способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня
Классы МПК: | E04H12/08 из металла |
Автор(ы): | Абрамов Ю.В., Шкодских В.Н. |
Патентообладатель(и): | Закрытое акционерное общество Научно-производственный центр "Технология и эффективность" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-03-28 публикация патента:
10.01.2002 |
Изобретение относится к конструкциям башен для размещения радиолокационных антенн, их изготовлению и монтажу. Модули с опорными стойками и боковыми связующими стержнями изготавливают и транспортируют к месту монтажа башни, где в грунте изготавливают ее фундамент. Осуществляют сборку с болтовым креплением нижнего модуля к анкерным стойкам фундамента. Параметры фундамента выбирают с исключением отклонения башни свыше нормативного значения и ее опрокидывания под действием ветра, используя аналитическое соотношение с расстояниями от центра площади парусности и от центра тяжести башни до точки опрокидывания, а также массой башни, массой фундамента и ветровой нагрузкой. Опорные стойки каждого последующего по высоте модуля выполнены с постоянным в пределах модуля моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у предыдущего модуля, а боковые стержни - с моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у опорных стоек того же модуля. Каждый из модулей выполнен с возможностью самостыковки с предыдущим за счет собственного веса. По сравнению с известными решениями обеспечивается меньший расход металлов на изготовление башни, упрощенный и ускоренный ее монтаж, а также повышенная устойчивость. 2 с. и 5 з. п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни, предназначенной для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, согласно которому изготавливают отдельные конструктивные модули с опорными стойками и боковыми связующими стержнями, а в грунте на месте монтажа башни - ее фундамент с анкерными стойками, транспортируют модули к месту монтажа башни и осуществляют ее сборку с болтовым креплением нижнего модуля к анкерным стойкам фундамента, причем параметры фундамента при заданной высоте башни выбирают с исключением отклонения верхней точки башни свыше нормативного значения и ее опрокидывания под действием ветровой нагрузки, отличающийся тем, что параметры фундамента выбирают из соотношения(Q1 + Q2)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178030/8805.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
где Н и h - расстояния соответственно от центра площади парусности и от центра тяжести башни с рабочим оборудованием и фундаментом до точки опрокидывания, расположенной в одной из вершин основания фундамента;
Q1 - масса башни с рабочим оборудованием;
Q2 - масса фундамента;
Рm - максимальная ветровая нагрузка на башню с развернутым рабочим оборудованием,
для опорных стоек каждого последующего по высоте модуля устанавливают постоянный в пределах модуля момент сопротивления поперечного сечения, меньший, чем у предыдущего модуля, а для боковых стержней - момент сопротивления поперечного сечения, меньший, чем у опорных стоек того же модуля, каждый из модулей выполняют с возможностью центровки и самостыковки с предыдущим за счет собственного веса, при этом модули предварительно собирают в виде законченных жестких конструкций и стыкуют между собой на плоской горизонтальной плите, обеспечивая их центровку относительно вертикальной оси конструкции башни, а затем разбирают и раздельно доставляют на монтажную площадку. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что парусность определяют по площади проекций элементов башни и рабочего оборудования на плоскость, проходящую через центральную ось симметрии диагонально расположенных стоек нормально к максимальной ветровой нагрузке. 3. Решетчатая металлическая башня для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, содержащая выполненные с опорными стойками и боковыми связующими стержнями конструктивные модули, а также фундамент с анкерными стойками, к которым болтами прикреплен нижний конструктивный модуль, при этом параметры фундамента при заданной высоте башни выбраны с исключением отклонения верхней точки башни свыше нормативного значения и ее опрокидывания под действием ветровой нагрузки, отличающаяся тем, что параметры фундамента выбраны из соотношения (1), опорные стойки каждого последующего по высоте модуля выполнены с постоянным в пределах модуля моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у предыдущего модуля, а боковые стержни - с моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у опорных стоек того же модуля, каждый из модулей выполнен с возможностью центровки и самостыковки с предыдущим за счет собственного веса. 4. Башня по п. 3, отличающаяся тем, что ее парусность соответствует площади проекций элементов башни и рабочего оборудования на плоскость, проходящую через центральную ось симметрии диагонально расположенных стоек нормально к максимальной ветровой нагрузке. 5. Башня по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что опорные стойки каждого последующего по высоте конструктивного модуля выполнены из труб с диаметром, меньшим, чем у предыдущего модуля, с сохранением неизменным поперечного сечения в пределах одного модуля. 6. Башня по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что боковые стержни каждого модуля выполнены из труб с диаметром, меньшим диаметра опорных стоек того же модуля. 7. Башня по любому из пп. 3-6, отличающаяся тем, что нижние части опорных стоек каждого модуля выполнены с конусным выступом и ограничительным пояском, а верхние части опорных стоек всех модулей, кроме верхнего, - с полунакладками.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к пространственным конструкциям башен для размещения радиолокационных антенн, их изготовлению и монтажу и может также найти применение при реализации опорных конструкций для радиотелевизионных антенн, постов наблюдения, ветроэнергетических установок и т. п. Известен способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения радиотелевизионных антенн, предусматривающий создание наружной и внутренней поясных сеток с идентичными по всей высоте ячейками (RU 2052055 С1, Е 04 Н 12/08, 10.01.1996). Известна башня, образованная вертикальными и боковыми стержнями из труб одного и того же диаметра (см. там же). Недостатки известного способа определяются существенными трудностями и значительной продолжительностью монтажа. Недостатки известной башни проявляются в нерациональном использовании многозвенности и неоправданном завышении материалоемкости, поскольку по данным расчета момент сопротивления вертикальных стержней от основания башни к ее вершине может быть уменьшен, а боковые стержни, не воспринимающие вес конструкции и обеспечивающие только связь вертикальных стержней между собой, могут иметь меньший по сравнению с вертикальными стержнями диаметр. Наиболее близким к предложенному является способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни, предназначенной для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, согласно которому изготавливают отдельные конструктивные модули с опорными стойками и боковыми связующими стержнями, а в грунте на месте монтажа башни - ее фундамент с анкерными стойками, транспортируют модули к месту монтажа башни и осуществляют ее сборку с болтовым креплением нижнего модуля к анкерным стойкам фундамента (RU 2075642 C1, F 03 D 11/04, 20.03.1997). Однако указанный способ характеризуется недостаточно обоснованным выбором параметров фундамента башни. Кроме того, ему опять же свойственны сложность и существенная длительность монтажа башни. Наиболее близкой к предложенной является решетчатая металлическая башня для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, содержащая выполненные с опорными стойками и боковыми связующими стержнями конструктивные модули, а также фундамент, анкерные стойки которого прикреплены болтами к нижнему конструктивному модулю (см. там же). Однако в известной башне, как и ранее, имеют место избыточность в использовании металлов. Задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков, а именно упрощение и укорочение сроков монтажного процесса, обеспечение повышенной устойчивости башни и снижение расхода металлов. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления и монтажа решетчатой металлической башни, предназначенной для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, согласно которому изготавливают отдельные конструктивные модули с опорными стойками и боковыми связующими стержнями, а в грунте на месте монтажа башни - ее фундамент с анкерными стойками, транспортируют модули к месту монтажа башни и осуществляют ее сборку с болтовым креплением нижнего модуля к анкерным стойкам фундамента, причем параметры фундамента при заданной высоте башни выбирают с исключением отклонения верхней точки башни свыше нормативного значения и ее опрокидывания под действием ветровой нагрузки, - параметры фундамента выбирают из соотношения(Q1+Q2)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178030/8805.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
где Н и h - расстояния соответственно от центра площади парусности и от центра тяжести башни с рабочим оборудованием и фундаментом до точки опрокидывания, расположенной в одной из вершин основания фундамента;
Q1 - масса башни с рабочим оборудованием;
Q2 - масса фундамента;
Рm - максимальная ветровая нагрузка на башню с развернутым рабочим оборудованием;
для опорных стоек каждого последующего по высоте модуля устанавливают постоянный в пределах модуля момент сопротивления поперечного сечения, меньший, чем у предыдущего модуля, а для боковых стержней - момент сопротивления поперечного сечения, меньший, чем у опорных стоек того же модуля, каждый из модулей выполняют с возможностью центровки и самостыковки с предыдущим за счет собственного веса, при этом модули предварительно собирают в виде законченных жестких конструкций и стыкуют между собой на плоской горизонтальной плите, обеспечивая их центровку относительно вертикальной оси конструкции башни, а затем разбирают и раздельно доставляют на монтажную площадку. Парусность определяют по площади проекций элементов башни и рабочего оборудования на плоскость, проходящую через центральную ось симметрии диагонально расположенных стоек нормально к максимальной ветровой нагрузке. Поставленная задача решается также тем, что в решетчатой металлической башне для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием, содержащей выполненные с опорными стойками и боковыми связующими стержнями конструктивные модули, а также фундамент с анкерными стойками, к которым болтами прикреплен нижний конструктивный модуль, при этом параметры фундамента при заданной высоте башни выбраны с исключением отклонения верхней точки башни свыше нормативного значения и ее опрокидывания под действием ветровой нагрузки, в частности из соотношения (1), опорные стойки каждого последующего по высоте модуля выполнены с постоянным в пределах модуля моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у предыдущего модуля, а боковые стержни - с моментом сопротивления поперечного сечения, меньшим, чем у опорных стоек того же модуля, каждый из модулей выполнен с возможностью центровки и самостыковки с предыдущим за счет собственного веса. Парусность башни соответствует площади проекций элементов башни и рабочего оборудования на плоскость, проходящую через центральную ось симметрии диагонально расположенных стоек нормально к максимальной ветровой нагрузке. Опорные стойки каждого последующего по высоте конструктивного модуля выполнены из труб с диаметром, меньшим, чем у предыдущего модуля, с сохранением неизменным поперечного сечения в пределах одного модуля. Боковые стержни каждого модуля выполнены из труб с диаметром, меньшим диаметра опорных стоек того же модуля. Нижние части опорных стоек каждого модуля выполнены с конусным выступом и ограничительным пояском, а верхние части опорных стоек всех модулей, кроме верхнего, - с полунакладками. На фиг. 1 представлена в двух проекциях общая схема предложенной башни с фундаментом, подлежащей изготовлению и монтажу по предложенному способу. На фиг. 2 показаны конструкция башни из составных модулей и сочленение модулей башни друг с другом. На фиг. 3 проиллюстрирована центровка модулей башни относительно вертикальной оси ее конструкции при сборке на плоской горизонтальной плите. На чертежах обозначены: металлическая (наземная) часть 1 башни с вертикальной осью 2, вращающееся оборудование значительной парусности (радиолокационная антенна) 3, анкерные стойки 4-7 (отмечены их центральные оси), бетонный фундамент 8, основание 9 фундамента, поверхность грунта 10, составные модули 11-13 башни, боковые стержни 14-16 (отмечены только три боковых стержня), опорные стойки 17, 18 (отмечены только две опорных стойки), ограничительный поясок 19 и конусный выступ 20 на опорной стойке 17, полунакладки 21 на опорной стойке 18, плоская горизонтальная плита 22 для осуществления центровки модулей 11-13. Кроме того, на фиг. 1 обозначены максимальная ветровая нагрузка Рm, действующая по диагонали конструктивного четырехугольника на соответствующие опорные стойки башни с рабочим оборудованием, а также точка опрокидывания А, масса башни с рабочим оборудованием Q1, масса фундамента Q2 и расстояния Н и h соответственно от центра площади парусности и от центра тяжести башни с рабочим оборудованием и фундаментом до точки опрокидывания, расположенной в одной из вершин основания фундамента. Допустим, требуется создать конструктивную систему, несущую на высоте, например, 30 м блок с вращающимся элементом - радиолокационной антенной размером, например, 2
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
![способ изготовления и монтажа решетчатой металлической башни для размещения блока с вращающимся рабочим оборудованием и решетчатая металлическая башня, патент № 2178050](/images/patents/291/2178004/8226.gif)
пространственная конструкция - патент 2515487 (10.05.2014) | |
стержневая башня - патент 2513939 (20.04.2014) | |
стойка опоры воздушной линии электропередач - патент 2500866 (10.12.2013) | ![]() |
способ изготовления стальной опоры регулярного переменного сечения - патент 2495213 (10.10.2013) | ![]() |
стальная опора линии электропередачи и способ ее монтажа - патент 2494207 (27.09.2013) | ![]() |
стойка опоры воздушной линии электропередач - патент 2478159 (27.03.2013) | ![]() |
стойка опоры воздушной линии электропередач - патент 2473763 (27.01.2013) | ![]() |
опорная стойка для линии электропередачи (варианты) - патент 2471946 (10.01.2013) | ![]() |
мачта - патент 2465425 (27.10.2012) | ![]() |
способ монтажа высотной опоры - патент 2451145 (20.05.2012) | ![]() |