Análisis de guyed mástil de celosía de acero sometido a cargas ambientales

mástiles de celosía de acero se encuentran entre las estructuras de soporte de carga más eficientes en el campo de la construcción de gran altura. El análisis no lineal de un mástil de celosía de acero guyed se lleva a cabo usando el SAP 2000 programa de elementos finitos para diferentes valores de espesor de hielo en 1500 m de altitud. Después de definición del modelo geométrico y cruz- propiedades de la sección, Se analizan diversas combinaciones de carga. Finalmente, la velocidad del viento- se obtiene la relación de espesor de hielo, y la velocidad máxima del viento que la estructura puede resistir se determina para diferentes espesores de hielo.

1. Introducción

Mástil de celosía es un nombre general para diferentes tipos de mástiles de acero. Un mástil de celosía o mástil de armadura es un mástil de marco independiente. Estas estructuras se pueden utilizar como mástiles de transmisión especialmente para

voltajes de más de 100 kilovoltios, como antenas de radio (mástiles autorradiantes o portadores de antenas), o como mástiles de observación con fines de seguridad. No se requieren secciones de marco grandes y pesadas en estos

mástiles. Por eso son más ligeros que otros tipos de mástiles, y los módulos se pueden conectar fácilmente entre sí.

Los mástiles de celosía de acero se han utilizado durante muchos años en los países donde las cargas de hielo y viento son considerables.. Esto se debe a las crecientes demandas de la industria moderna con respecto a la comunicación y la energía.. Existen diferentes estilos de mástiles sobre los que se montan pequeños aerogeneradores: de pie, celosía arriostrada, e inclinar hacia arriba. Los mástiles independientes son relativamente pesados, y se mantienen erguidos sin la ayuda de cables de sujeción. Los mástiles de celosía arriostrados utilizan cables de arriostramiento para anclar el mástil y mantenerlo en posición vertical utilizando una cantidad relativamente pequeña de hormigón.. Los cables se extienden desde tres puntos cerca de la parte superior del mástil hasta el suelo a cierta distancia de la base del mástil.. Estas construcciones son bastante ligeras en comparación con los mástiles independientes., y por lo tanto constituyen el medio menos costoso para soportar un aerogenerador. sin embargo, requieren un área más grande para acomodar los cables de sujeción.

La eficiencia técnica y la durabilidad de los mástiles de celosía de acero han aumentado en los últimos años. El comportamiento de los mástiles de celosía de acero ha sido investigado en la literatura.. Como el procedimiento de diseño es significativo en estos mástiles, el análisis estructural está relacionado con el modelo geométrico y las propiedades de la sección. Por lo tanto, los pasos de producción y montaje del módulo, y costes económicos, están directamente relacionados con el diseño de mástiles. Los mástiles de celosía de acero en tierra son estructuras vulnerables. Se ven afectados principalmente por la carga ambiental.. Las cargas de viento son los criterios de diseño más efectivos para estas estructuras.. sin embargo, también hay que tener en cuenta el efecto hielo, especialmente en elevaciones altas. En regiones frías, estos dos efectos se combinan. Por lo tanto, la relación entre el viento y el hielo debe investigarse mediante la realización de análisis de elementos finitos adecuados para evitar el colapso de tales estructuras. en este papel, el análisis no lineal de un mástil de celosía de acero arriostrado 80 m de altura se realiza utilizando el SAP 2000 programa. Mientras que el modelo se constituye según TS 648 las condiciones de carga se toman de TS 498. La altura de la estructura se toma como 1500 metro, y se adopta la región de nieve IV, cual es la opcion mas conservadora. De este modo, el análisis también se puede utilizar para otras regiones nevadas. La estructura se analizó por primera vez sin ningún efecto de hielo.. Después, el espesor del hielo fue aumentando gradualmente, y se determinó la relación entre la velocidad del viento y el espesor del hielo.

2. Material y método

Primero se determinan las secciones y los ángulos adecuados del mástil de celosía de acero.. Después, el modelo tridimensional de elementos finitos se da en la figura 1. Se presenta la vista superior del modelo.

En figura 2. Secciones de la cara del modelo., mostrando las distancias con ángulos, se muestran en la figura 3 y figura 4.

Figura 1. 3-re modelo

Figura 2. Parte superior ver

Figura 3. UN y segundo cara secciones

Figura 4. do cara sección

Mesa 1. Material propiedades

Mesa 2. sección propiedades

Mesa 3 velocidad del viento y las cargas de acuerdo con la altura

un modulo 3015 mm de longitud está hecho de miembros de acero. Las columnas se colocan en un ángulo de 900 al suelo. Los miembros verticales de acero conectan las columnas entre sí, y se colocan verticalmente con respecto a las columnas. Los miembros diagonales se colocan por ángulos definidos a las columnas., y también conectan las columnas entre sí. Una columna con miembros diagonales y verticales que constituyen el módulo., se muestran en la figura 5.

Figura 5. Módulo miembros

Los vientos y módulos se nombran según la altura total desde el nivel del suelo. El tipo y los números de sección., con alturas relacionadas, se presentan en la figura 6.

Mesa 4. propiedades de altura y nieve

Mesa 5. Hielo propiedades

Existen 26 módulos en el mástil de celosía. La columna, vertical,y miembros diagonales en cada cara del módulo son Figura shownin 7. las direcciones del viento positivos y negativos que afectan a la
módulo también se presentan en la figura.

Mesa 6 propiedades de la sección

Las combinaciones de carga utilizadas en el análisis se dan en Eqn (1) y ecuación (2) como sigue. Las combinaciones están constituidas por Cargas de nieve, cargas de hielo según los valores de espesor del hielo,

y las cargas de viento que afectan a diferentes alturas del mástil de celosía con las velocidades del viento se dan en la Tabla 7.

efectos carga lateral miembros. carga de nieve distribuida se calcula teniendo en cuenta la superficie superior de los miembros.