Трёхгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах с изменяемой опорной секцией
THREE-SIDED TRELLISED COLLAPSIBLE TOWER WITH HEIGHT OF UP TO 50 m ON TRANS-SHIPMENTS WITH ADJUSTING FOOT SECTION

Заявленное изобретение относится к области строительства и предназначено для использования в конструкциях легких сборно-разборных башен высотой до 50 м, не имеющих заглубленного фундамента и служащих для установки на соответствующей высоте любого оборудования: радиорелейной или мобильной связи, метеорологического, осветительного и др.
В настоящее время существует потребность в легких сборно-разборных - мобильных - башнях небольшой высоты до 50 м, для установки, которых не требуется устройства подземного фундамента.
Из уровня техники из RU 2305167 С2 (приоритет от 31.05.2005) известна линейка сборно-разборных башен.
Опорный пояс для линейки металлических башен сборно-разборной конструкции высотой от 30 до 100 метров. Каждая из башен представляет собой ствол в виде пространственной решетчатой фермы с наклонными и вертикальными поясами одинаковой длины, соединенными друг с другом и с опорным поясом посредством сопрягающих элементов. Каждая последующая по высоте башня получена путем изъятия одного наклонного или вертикального пояса из ствола башни. Опорный пояс выполнен для каждой из башен единым по конструктивному исполнению и по количеству стоек, выполненных в виде одинаковых плоских решетчатых ферм.
Каждая из стоек снабжена шарнирами, посредством которых они сопряжены через фланцы с ближайшим наклонным или вертикальным поясом ствола башни - с одной стороны и с фундаментом - с другой для возможности изменения расстояния от оси шарнира, сопряженного с
ближайшим поясом башни, до оси шарнира, сопряженного с фундаментом башни с увеличением общей площади опорной поверхности фундамента в зависимости от высоты башни, условий ее эксплуатации и навешиваемого на нее оборудования.
Однако существенным недостатком такой конструкции является то, что в местах соединения поясов секций с опорной секцией установлены шарниры, за счет этого существенно изменяется расчетная схема башни и не обеспечивается необходимая неизменяемость конструкций, а, следовательно, ее надежность и устойчивость.
Ближайшим аналогом заявленной группы изобретений является трехгранная решетчатая башня, известная из RU 106912 U1 (приоритет от 05.05.2011 г.)
Башня представляет собой трехгранную металлическую конструкцию в форме усеченной пирамиды, ребра которой образованы поясами, соединенными в каждой грани элементами решетки: распорками и раскосами. Пояса выполнены из корытообразного профиля.
Использование такой башни позволяет осуществлять серийное производство элементов конструкций башен на заводе, полностью исключив использование сварки на монтаже, повысить несущую способность и устойчивость конструкций башенных сооружений при одновременном значительном упрощении ее изготовления с использованием сравнительно небольшого количества унифицированных элементов, а также обеспечивает повышение надежности и долговечности сооружений.
Однако использование такой башни сопряжено с рядом недостатков, а именно с тем, что конструкция такой башни не является разборной, корытообразный профиль имеет большую наветренную площадь, и нет указания, что башню такой конструкции можно устанавливать без использования подземного фундамента.
Исходя из анализа недостатков известных технических решений, были выявлены цели, решаемые с использованием заявленной группы изобретений.
Целью заявленной группы изобретений является оптимизация времени и материальных затрат на проектирование, изготовление и установку легких сборно-разборных башен высотой до 50 м, предназначенных для различного оборудования и разных климатических районов.
Для этого разработаны призматические, пирамидальные, а также опорная секция со вставками, позволяющими изменять базу башни.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является возможность изменения несущей способности легкой сборно-разборной башни высотой до 50 м в зависимости от места ее размещения (климатического района), путем замены одной или двух нижних призматических секций башни на пирамидальные и добавлением в опорную секцию вставок между фланцами цельносварных трехгранных подкосов с целью увеличения базы для повышения несущей способности и устойчивости башни на пригрузах.
При этом для установки такой конструкции сборно-разборной башни высотой до 50 м не требуется устройства подземного фундамента.
Исключение использования сварки при монтаже заявленной группы изобретений, за счет использования фланцевого соединения элементов, позволяет существенно упростить монтаж конструкций и уменьшить нарушение антикоррозионного покрытия и делает конструкцию сборно-разборной.
Изобретение позволяет подобрать оптимальный вариант конструктивного исполнения башни, в соответствии с нагрузками от размещаемого оборудования и климатическим районом строительства. А отсутствие необходимости устройства подземного фундамента, сокращает сроки строительства и облегчает землеотвод под установку башни.
Сущность заявленного изобретения
Башня, не имеющая заглубленного в землю фундамента, называется башней на пригрузах. От перемещений и опрокидывания такую башню удерживают грузы, размещенные на опорной раме башни. Опорная рама соединяется с портальной (опорной) секцией башни.
Для башни на пригрузах важна не только масса пригрузов, но и то, как они размещены по отношению к оси башни.
Известно, что на прочность металлоконструкций башни с учетом антенно-фидерного оборудования, высоты его размещения, климатических характеристик района строительства влияет не только масса пригрузов, нагружающих опорную плиту, но и расстояние, на которое пригрузы должны отстоять от оси башни. Поэтому важно разработать и применять конструктивное исполнение башни, обеспечивающее прочность башни в месте ее установки.
Для решения этого вопроса была разработана башня с изменяемой опорной секцией.
Первый вариант представляет собой трехгранную решетчатую сборно-разборную башню на пригрузах высотой до 50 м, включающая несколько призматических секций и одну опорную секцию, выполненную из сварных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой фланцами.
Второй вариант представляет собой трехгранную решетчатую сборно-разборную башню на пригрузах высотой до 50 м, включающая несколько призматических секций, одну пирамидальную и одну опорную секцию, выполненную из сварных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой фланцами, причем для увеличения осевого размера опорной секции между фланцами соединения подкосов опорной секции расположены горизонтальные вставки.
Третий вариант представляет собой трехгранную решетчатую сборно-разборную башню на пригрузах высотой до 50 м, включающая несколько призматических секций, две пирамидальных секции и одну опорную секцию, выполненную из сварных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой фланцами, причем для увеличения осевого размера опорной секции между фланцами соединения подкосов опорной секции расположены горизонтальные вставки большего размера, чем вставка у трехгранной решетчатой сборно-разборной башня на пригрузах высотой до 50 м во втором варианте.
Три варианта башни представлены на фигурах 1, 3, 5.
На Фигуре 1 представлена трехгранная башня, состоящая из нескольких призматических секций и одной опорной секции без вставок.
Трехгранная решетчатая сборно-разборная башня на пригрузах высотой до 50 м включает несколько призматических секций и одну опорную секцию, выполненную из сварных пространственных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой на фланцах.
На Фигуре 2 представлена развертка опорной секции трехгранной башни, которая представлена на Фигуре 1, включающей только призматические секции и опорную секцию без вставок.
На Фигуре 3 представлена трехгранная башня, состоящая из нескольких призматических секций, одной пирамидальной и опорной секции со вставкой В1 меньшего размера.
Эта трехгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах включает несколько призматических секций, одну пирамидальную и одну опорную секцию, выполненную из сварных пространственных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой на фланцах через горизонтальные вставки В1 для увеличения осевого размера опорной секции.
На Фигуре 4 представлена развертка опорной секции трехгранной башни, которая изображена на Фигуре 3, со вставками В1 меньшего размера.
На Фигуре 5 представлена трехгранная башня, состоящая из нескольких призматических секций, двух пирамидальных и одной опорной секции со вставками В2  размера.
Данная трехгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах состоит из нескольких призматических секций, двух пирамидальных, и одной опорной секции, выполненной из трех сварных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой, соединенных между собой на фланцах через горизонтальные вставки В2 для увеличения осевого размера опорной секции.
На Фигуре 6 представлена развертка опорной секции трехгранной башни, изображенной на Фигуре 5, со вставками В2 большего размера.
Таким образом, предлагаемая линейка трехгранных башен включает следующие типы башен:
- Трехгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах, включающая несколько призматических секций и опорную секцию без вставок (Фигура 1);
- Трехгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах, включающая несколько призматических секций, одну пирамидальную и опорную секцию со вставками В1, увеличивающими осевой размер опорной секции (Фигура 3);
- Трехгранная решетчатая сборно-разборная башня высотой до 50 м на пригрузах, включающая несколько призматических секций, две пирамидальных секции и опорную секцию со вставками В2, увеличивающими осевой размер опорной секции (Фигура 5).
Опорная секция каждой башни выполняется из трех сварных пространственных трехгранных подкосов с постоянной геометрической схемой. Между собой подкосы соединяются на фланцах (без вставок или через вставки). Для увеличения осевых размеров опорной базы опорной секции дополнительно предусмотрены два варианта вставок: В1 - вставка меньшего размера (Фигура 4) и В2 - вставка большего размера (Фигура 6). Вставки, тоже на фланцах, монтируются между фланцами соединения подкосов.
В случае, если подкосы соединяются между собой без дополнительных вставок, образуется опорная секция с минимальными осевыми расстояниями. Такая опорная секция применяется в башне, состоящей только из призматических секций и одной опорной секции (Фигура 1).
Опорная секция (Фигура 4) со вставками (В1) меньшего размера применяется в башне с одной пирамидальной секцией и несколькими призматическими (Фигура 3). Башня такого исполнения запроектирована на большую нагрузку, чем башня, представленная на Фигуре 1.
Опорная секция (Фигура 6) со вставками (В2) большего размера применяется в башне с двумя пирамидальными секциями и несколькими призматическими (Фигура 5). При таком конструктивном исполнении башня выдержит большую нагрузку в сравнении с двумя предыдущими, представленными на Фигурах 1 и 3.
Таким образом, в качестве изобретения предлагается группа изобретений, включающая варианты трехгранной решетчатой башни высотой до 50 м на пригрузах, в конструктивном исполнении которой, предусмотрена возможность значительно изменять - увеличивать - несущую способность башни путем замены одной или двух нижних призматических секций на пирамидальные и добавлением в опорную секцию вставок большего размера между фланцами цельносварных трехгранных подкосов с целью увеличения базы башни.