Специальные требования к анализу и проектированию

(1) Проектирование на диссипативное поведение не допускается для мачт с оттяжками. Они должны проектироваться на низкодиссипативное поведение с q = 1,5.

(2)Р Напряжение в канатных оттяжках вследствие расчетного сейсмического воздействия должно быть ниже, чем напряжение предварительной нагрузки каната.

(3) Упругая связь, накладываемая канатными оттяжками на мачту, должна быть учтена следующим образом:

— в относительно коротких мачтах (до 30 или 40 м) канатные оттяжки могут рассматриваться как простые натяжные элементы с жесткостью, которая остается постоянной при изгибе мачты;

— в более высоких башнях провисание канатных растяжек велико и должно быть учтено посредством жесткости каната, которая зависит от деформаций в соответствии с п. 4.2.3(2) и (3).

(4) Провисание канатных оттяжек вследствие ледовой нагрузки, рассматриваемой в сейсмической расчетной ситуации, должно быть учтено.

(5) Для провисающих и прямых канатов горизонтальная составляющая жесткости канатной оттяжки должна быть принята равной:

(8.1)

где A_C — площадь поперечного сечения канатной оттяжки;

E_eq — эффективный модуль упругости канатной оттяжки (с учетом провисания в соответ­ствии с п. 4.2.3(3) и 4.2.3(4), если требуется в соответствии с п. (3),(4));

l — длина каната;

a — угол канатной оттяжки по отношению к горизонтали.

(6) Если провисание и масса канатной оттяжки являются значительными, следует учесть возможность импульсного нагружения мачты от каната в сейсмической расчетной ситуации.

Материалы

(1)Р Применяется п. 7.3(1)Р.

(2)Р Применяется п. 6.2.1(2)Р.

(3)Р Применяется п. 6.2.1(3)Р.

(4) Применяются требования в EN 1998-1:2004, п. 6.2.

Предельное состояние по ограничению повреждений

(1) Применяется п. 5.5(2).

(2) Предельное значение относительных перемещений между горизонтальными элементами жесткости, вычисленное в соответствии с п. 4.9(3), должно быть указано для конкретного проекта для предельного состояния по ограничению повреждений в зависимости от назначения мачты.

Приложение А

(справочное)

Линейный динамический анализ с учетом
вращательных составляющих колебаний грунта

(1) При учете вращательных составляющих колебаний грунта в процессе землетрясения сейсмическое воздействие может быть представлено тремя упругими спектрами ответа для поступательных составляющих и тремя упругими спектрами ответа для вращательных компонентов.

(2) Упругие спектры ответа для двух горизонтальных поступательных составляющих (оси x и y)
и для вертикальной составляющей (ось z) являются спектрами, приведенными в EN 1998-1:2004,
п. 3.2.2.2 и 3.2.2.3.

(3) Вращательный спектр ответа определяется аналогично спектру ответа поступательных составляющих, т. е. путем рассмотрения пикового ответа на вращательное движение вращательного осциллятора с одной степенью свободы с периодом собственных колебаний T и критическим коэффициентом демпфирования x.

(4) R^q обозначает отношением между максимальным моментом в пружине осциллятора и вращательным моментом инерции вокруг оси вращения. График зависимости R^q от периода собственных колебаний T для заданных значений x является вращательным спектром ответа.

(5) Если отсутствуют результаты специального исследования или документально подтвержденные полевые измерения, вращательный спектр ответа можно определить как:

(А.1)

(А.2)

(А.3)

где R^q_x, R^q_y, R^q_z — вращательные спектры ответа вокруг осей x, y и z, рад/с²;

— упругие спектры ответа для горизонтальных составляющих на площадке, м/с²;

T — период, с;

v_s — средняя скорость поперечной волны, в м/с, верхних 30 м профиля грунта. Можно использовать значение, соответствующее низкоамплитудным вибра­циям, т. е. деформации сдвига порядка 10^–6.

(6) Количественная оценка v_s выполняется непосредственно полевыми измерениями или при помощи лабораторных измерений модуля сдвига G, при малой деформации, и плотности грунта r,
а также посредством инвертирования выражения (3.1) в EN 1998-5:2004, п. 3.2(1):

(7) В тех случаях, когда оценка v_s осуществляется не экспериментальными измерениями в соответствии с п. (6), можно использовать значение из таблицы А.1, репрезентативное для типа грунта площадки:

Таблица А.1 — Значения по умолчанию скорости поперечной волны для пяти стандартных типов грунта

(8) Если рассматривается поступательное ускорение грунта вдоль горизонтального направления x вместе с вращательным ускорением в вертикальной плоскости x-z, то при условии, что [M] — матрица инерции, [K] — матрица жесткости, а [С] — матрица демпфирования, формулы движения для результирующей системы со многими степенями свободы принимают вид:

(А.4)

где — вектор, состоящий из ускорений степеней свободы конструкции относительно основания;

— вектор, состоящий из скоростей степеней свободы конструкции;

— вектор, состоящий из перемещений степеней свободы относительно основания;

— вектор, состоящий из поступательных масс в горизонтальном направлении поступательного возмущения. Этот вектор совпадает с главной диагональю матрицы массы [M], если вектор содержит только поступательные перемещения в горизонтальном направлении возмущения;

— поступательное ускорение грунта, представленное S_e;

— вращательное ускорение основания, представленное R^q.

(9) Чтобы учесть член коэффициент участия в модальном анализе моды k составляет:

(А.5)

а для члена коэффициент участия составляет:

(А.6)

где — k-й модальный вектор;

— вектор произведений модальной амплитуды F_i при i-й степени свободы и ее высоты h_i.

(10) Эффекты двух вынуждающих функций должны обычно накладываться в домене времени. Они обычно не синфазны, следовательно, эффекты вращательного возмущения грунта могут складываться с эффектами поступательного возмущения по правилу геометрического сложения векторов (квадратный корень из суммы квадратов).

Приложение В

(Справочное)