Analyse des Mastes abgespannt Stahlgitter zu Umweltbelastungen ausgesetzt

Stahlgittermaste gehört zu den effizientesten tragenden Strukturen im Bereich des Hochhausbau. Die nicht-lineare Analyse eines abgespannten Stahlgittermastes ist das SAP durchgeführt, unter Verwendung von 2000 Finite-Elemente-Programm für unterschiedliche Eisdicke Werte an 1500 m Höhe. Nach der Definition des geometrischen Modells und Quer- Abschnitt Eigenschaften, verschiedene Lastkombinationen werden analysiert. Endlich, die Windgeschwindigkeit- Eisdicke Beziehung erhalten wird, und die maximale Windgeschwindigkeit, die die Struktur standhalten kann, wird für verschiedene Eisdicke bestimmt.

1. Einführung

Gittermast ist eine allgemeine Bezeichnung für verschiedene Arten von Stahlmasten. Ein Gittermast oder Fachwerkmast ist ein freistehender Fachwerkmast. Diese Konstruktionen können insbesondere z. B. als Sendemasten verwendet werden

Spannungen von mehr als 100 Kilovolt, als Funkmasten (selbststrahlende Masten oder Träger für Antennen), oder als Beobachtungsmasten für Sicherheitszwecke. Große und schwere Rahmenteile sind dabei nicht erforderlich

Masten. Deshalb sind sie leichter als andere Masttypen, und die Module können einfach miteinander verbunden werden.

In Ländern mit erheblichen Eis- und Windlasten werden seit vielen Jahren Stahlgittermasten eingesetzt. Grund dafür sind die steigenden Anforderungen der modernen Industrie an Kommunikation und Energie. Es gibt verschiedene Arten von Masten, auf denen kleine Windgeneratoren montiert sind: freistehend, abgespanntes Gitter, und nach oben kippen. Freistehende Masten sind relativ robust, und sie bleiben ohne die Hilfe von Abspannseilen aufrecht. Abgespannte Gittermasten verwenden Abspannseile, um den Mast zu verankern und mit relativ wenig Beton aufrecht zu halten. Kabel erstrecken sich von drei Punkten in der Nähe der Mastspitze bis zum Boden in einiger Entfernung von der Mastbasis. Diese Konstruktionen sind im Vergleich zu freistehenden Masten recht leicht, und stellen daher das kostengünstigste Mittel zum Stützen einer Windkraftanlage dar. jedoch, Sie benötigen eine größere Fläche, um die Abspannkabel aufzunehmen.

Die technische Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit von Stahlgittermasten ist in den letzten Jahren gestiegen. Das Verhalten von Stahlgittermasten ist in der Literatur untersucht worden. Denn das Konstruktionsverfahren ist bei diesen Masten von Bedeutung, Die statische Berechnung bezieht sich auf das geometrische Modell und die Querschnittseigenschaften. Daher, die Modulfertigungs- und Montageschritte, und volkswirtschaftliche Kosten, stehen in direktem Zusammenhang mit der Konstruktion von Masten. Stahlgittermasten an Land sind gefährdete Bauwerke. Sie werden vor allem durch Umweltbelastungen beeinflusst. Windlasten sind die effektivsten Entwurfskriterien für diese Strukturen. jedoch, Der Eiseffekt muss ebenfalls berücksichtigt werden, vor allem in großen Höhen. In kalten Regionen, Diese beiden Effekte werden kombiniert. Deshalb, Die Beziehung zwischen Wind und Eis muss durch geeignete Finite-Elemente-Analysen untersucht werden, um den Einsturz solcher Strukturen zu vermeiden. In diesem Papier, die nichtlineare Analyse eines abgespannten Stahlgittermastes 80 m in der Höhe wird mit dem SAP durchgeführt 2000 Programm. Während das Modell nach TS aufgebaut ist 648 Lastzustände werden von TS übernommen 498. Die Höhe der Struktur wird angenommen 1500 m, und die Schneeregion IV wird angenommen, das ist die konservativste Option. Auf diese Weise, Die Analyse ist auch für andere Schneeregionen anwendbar. Die Struktur wurde zunächst ohne Eiseinwirkung analysiert. Nachher, Die Eisdicke wurde allmählich erhöht, und die Beziehung zwischen der Windgeschwindigkeit und der Eisdicke wurde bestimmt.

2. Material und Methode

Zunächst werden die richtigen Querschnitte und Winkel des Stahlgittermastes bestimmt. Nachher, das dreidimensionale Finite-Elemente-Modell ist in Abbildung dargestellt 1. Die Draufsicht des Modells wird präsentiert

in Abbildung 2. Gesichtsabschnitte des Modells, zeigt die Entfernungen mit Winkeln an, sind in Abbildung dargestellt 3 und Figur 4.

Zahl 1. 3-D Modell

Zahl 2. oben Aussicht

Zahl 3. EIN und B Gesicht Abschnitte

Zahl 4. C Gesicht Sektion

Tabelle 1. Material Eigenschaften

Tabelle 2. Sektion Eigenschaften

Tabelle 3 Windgeschwindigkeit und Windlasten nach Höhe

Ein Modul 3015 mm Länge besteht aus Stahlelementen. Säulen werden in einem Winkel von platziert 900 auf den Boden. Vertikale Stahlträger verbinden Stützen miteinander, und sind in Bezug auf die Säulen vertikal angeordnet. Diagonale Stäbe werden in bestimmten Winkeln zu den Stützen platziert, und sie verbinden auch die Säulen miteinander. Eine Säule mit diagonalen und vertikalen Elementen, die das Modul bilden, sind in Abbildung dargestellt 5.

Zahl 5. Modul Mitglieder

Abspannelemente und Module werden nach der Gesamthöhe vom Boden aus benannt. Die Typ- und Abschnittsnummern, mit entsprechenden Höhen, sind in Abbildung dargestellt 6.

Tabelle 4. Höhe und Schneeeigenschaften

Tabelle 5. Eis Eigenschaften

Es gibt 26 Module in dem Gittermast. Die Kolumne, vertikal,und diagonale Glieder in jeder Seite des Moduls sind shownin Fig 7. Positive und negative Richtungen Wind beeinflussen die
Modul sind ebenfalls in der Figur dargestellt.

Tabelle 6 Abschnitt Eigenschaften

In der Analyse verwendete Lastkombinationen sind in Gl (1) und Gl (2) folgendermaßen. Die Kombinationen werden durch Schneelasten gebildet, Eislasten nach Eisdickenwerten,

und Windlasten bei verschiedenen Höhen des Gittermastes bei Windgeschwindigkeiten sind in der Tabelle angegeben 7.

Lasteinwirkungen Seitenelemente. Verteilen Schneelast wird unter Berücksichtigung obere Fläche der Mitglieder berechnet.