Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Предварительно напряженные стальные башни цилиндрического сечения для мобильной связи 5G
  • УДК 624.971
    doi: 10.33622/0869-7019.2024.05.36-46
    Александр Владимирович ГОЛИКОВ1, кандидат технических наук, alexandr_golikov@mail.ru
    Вадим Викторович ГУБАНОВ2, доктор технических наук, профессор, ap-r_@mail.ru
    Владимир Иванович КОРСУН3, доктор технических наук, профессор, советник РААСН, кorsun_vi@mail.ru
    Владимир Геннадьевич ПОЛЯКОВ1, доктор экономических наук, профессор, зав. кафедрой городского строительства, экономики и управления проектами, polyakovvg@vgasu.ru
    1 Волгоградский государственный технический университет, 400074 Волгоград, Академическая ул., 1
    2 Донбасская национальная академии строительства и архитектуры, 286128 ДНР, г. Макеевка, ул. Державина, 2
    3 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
    Аннотация. Предлагается новое конструктивное решение стальных башен для мобильной связи с предварительно напряженным стволом трубчатого сечения и рассматривается их работа под нагрузкой. Преднапряжение ствола выполняется путем установки снаружи по периметру круглых тяжей. Данное конструктивное решение отличается повышенной компактностью и востребованно в условиях городской застройки. Предложена линейка опор с соотношением высоты опоры к ее ширине 25:1. Для определения характеристик напряженно-деформированного состояния и выбора рациональных параметров башен были выполнены аналитические и численные расчеты. В качестве расчетной схемы по методу конечных элементов принята пространственная оболочка. Анализ данных, полученных аналитическим и численным методами, выявил сходимость результатов и возможность внедрения предложенных предварительно напряженных башен в практику строительства. Результаты расчета напряженно-деформированного состояния несущих конструкций опор показали, что решающий критерий при выборе сечений элементов опоры - обеспечение жесткости. Применение предварительно напряженной системы снижает деформации стальных опор трубчатого сечения по сравнению с башнями, выполненными без предварительного напряжения. Соотношение массы тяжей к массе центрального ствола опоры свидетельствует об эффективности применения данного типа опор. Предельная высота опор получена по критериям максимально допустимого диаметра тяжей, которым возможно задать предварительный уровень натяжения, не превышающий линейки обычных стяжных устройств, талрепов, а также по критерию ограничения деформаций сооружения на метр его высоты. По результатам расчета линейки моделей опор установлена максимальная высота применимости опор с 6 и 12 тяжами.
    Ключевые слова: связь 5G, башенная опора, предварительное напряжение, работа под нагрузкой, ветровая нагрузка, несущая способность, жесткость, конструктивное решение
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Тихвинский В. О., Бочечка Г. С. Концептуальные аспекты создания 5G // Электросвязь. 2013. № 10. С. 29-33.
    2. Тихвинский В. О., Бочечка Г. С. Перспективы сетей 5G и требования к качеству их обслуживания // Электросвязь. 2014. № 11. С. 40-43.
    3. Савицкий Г. А. Основы расчета радиомачт / Статика и динамика. М. : Связьиздат, 1953. 275 с.
    4. Соколов А. Г. Опоры линий передач (расчет и конструирование). М. : Госстройиздат, 1961. 172 с.
    5. Воеводин А. А. Предварительно напряженные системы элементов конструкций. М. : Стройиздат, 1989. 304 с.
    6. Солодарь М. Б., Кузнецова М. В., Плишкин Ю. С. Металлические конструкции вытяжных башен. Л. : Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1975. 179 с.
    7. Перельмутер А. В. Основы расчета вантово-стержневых систем. М. : Стройиздат, 1969. 190 с.
    8. Никитин Н. В. Останкинская телевизионная башня. М. : Стройиздат, 1972. 117 с.
    9. Гайдаров Ю. В. Предварительно напряженные металлические конструкции. Л. : Стройиздат, Ленингр. отд-ние. 1971. 146 c.
    10. Трофимович В. В., Пермяков В. А. Проектирование предварительно напряженных вантовых систем. Киев : Будiвельник, 1970. 140 с.
    11. Пат. RU 2564287 С1. Сетчатая башня / Остроумов С. Б., Остроумов Б. В. Заявл. 21.05.2014. Опубл. 27.09.2015.
    12. Пат. RU 2513939 С1. Стержневая башня / Дядченко Н. П. Заявл. 15.10.2012. Опубл. 20.04.2014.
    13. Чаускин А. Ю., Старов А. В., Карасев Г. М. Расчет и конструирование башенных сооружений комбинированного типа // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2013. № 32(51). С. 49-54.
    14. Щуцкий С. В., Черныш А. В., Болдырев А. С. Особенности расчета башен в форме сетчатого гиперболоида // Инженерный вестник Дона. 2019. № 2(53). URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2019/5777 (дата обращения: 18.12.2023).
    15. Shan Gao, Sheliang Wang. Progressive collapse analysis of latticed telecommunication towers under wind loads [Анализ прогрессирующего обрушения решетчатых телекоммуникационных башен под действием ветровой нагрузки] // Advances in Civil Engineering. Vol. 2018. 1-13. doi: 10.1155/2018/3293506
    16. Xiaohong Long, Wei Wang, Jian Fan. Collapse analysis of transmission tower subjected to earthquake ground motion [Анализ обрушения опоры линии электропередачи при землетрясении] // Modelling and Simulation in Engineering. Vol. 2018. 4. 1-20. doi: 10.1155/2018/2687561
    17. Ghafoori E.; Motavalli M. A Retrofit. Theory to prevent fatigue crack initiation in aging riveted bridges using carbon fiber-reinforced polymer materials [Теория предотвращения зарождения усталостных трещин в стареющих клепанных мостах с использованием полимерных материалов, армированных углеродным волокном] // Polymers. 2016. 8. 308. doi: 10.3390/polym8080308
    18. Sena-Cruz J., Michels J., Harmanci Y. E., Correia L. Flexural strengthening of RC slabs with prestressed CFRP strips using different anchorage systems [Усиление RC-плит предварительно напряженными углепластиковыми полосами с использованием различных систем крепления] // Composites. Part B. Engineering. 2015. 81. 158-170. doi: 10.3390/polym7101502
    19. Alcaraz Carrillo de Albornoz V.; Garcнa del Toro E.M.; Mбs-Lуpez M.I.; Luizaga Patiсo A. Experimental study of a new strengthening technique of RC beams using prestressed NSM CFRP bars [Экспериментальное исследование новой технологии усиления RC-балок с использованием предварительно напряженных углепластиковых стержней NSM] // Sustainability 2019. 11. 1374. doi: 10.3390/su11051374
    20. Liu X., Zhang A., Fu W. Cable tension preslack method construction simulation and engineering application for a prestressed suspended dome [Моделирование конструкции и инженерное применение метода предварительного натяжения кабеля для предварительно напряженного подвесного купола]// Advances in Materials Science and Engineering. 2015. 1-17. doi: 10.1155/2015/651041
    21. Shen S., Wang Y., Ma S.-L. et al. Evaluation of prestress loss distribution during pre-tensioning and post-tensioning using long-gauge fiber bragg grating sensors [Оценка распределения потерь предварительного напряжения при предварительном и последующем натяжении с помощью датчиков с длинноволновой брэгговской решеткой] // Sensors 2018. 18. 4106. doi: 10.20944/preprints201811.0006.v1
    22. Richal R., Machacek J. Buckling and post-buckling of prestressed stainless steel stayed columns [Начальная и окончательная потеря устойчивости предварительно напряженных колонн из нержавеющей стали] // Procedia Engineering. 2017. 172. 875-882. doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.089
    23. Golikov A., Gubanov V., Garanzha I. Atypical structural systems for mobile communication towers [Нетиповые конструктивные решения башен сотовой связи] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365. No. 5. 052010. doi: 10.1088/1757-899X/365/5/052010
    24. Голиков А. В., Ситников И. Р. Напряженно-деформированное состояние башен с параллельными затяжками // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 7. С. 43-50.
    25. Ситников И. Р., Голиков А. В. Рационализация конструктивной формы башен с предварительно напряженными затяжками // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2019. Т. 15. № 3. С. 182-192. URL: http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-3-182-192 (дата обращения: 18.12.2023).
    26. Общие технические требования к проектированию и строительству объектов сети сотовой радиотелефонной связи ОАО "ВымпелКом" (Подсистема базовых станций). Версия 3.5. URL: http://жкх24.рф/assets/upload/files/245/ott_bs_vimpelkom.pdf (дата обращения: 18.12.2023).
  • Для цитирования: Голиков А. В., Губанов В. В., Корсун В. И., Поляков В. Г. Предварительно напряженные стальные башни цилиндрического сечения для мобильной связи 5G // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 5. С. 36-46. doi: 10.33622/0869-7019.2024.05.36-46

НАЗАД