tone (surse poloneze declara un

consum de 420 rtone)

Willis Tower, ( Sears Tower) (442 m) Chicago, Illinois

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

4/22

TURNURI CU STRUCTUR DIN OTEL Cele mai intalnite tipuri de structuri asociate cu

turnurile de radio-televiziune sunt:

1. Structuri cu zabrele spatiale cu sectiuni simple,regulate, patrate sau triunghiulare;

2. Structuri cu sectiunea inelara constanta sau trunghide con (panze subtiri)

Caracteristica principala este raportul foartemare dintre inaltimea turnului si dimensiunearelevanta a sectiunii sale.

Turnurile pot avea si 6 sau 8 fete, aceste solutiifiind mai deosebite insa mai putin economice si maidificil de asamblat din punctul de vedere altronsoanelor de expeditie.

Zveltetea turnului este un criteriu important deproiectare datorita urmatoarelor consideratii:

1. Momentul de rasturnare de la baza turnului datoratactiunilor orizontale (vant, seism) trebuieconttracarat de actiunea comuna a fortelor destabilizare (actiunile verticale, permanente sivariabile).

2. Deformata generalizata a turnului concretizata prinsageata orizontala la varf, datorata actiunilor staticesi dinamice trebuie mentinuta drastic intre valorilimita.

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

5/22

TURNURI CU STRUCTUR DIN OTEL

Diferite solutii adoptate pentru turnuri: ade inaltimi reduse;

bde inaltimi mari si foarte mari; csisteme de contravantuire

utilizate la barele comprimate de lungimi sporite pentru a

limita lungimea de flambaj; d- diafragme

Turn cu structura combinata otel-beton armat

( Turnul de televiziune RTV, Bucuresti)

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

6/22

MOST FAMOUS TOWERS AND MASTS WORLDWIDE

Tower, city Year Height (m) Height (ft)

Canadian National (CN) Tower, Toronto 1975 553 1,815

Ostankino Tower, Moscow 1967 537 1,762

KFVS TV Tower, Missouri 1960 511 1,677

Oriental Pearl Tower, Shanghai 1995 468 1,535

Milad Tower,Tehran 2005 4351,427 Menara Kuala Lumpur, Kuala Lumpur, Malaysia1996 421 1,403

Tianjin TV Tower,Tianjin, China1991 415 1,362

Central Radio & TV Tower, Beijing 1992 405 1,329

Kiev TV Tower,Kiev, Ukraine1973 385 1,263

Tashkent Tower, Tashkent, Uzbekistan1985 375 1,230

Liberation Tower,Kuwait City 1996 3721,221 Alma-Ata Tower, Almaty, Kazakhstan1983 3711,217

Riga TV Tower,R iga, Latvia1987 3681,209

Fernsehturm Tower, Berlin, Germany1969 3681,207

Stratosphere Tower, Las Vegas, United States1996 3501,149

Macau Tower,Macau, China2001 3381,109

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

7/22

SECTIUNI TRANSVERSALE SI TIPURI DE PROFILE

DIN OTEL UTILIZATE LA TURNURI SI PILONI

Pe inaltime forma turnurilor urmareste forma solidului de egala presiune. In sectiune ,

latura patratului sau triunghiului are dimensiunile aproximative de 1/8 ....1/15 din

inaltimea totala iar la varf latura are minim 1...2 m, panta de inclinare a ramurileor

stalpului fiind de 2.5 ...5%.

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

8/22

ACTIUNI SI GRUPARI DE ACTIUNI LA TURNURI SI PILONI

ACTIUNITurnurile sunt structuri spatiale inalte incastrate in fundatii si libere la partea superioara schema statica simplificata fiind ceaa unei console cu o sectiune foarte redusa, solicitata atat in lungul cat si normal la axa sa neutra

Actiunile sunt reprezentate de:

incarcari permanente;

incarcari variabile- greutatea echipamentlului si personalului,, alte incarcari impuse de diferite necesitati functionale ;

incarcaril climaticeactiunea vantului cu intensitate maxima, actiunea inghetului (chiciura) actiuni din temperaturimaxime,/minime, respectiv combinatiile acestora . In cazul combinatiilor se iau in consideratie coeficientii de reduceredatorita simultanetatii ( intensitatea redusa a actiunii vantului, valori reduse ale variatiilor de temperatura..

Actiunea seismica .

GRUPARI DE ACTIUNI

In mod obisnuit gruparile actiunilor variabile luate in calcul sunt urmatoarele:

A.STARILE LIMITA ULTIME DE REZISTENTA SI STAB ILITATE:

Vant cu intensitate maxima, temperaturi de 10150C;

Chiciura impreuna cu vant, intensitate redusa, temperaturi de 50C;

In lipsa vantului si a chiciurei, temperaturi maxime /minime corespunzator zonarii climatice. Pe teritoriul Romaniei, :

t max, vara: 400C si t min, iarna =30

0C.

Toate actiunile for fi luate in calcul cu coeficientii lor partiali de siguranta si de factorii de grupare.

B. STARILE L IMITA DE SERVICIU : gruparile isi mentin structura interna insa se vor aplica coeficientii partiali si degrupare aferenti starii liimita .

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

9/22

PARTICULARITATI DE CALCUL A STRUCTURILOR INALTE,

ZVELTE: TURNURI, PILONI, COSURI DE FUM

)()( zccqzw epref

Evaluarea presiunii dinamice din actiunea vantului pe suprafata constructiilor inalte

qref presiunea dinamica de referinta masurata la 10 m deasupra unui teren deschis, cu relief plan, si mediata pe o

perioada de 10 minute ;

cp coeficientul de forma aerodinamica ( coeficientul de presiune locala) pe suprafata i, conform tabelului 3;

c e(z)coeficientul de expunere la actiunea vantului, dependent de profilul de variatie al vitezei pe inaltime, conf. Tabel 2e

Constructiile inalte cu destinatii speciale au structuri practic mono-dimensionale; din acest motiv actiunea vantului este

evaluata ca forta rezultanta pe unitatea de lungime. aplicata in axa de simetrie a sectiunii. Intensitatea acestei rezultante

se determina cu relatia :

refefdrefw AzcccqF )(

cdfactorul dinamic (de rafala) ;in cadrul evaluarii globale, acesta corespunde raspunsului de varf (deplasarilor maxime) la

varful structurii. Valoarea factorului de rafala se determina cu ajutorul factorului de varf cg(z) al presiunilor instantanee, a

intensitatii turbulentei tpe inaltimea constructiei, Iv(z) si in fine cu ajutorul caracteristicilor spectrale ale procesului de raspuns al

structurii (anexa B din cod)

cfcoeficientul aerodinamic de forta;

Arefaria de referinta considerata ca proiectia constructiei pe directia normala la directia de atac a vantului .

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

10/22

DETERMINAREA SECTIUNII ELEMENTELOR CE ALCATUIESC TURNURILE

cos

cos)(2

cos

i

PH

rn

MM

n

PN

TT

n

i 2

T Ti 0 87.

Barele ce alcatuiesc structura in zabrele sunt solicitate axial. Actiunile exterioare sub forma fortelor generalizate pe

structura se reduc la axa verticala a turnului, in plan vertical. Se obtin astfel forte si momente actionand in planul structurii

Eforturile sectionale (axiale) in ramurile turnului, Nse determina cu urmatoarea relatie, in forma sa generala (fig.5).

unde

- P- actiuni permanente din greutatea elementelor ( a platformelor), a echipamentului si aparaturii; deasemenea actiunile

variabile utile etc.;

- MP- momente ce provin din actiuni verticale excentrice fata de axa turnului;- MH- momente de incovoiere datorate actiunilor orizontale (vant, seism etc.); se evalueaza la nivelul in care se face

verificarea elementelor structurale ;

- n- numarul de fete ale poligonului la baza turnului ;

-ri- distanta dintre centrul gravitational si ramura ice trebuie verificata;

- - unghiul in plan orizontal determinat de linia ce trece prin centrul sectiunii turnului reprezentand directia de actiune a

vantului si ramura din apropiere cea mai comprimata ;

- unghiul dintre axa ramurii si limia verticala the angle between the axis of the strut and the vertical line.

Din schemele adoptate rezulta ca pentru sectiuni patrate sau octogonale cea mai dezavantajoasa situatie este aceea care

corespunde actiunii vantului de-a lungul liniei diagonale (=0) iar pentru turnuri cu sectiune triunghiulara sau hexagonalapentru situatia in care vantul actioneaza perpendicular pe una din fete.

In cazul unui turn cu numar par de fete , forta taietoare pe o fata este determinata de relatia:

Ti fiind forfecarea in panoul de la nivelul iunde se fac verificarile.

Pentru un turn cu trei fete forta taietoare va fi:

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

11/22

Daca turnul are sectiune circulara coeficientii de presiune cpesi de forta (globali) cf se determina cu relatiile :

)(em

e

zvbR

giiic

AlbAA

A;

Aria de referinta si procentul de suprafata expusa la sistemele de zabrele

0,ppe cc

rff cc 0,

Numarul Reynolds reprezinta raportul dintre fortele de inertie ce antreneaza curgerea si cele de amortizoare vascoasa

Acest numar clasifica curgerea in laminara si turbulenta.

Cvoeficientul de forta de antenare, cf depinde de factorul factor ce reprezinta raportul dintre proiectiile zabrelelor si a

imbinarilor lor in planul expus actiunii vantului

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

12/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

13/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

14/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

15/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

16/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

17/22

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

18/22

SOLICITARILE DE CALCUL

Calculul eforturilor sectionale in

ramurile turnului

Calculul eforturilor in diagonalesi diafragme sau montanti

Preluarea eforturilor de torsiunein planurile verticale ale turnurilor

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

19/22

Solicitarile din diagonalele turnului cu patru fete se determina cu relatiile:

Daca turnul cu n fete este solicitat la un moment de torsiune , Mr, diagonalele vor fi solicitate suplimentar la forfecare .

Daca ramurile turnului nu isi schimba panta, torsiunea nu apare ; se va verifica diafragma la o solicitare suplimentaraconventionala pe directia diagonalei:

unde:-T- diferenta de forfecare ce actioneaza pe panoul dintre doua diafragme;

N- solicitarea axiala in ramura corespunzatoare zonei in care este pozitionata diafragma.

l

abhr

h

MV

r

MD o

o

o

2)(;

2;

2

0

nrn

MT

i

r

r cos

NTH 00267.01.01

HNTH 5.000267.01.02

Torsiunea induce un effort in diafragma determinat cu relatia H Ma H Mba r b r 2 2;

Atunci cand ramurile isi schimba unghiul de inclinare la partea inferioara , se va verifica diafragma la efortul urmator

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

20/22

VERIFICARI -STAREA LIMITA DE EXPLOATARE

Verificarile in starea limita de serviciu sagetile maxime ale turnului

100/0

0ma x Hdx

EI

mMk

H

M o, mmomentele determinate cu metoda Mohr-Maxwell ;

K1.2, coeficient ce ia in consideratie capacitatea de deformare a zabrelelor.

a

n

ki ik

ikikikikn

ki ik

ik

ikik

n

ki

ik

ik

n

ki

ikikik

n

ki

ikik fAE

lNn

E

l

A

Nnl

Enlnn

1,1,1,1,1,

1

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

21/22

DETALII DE EXECUTIE ALE BARELOR SI IMBINARILOR NODURILOR

Turn cu sectiune triunghiulara alcatuit din sectiuni tubulare si corniere-

Vedere laterala, sectiune si detalii la imbinarile diagonalelor cu ramurile si cu montantii;

Imbinari directe, cu flanse si cu gusee

8/13/2019 Turnuri Si Piloni

22/22

DETALII DE PRINDERI; PRINDERI IN FUNDATIE SI BULOANE DE ANCORAJ