Плоская панель для стальных трубчатых мачт и призматических башен
FLAT PANEL FOR STEEL TUBULAR MASTS AND PRISMATIC TOWERS

Заявленное изобретение относится к области строительства и предназначена для образования ствола мачт или призматических башен из стальных труб, служащих для установки на соответствующей высоте любого оборудования, например: теле- или радиовещательного, радиорелейной или мобильной связи, метеорологического или осветительного оборудования.
Из уровня техники известно, что мачта представляет собой решетчатую, обычно, трех- или четырехгранную призму, поддерживаемую несколькими ярусами оттяжек по трем или четырем направлениям, соответственно.
Основное отличие мачты от башни - это наличие оттяжек. Оттяжки являются для мачты упругими опорами. Ствол мачты имеет по всей длине призматическую форму - это, как правило, четырех- или трехгранные решетчатые призмы (фигура 3 и 4).
Ствол мачт выполняется по тому же принципу, что и у башен - по принципу пространственной фермы и состоит из поясов, раскосов и распорок. Пояса могут быть выполнены из труб или из уголков, распорки - из труб или уголков, раскосы - из труб, уголков или круглой стали.
Существуют мачты, выполненные в виде металлической трубы большого диаметра из вальцованных стальных листов
Башня представляет собой вертикально и свободно стоящее высотное сооружение, жестко защемленное в основании, что достигается анкеровкой ствола башни к фундаментам, и не требующее по этой причине оттяжек. В большинстве случаев башни проектируют в виде пространственных конструкций, имеющих форму призмы или усеченной пирамиды, часто с небольшими переломами в очертании поясов по высоте. Башни представляют собой решетчатые конструкции из трубчатых, прокатных или сварных профилей.
Известные на сегодняшний день мачты и башни монтируются из пространственных сварных секций или из пространственных секций, которые собираются из элементов на монтажной площадке и поднимаются в рабочее положение краном, или поднимаются поэлементно при помощи монтажных приспособлений/крана и монтируются на уже установленные конструкции секций.
То есть эти мачты и башни собираются из секций.
У цельносварных секций недостатком является невозможность компактно упаковать конструкции для транспортировки. При дальних перевозках это существенно увеличивает расходы.
Для секций, которые собираются поэлементно на монтажной площадке (для транспортировки конструкции можно уложить компактно), недостатком является большое количество монтажных стыков, увеличивающих время и сложность сборки, также недостатком является неизбежное возникновение щелевой коррозии в монтажных стыках.
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является мачта, известная из авторского свидетельства №618523 (24.03.1977 г.).
Мачта включает ствол многогранного сечения, выполненный из соединенных между собой плоских секций, размещенных ярусами и по граням ствола и образованных вертикальными поясами, раскосами и распорками. Вертикальные пояса выполнены из уголков с вкладышами типа призм, смежные грани каждой из которых жестко соединены с полками уголков поясов, а между диагональными гранями смежных вкладышей размещены вертикальные вставки, причем полки уголков, вкладыши и вставки выполнены со сквозными отверстиями для болтов. Причем мачта традиционно собирается из пространственных секций, которые собраны из плоских секций, вставок и вкладышей, притянутых друг к другу болтами и гайками.
Недостатками известного устройства является выполнение плоских секций из уголков, что приводит к усложнению монтажа при сборке конструкции и в дальнейшем при ее разборке. Для крепления таких секций необходимо использовать вкладыши и вставки. Причем сама конструкции плоских секций, выполненная из уголка может быть деформирована в случае разборки и дальнейшей ее транспортировки в другое место установки. Также недостатком является то, что при сборке мачты необходимо сначала собрать пространственную секцию и только затем установить ее на предыдущую секцию, установленную ниже.
Задачей заявленного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков конструкции. Для этого была разработана конструкция нового типа, выполненная из стальных труб. Были разработаны два типа плоских панелей, причем выбор того или иного типа плоской панели зависит от выбора типа мачты или башни, а именно выбора геометрии поперечного сечения мачты или башни.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение монтажа и демонтажа мачты или башни, улучшение транспортабельности конструкции, за счет использования в конструкции плоской панели стальных труб вместо уголка, изменение схемы монтажа - по спирали вместо посекционно - и увеличение ассортимента выбора плоских панелей, что позволяет выбрать тип - количество граней - мачты или башни.
Сущность заявленного изобретения.
Заявленная плоская панель для стальных трубчатых мачт и призматических башен не имеет указанных выше недостатков.
Плоская панель применяется в качестве сборочной единицы, образующей грани решетчатого ствола мачты или призматической башни.
Плоская панель выполнена из стальных труб и включает в себя длинный и короткий участок стойки (пояса), которые объединены раскосами из труб меньшего диаметра, чем стойки. Стыкование Плоских панелей осуществляется путем их соединения по высоте на трубчатых втулках. При сборке каждый короткий участок панели сверху и снизу стыкуется с длинными участками других панелей, расположенных в другой плоскости, а каждый длинный участок панели также стыкуется с короткими участками других панелей, расположенных в другой плоскости, для образования ствола сооружения.
Принцип построения Плоских панелей
Плоская панель представляет собой конструкцию, в виде треугольника, вписанного в прямоугольник, состоящую из короткого пояса, длинного пояса и двух раскосов, (фигуры 1 и 2). Причем для монтирования мачт и башен различного типа имеются два варианта плоских панелей.
На фигуре 1 представлен вариант конструкции плоской панели первого типа (ПП1) в форме равнобедренного треугольника с разверткой участка ствола мачты из панели этого типа. Равнобедренный прямоугольник, в который вписан треугольник, по большей стороне разбит, на две равные части и один из углов треугольника расположен посередине между этими частями, а два других угла треугольника расположены по углам противоположной стороны прямоугольника. То есть плоская панель состоит из длинного пояса (поз. 3), короткого пояса (поз. 2) и двух раскосов одинаковой длины, выполненных из стальных труб. При этом диаметр трубы раскосов - меньше диаметра трубы поясов.
В короткий пояс с небольшим зазором вставлена втулка (1), которая по длине больше, чем короткий пояс, и выступает из пояса в две стороны. Втулка фиксируется в поясе крепежными изделиями. Именно на эту втулку, зафиксированную в коротком поясе, сверху и снизу надеваются длинные пояса панелей, расположенных в другой плоскости, которые закрепляются на этой втулке при помощи крепежа.
Геометрию построения плоской панели первого типа можно описать так: один из углов треугольника расположен на большей стороне прямоугольника выше основания на половину, а два других угла треугольника - по углам противоположной стороны прямоугольника. Оси раскосов приняты с расцентровкой по отношению к углам треугольника.
Плоская панель первого типа, может применяться для четырех- и шестигранных мачт и башен (и более), т.е. с количеством граней кратным 2.
На фигуре. 3 представлен вариант мачты квадратного сечения, смонтированной из плоских панелей первого типа.
В отличие от первого варианта в другом варианте - плоской панели второго типа (ПП2), показанном на фигуре 2, прямоугольник по большей стороне разбит на три равные части. Один из углов треугольника расположен на большей стороне прямоугольника выше основания на треть высоты, а два других угла треугольника - по углам противоположной стороны прямоугольника. Оси раскосов приняты с расцентровкой по отношению к углам треугольника. На фигуре 2 также показана развертка участка ствола мачты из панели этого типа.
То есть плоская панель состоит из длинного пояса (поз. 5), короткого пояса (поз. 4) и двух раскосов разной длины, выполненных из стальных труб.
В короткий пояс с небольшим зазором вставлена втулка (1), которая по длине больше, чем короткий пояс, и выступает из пояса в две стороны. Втулка фиксируется в поясе крепежными изделиями. Именно на эту втулку, зафиксированную в коротком поясе, сверху и снизу надеваются длинные пояса панелей, расположенных в другой плоскости, которые закрепляются на этой втулке при помощи крепежа.
Таким образом, суть изобретения заключается в следующем.
Плоская панель для стальных трубчатых мачт и призматических башен первого типа выполнена из стальных труб в форме равнобедренного треугольника, вписанного в прямоугольник, который по большей стороне разбит на две равные части, и один из углов треугольника расположен посередине между этими частями, а два других угла треугольника расположены по углам противоположной стороны прямоугольника. Плоская панель состоит из длинного и короткого участка пояса, которые объединены двумя раскосами одинаковой длины, выполненными из труб меньшего диаметра, чем диаметр труб поясов, а в короткий пояс вставлена и зафиксирована втулка, выступающая из пояса в две стороны, на которую сверху и снизу надевают длинные пояса плоских панелей, расположенных в другой плоскости, для соединения плоских панелей между собой в ствол сооружения.
Плоская панель второго типа для стальных трубчатых мачт и призматических башен выполнена из стальных труб в форме треугольника, вписанного в прямоугольник, разбитого по большей стороне на три равные части, где один из углов треугольника расположен на большей стороне прямоугольника выше основания на треть высоты, а два других угла треугольника расположены по углам противоположной стороны прямоугольника. Плоская панель второго типа состоит из длинного и короткого пояса, которые объединены двумя раскосами разной длины, выполненными из труб меньшего диаметра, чем диаметр труб поясов, а в а в укороченный номе вставлена и зафиксирована втулка, выступающая из пояса в две стороны, на которую сверху и снизу надевают длинные пояса плоских панелей, расположенных в другой плоскости, для соединения плоских панелей между собой в ствол сооружения,
Плоская панель второго типа, может применяться для трех- и шестигранных (и более) мачт и башем, т.е. с количеством граней кратным 3.
На фигуре 4 представлен вариант мачты с сечением в виде треугольника, смонтированной из плоских панелей второго типа.
На фигуре 5 представлено соединение плоских панелей друг с другом. Позицией 6 обозначен длинный пояс верхней панели первого или второго типа, поз.7 обозначен короткий пояс панели первого или второго типа, поз.8 длинный пояс нижний панели первого или второго типа.
В короткий пояс панели с небольшим зазором вставлена втулка, которая по длине больше, чем короткий пояс, и выступает из пояса в две стороны. От сдвига втулка стопорится в поясе крепежными изделиями. Именно на эту втулку, закрепленную в коротком поясе, сверху и снизу надеваются длинные пояса панелей, расположенных в другой плоскости, которые закрепляются на этой втулке при помощи крепежа.
Заявленная геометрическая разбивка позволяет соединять плоские панели - в разных плоскостях - по спирали в пространственный многогранный ствол, в отличие от сборки ближайшего аналога, в котором сначала необходимо собрать пространственную секцию и только затем установить ее на ранее собранную секцию, что существенно упрощает как сборку, так и демонтаж конструкции мачты. Также в зависимости от выбора типа плоской панели есть возможность выбора сечения - количества граней - мачты или башни сборно-разборного типа.