ANTENSKI STUBOVI

1

eline konstrukcije za noenje antena I same konstrukcije su antene I noenje antena i antena istovremeno

2

Tornjevi Jarboli Kombinacija predhodna dva tipa

3

Tornjevi su slobodnostojee (konzolne) visoke konstrukcije, ukljetene u temelje. Jarboli su konstrukcije slobodno oslonjene ili ukljetene u temelje i ukruene zateznom uadi ankerovanom sa jedne strane u elinu konstrukciju, a sa d k t k ij druge u nezavisne t i temelje. lj

4

Mogu biti reetkasti ili puni nosai Obino se izvode u reetkastoj izradimanja sopstvena teina konstrukcije manja napadna povrina vetrom u odnosu na j d i t d punozidne konstrukcije

Vitke konstrukcije Dominantno optereenje je optereenje p j j p j vetrom5

Statiki odreeni konzolni nosai Uglavnom se izvode kao prostorne reetke reetke, obino unutranje statiki neodreene

6

Prostorna ukruenja konstrukcije

7

irina osnove tornjeva je obino jednaka 1/8 do 1/15 visine Nagib zidova konstrukcije tornja je od 1/16 do 1/40

8

Konstrukcije sa paralelnim pojasevima izvode se samo kod manjih objekata ili u gornjim delovima tornjeva Kod konzolnih konstrukcija je ekonomino kada pojasevi u uglu imaju konstantan ili kontinualno promenljiv nagib, to je uobiajeno kod tornjeva Take preloma lee npr. na paraboli. to je toranj vii to je vei zahev da se krak sila, formiran od ugaonih vertikala prilagodi dijagramu momenata savijanja9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Jarboli se sastoje od vertikalnog tela jarbola i uadi za utezanje Uad su u osnovi obino postavljena pod uglom od 120o U vertikalnoj ravni u optem sluaju ih ima vie pri emu meusobno rastojanje raste sa poveanjem visine

21

Mogu se aproksimirati sistemom kontinualnog nosaa na elastinim osloncima

22

U poreenju sa tornjevima jarboli zahtevaju gp g j vie slobodnog prostora za gradnju Jarboli se rade na relativno prostranim i j slobodnim lokacijama Za vee visine su ekonominiji od tornjeva, ve od visine od oko 40m a sa poveanjem 40m, visine njihova ekonominost drastino raste Uad se u toku eksploatacije mogu naknadno zatezati23

24

25

26

27

Zajednika osobina tornjeva i jarbola je da su dominantno visoki objekti sa lakom noseom konstrukcijom Konstrukcije za noenje antena su izloene vremenskim prilikama, zbog toga postoji potreba za dugotrajnom k t b d t j korozionom zatitom i tit

28

Sistem sa premazima, nanose se dva osnovna i najmanje dva zavrna sloja esto se koristi i toplo cinkovanje u novije vreme pogotovo Kod vee agresivnosti koriste se i duplex sistemi antikorozione zatite

29

Kod jarbola uad moraju biti pocinkovana. upljine se nakon montae ispunjavaju bitumenskim ili smolastim masama, materijalima koji sadre prah cinka ili olova Zatvorena spiralna uad su otpornija od otvorenih t ih

30

Podrazumeva se da su tornjevi i jarboli, naroito konstrukcije za noenje antena, opremljene sa gromobranom Obavezno se montira svetiljka za nono obeleavanje Za opsluivanje i penjanje se koristi razna oprema kao to su penjalice, stepenice ili liftovi sa odgovarajuom zatitom od pada31

Penjalice se rade, po pravilu sa leobranom Koriste se i penjalice bez leobrana sa sigurnosnim klizaem koji se zakljuava u sluaju pada Vode se po visini tako da najvie na svakih 25 m postoji odmorite i, po mogunosti, promena pozicije penjanja

32

33

Montaa se kod manjih objekata vri autodizalicom Kod visokih konstrukcija uvodi se montana g j j igla za dizanje ili kran u zavisnosti od lokacije Takoe je mogua montaa podizanjem odozdo liftovanje U teko pristupanim podrujima montaa pomou helikoptera moe imati mnogostruke prednosti34

Stanja pri montai treba statiki kontrolisati Montaa ovakvih konstrukcija zahteva paljivo prethodno planiranje svih faza montae, montae obazrivost i iskustvo, a pogotovu iskustvo detaljnu analizu uticaja vremenskih prilika

35

36

37

38

39

40

Razliiti antenski ureaji se relativno esto menjaju na anatenskim stubovima (nove tehnologije, poveanje kapaciteta) Antene se u veini sluajeva mogu direktno privrstiti za noseu konstrukciju Kod velikih parabolikih ogledala ili panelnih antena postavljaju se platforme za antene

41

42

43

Tornjevi i jarboli usled njihove velike visine p predstavljaju opasnost za letilice j j p Prema zakonu o vazdunom saobraaju p g j p je uprave za sigurnost letenja neophodno j na ovakve konstrukcije postaviti poziciono osvetljenje vrha antenskog stuba j j g Antenski stub se farba naizmenino u crveno belo, pri postojanju uadi na njima moraju postojati narandasti markeri u obliku p plastinih tela loptastih p44

Pre poetka projektovanja i izvoenja elinih konstrukcija za noenje antena moraju se obezbediti neophodne podlogepoloaj podnoja objekta podaci o opremi geomehanike k kt i tik tl h ik karakteristike tla meteoroloki podaci

45

Antene, njihovi energetski vodovi i izolatori moraju biti definisani masom, aerodinamikim karakteristikama, geometrijskim merama i podacima o nainu vezivanja Od metereolokih podataka treba obezbediti podatke o rui vetrova, osnovnoj brzini vetra i debljini i gustini leda Funkcionalni zahtevi se definiu kroz doputena pomeranja i rotacije antena u horizontalnoj i vertikalnoj ravni46

47

48

Moraju se uzeti u obzir sledea optereenja:I Osnovna optereenja:Stalna optereenja Promenljiva optereenja

II Dopunska optereenja p p j III Izuzetna optereenja

49

sopstvena teina konstrukcije (ukljuujui podeste, platforme, penjalice, i ograde) sopstvena teina elektrine opreme sopstvena teina antena i opreme za njihovo t t i t jih vezivanje uticaji projektovanih pomeranja oslonaca.

50

teina pokretnih konstrukcionih delova ureaja elektrine opreme, antena i ogledala teina ureaja za kontrolu, odravanje i montau npr liftovi i reviziona kolica npr. optereenje vetrom

51

teina leda optereenje vetrom zaleene konstrukcije opereenje snegom optereenje podesta i revizionih staza koncentrisana optereenja na horizontalne tapove delovanje toplote52

vetar u izuzetnim sluajevima led u izuzetnim sluajevima zemljotres neeljena pomeranja oslonaca stanja u montai-demontai montai demontai

53

Optereenje vetrom je dominantno optereenje elinih konstrukcija za noenje antena Izraunava se prema standardu JUS U.C7.110/1991. I t d d U C7 110/1991

q m ,T ,10 =Vm,50,10 kt kT -

1 2 Vm , 50 ,10 k t k 10 3 2gustina vazduha [kN/m2] osnovna brzina vetra [m/s] faktor vremenskog osrednjavanja faktor povratnog perioda.54

Osrednjeni aerodinamiki pritisak vetra iznosi:

q m,T , z

q m,T ,10 S z2 K z2

2

Sz - faktor topografije terena Kz - faktor ekspozicije terena terena.55

Uticaj hrapavosti terena na profil vetra obuhvaen je faktorom ekspozicije Kz z Kz = b 10 visina u odnosu na podnoje stuba p j parametri klase hrapavosti.

zb, -

56

2 g ,T , z m ,T , z z

Gz - dinamiki koeficijent

57

Redukovana brzina vetra Q iznosi: Vm ,T ,h Q = n h 1 2

n1 - frekvencija slobodnih nepriguenih j j prvom tonu [Hz] [ ] oscilacija konstrukcije u p R - rezonantni faktor B - faktor prostorne korelacije brzine vetra h visina stuba58

Za b/h 0,25 odnosno h/b 4: Q 4/3 R = S 4 B2

Za b/h < 0,25 odnosno h/b > 4: 0 25Q 5/6 R = S' 4 B2

- relativno priguenje oscilovanja konstrukcije S, S' - faktor spektralne energije59

Granina vrednost faktora (R/B)2 je 0,5 ( ) j , Ako je (R/B)2 < 0,5 konstrukcija je kruta, dinamiki koeficijent je jednak: Gz G = 1 + 2 gIzB Ako je (R/B)2 0,5 konstrukcija je vitka, Dinamiki koeficijent se rauna po formuli:R G z = 1 + 2 gI z B 1 + B g - udarni koeficijent Iz - intenzitet turbulencije po JUS U.C7.110., U C7 110 izraunat za z=h/22

60

Reetkasti nosai od otroivinih profila w = qm,T,zGzCfAs - koeficijent kosog dejstva vetra u odnosu na ravan izloenog zida konstrukcije Cf - koeficijent sile

61

As - povrina projekcije tapova reetke izloenog zida konstrukcije.

62

Vrednost koeficijenta sile Cf je funkcija odnosa izloene povrine konstrukcije i bruto povrine konstrukcije =As/A

63

f

64

Optereenje vetrom reetki koje se sastoje od k t j d krunocilindrinih profila, ili d i ih fil izraunava se po formuli: w = (qm,T,zGz)CwAs Cw - koeficijent sileKoeficijent sile zavisi od Rejnoldsovog broja, koeficijenta ispunjenosti i od oblika same reetke k fi ij t i j ti d blik tk

Rejnoldsov broj dat je izrazom:

Re =

Vm ,T ,z

dg65

Proizvoai antena su duni da daju projektantu vrednosti za sile i momente za sve pravce vetra i to za antene sa ledom i bez leda Podaci su dostupni u katalozima i prirunicima i i i Neki proizvoai daju i programe za proraun sila i momenata66

67

68

69

Stanja pri montai treba statiki kontrolisati Ukoliko je to mogue sa stanovita prorauna treba j g p primeniti redukovane vrednosti optereenja U okviru celokupnog vremena montae nalaze se mnogi intervali vremena u kojima nastupaju p posebno kritine faze montae Slobodna gradnja do sledeeg utezanja U svakom sluaju bi pri nadolaenju oluja ili pri bi, znacima nadolazeeg nevremena, trebalo preduzeti sve mogue graevinske mere osiguranja objekta. g g g j j70

Pored vetra, led predstavlja vano optereenje za antenske stubove Stepen zaleenosti (koliina leda) preteno zavisi od lokalne vlanosti vazduha u zimskom polugoditu pri temperaturama oko i neto ispod nule t i d l

71

Na visokim planinama i brdima srednje visine, naroito na visinama i it i i izmeu 700 i 1100 1100m, stepen zaleenosti moe biti znatan Koliina leda raste na strani vetra koji dovodi vlaan vazduh, pa se razlikuje:teki vrsti sloj - hrapav led koji se formira pri temperaturi vazduha izmeu 0 i -3o C, npr. pri ledenoj kii ili zamrzavanju vlanog snega ili vlanim maglama teina od maglama, 6 do 8 kN/m3 srednje teki sloj ( j j (mraz) formira se pri temperaturi ) p p o C , npr. pri zamrzavanju vazduha izmeu -3 i -7 podhlaene magle, teina je od 4 do 7 kN/m3 laki l ki nevezani sloj (i j ) f i l j (inje) formira se pri t i i temperaturi -7o C i t i 7 3 nioj, a teina je od 2 do 5 kN/m72

73

Optereenje ledom konstruktivnih delova ispoljava se u dva vida:poveanjem vertikalnog optereenja konstrukcije od teine ledenih naslaga promenjenim optereenjem vetrom: etrompoveana povrina konstrukcionih delova izloenih vetru smanjenje ili poveanje vrednosti koeficijenta sile Cf pojedinih konstrukcionih delova ili konstrukcije u celini

74

Svaka elina konstrukcija za noenje antena j j je p j na kojoj j oprema koja zahteva zatitu od udara leda mora biti snabdevena ledobranom. Konstrukcija ledobrana mora biti takva da ne p prenese sile udara na noseu konstrukciju, j , ve da ih amortizuje. Zato se ledobrani moraju odravati zamenom ili popravkom i uvek drati u ispravnom j stanju.75

76

77

78

Neposredno optereeni konstruktivni delovi podesta stepenita raunaju se sa koncentrisanom silom od 3,0 kN Posredno optereeni konstrukcioni delovi raunaju se sa jednakopodeljenim optereenjem od 2,0 kN/m2 Ukoliko se konstrukcioni delovi optereuju retko, onda se moe raunati sa koncentrisanom silom od 1,5 kN, odnosno sa jednako podeljenim optereenjem od 1,0 kN/m279

Koncentrisana optereenja blago nagnutih tapova reetkeSvi blago nagnuti tapovi reetkaste konstrukcije, tj. tapovi iji je ugao nagiba prema vertikali 75o < < 90o, raunaju se sa horizontalnom koncentrisanom silom od 1,0kN na najnepovoljnijem mestu na tapu Istovremeno optereenje vetrom I t t j t posmatranog tapa uzima sa vrednostima 0,333 qm,T,z [kN/m2].80

Ravnomerna temperaturna promena t iznosi 35oC. Ovo optereenje kod samonoseih konstrukcija praktino nema uticaj, ve samo uticaj kod utegnutih jarbola. Ne mora biti ista temperatura u jarbolu i u kablovima

81

Visoki antenski stubovi najee imaju g (3 pojasa) ili etvorougaoni ) g trougaoni ( p j popreni presek (4 pojasa) u horizontalnoj ravni Po pravilu su piramidalne konstrukcije po visini Trouglasti popreni presek daje najmanju teinu i najmanje optereenje vetrom, a time i manju ukupnu teinu (oko 10%) u poreenju sa etvoropojasnim nainom izvoenja p j j82

Popreni presek je unutranje krut (trougao) Mana mu je neto skueniji unutranji prostor Konstruisanje pojaseva u uglovima je komplikovano kod toplovaljanih profila Ugaonici , k ji se rade pod pravim uglom, se U i i koji d d i l savijaju na 60o ili se primenjuju hladno oblikovani obliko ani profili Tro gaona osno a je Trougaona osnova povoljna kod jarbola koji su utegnuti sa tri strane. strane Kvadratni popreni presek je labilna figura, pa su potrebna poprena ukruenja83

84

85

Postoji mnogo varijanti sa prednostima i manama u svakom pojedinanom sluajuKonstruktivno reenje sa slike (a) ima dijagonalne tapove koji menjaju pravac. Pojasni tapovi imaju relativno veliku duinu izvijanja. Povrina izloena vetru je mala izvijanja mala. Konstruktivno reenje sa slike (b) u poreenju sa varijantom (a) ima prepolovljenu duinu izvijanja. Zbog toga je povrina izloena vetru neto vea, a i konstruisanje vorova tee. Iste primedbe vae i za reenje sa slike (c). Posmatrano u odnosu na visinu, dijagonale formiraju spiralu.86

Na slici (d) dijagonale ine rombinu ispunu. Racionalno ih je meusobno povezati u takama preseka. Zbog efekta oslanjanja zategnute dijagonale, smanjuje se duina dijagonale izvijanja pritisnute dijagonale. Na slici (e) u visini presenih taaka rombinih dijagonala nalaze se horizontalni tapovi. Duina izvijanja pojasnih tapova se jo jednom prepolovljuje. Konstruktivno reenje sa slike (f) ne prua nikakve znaajne prednosti. U vorovima se sustie jako mnogo tapova, tapova a duina izvijanja pojasnih tapova je ista kao u sluajevima (a) do (d).

87

Na slici (g) prikazana je K ispuna sa relativno otrim uglom dijagonalnih tapova. Reetke sa rombinom i K ispunom imaju u odnosu na K-ispunom druge tu prednost, da su zbog velike gustine tapova pri velikom optereenju sekundarni naponi relativno najnii. Najvee prednosti ima takozvana zvezdasta reetka (h), zbog svoje ekonominosti, usled malih duina izvijanja p j pojasnih tapova. p Kod konzolnih tornjeva su mali uticaji poprene sile. U tom sluaju je mogue izduenje rombine ispune i ubacivanje sekundarne ispune (h i) Ovim se smanjuje duina izvijanja (h,i). pojasnih tapova pri istovremenoj maloj teini i napadnoj povrini vetra.88

Mora se napraviti statika ema konstrukcije j p j prostorni sistem koja e da predstavlja p Veze konstruktivnih delova treba predstaviti p j to priblinije stvarnim konstrukcionim detaljima veza Statiki uticaji za jarbole se raunaju po teoriji II reda Za jarbole visine manje od 50 m mogu se raunati po teoriji I reda89

Kada je konzolni toranj na slobodnom kraju optereen horizontalnom koncentrisanom silom, dijagram momenata savijanja je pravolinijski (a,b) Ako se pojasni tapovi izvode sa konstantnim nagibom, tada su sile u njima konstantne celom duinom Ispuna je pri tome neoptereena i ima funkciju da smanji duinu izvijanja pojasnih tapova Ako po visini deluje vie horizontalnih sila tada je dijagram momenata poligonalan (d,e)90

91

Pri odgovarajuem nagibu pojasnih tapova ispuna takoe nije optereena, slino kao kod luka postoji potporna j linija. Na slici je prikazano kako se ona moe dobiti

92

Danas se uglavnom svi prorauni rade uz pomo raunara, sa modelom prostornog reetkastog nosaa, pri emu se uticaji tapova ispune i poprenih ukruenja automatski sraunavaju.

93

Pitanje konematike stabilnosti toranjskih reetki je izuzetno znaajno za analizu Stepen statike neodreenosti sledi iz sledee formule n = a + s - 3k gde je:aska+s broj reakcija oslonaca; za zglob vai a = 3 broj tapova j p broj vorova, ukljuujui i vorove na zemlji broj nepoznatih94

Ako se dobije n=0 sistem je statiki odreen Ako se dobije n>0 sistem je statiki neodreen A ako se dobije n