Расчетные формулы. 
Расчет мачты ТМ-36-23.360.00 РР

Ветровая нагрузка

Полная ветровая нагрузка P_{п, i} c учетом 1-й формы собственных колебаний:

P_{п, i} = К P_{с, i} ,

где К — коэффициент, учитывающий 1-ю форму собственных колебаний;

где — число стандартов нормального распределения, зависящий от суммарного времени эксплуатации и типа ветрового воздействия;

Н — пульсационный параметр, зависящий от высоты и типа местности;

А — коэффициент масштаба конструкции;

В₁ — спектральный коэффициент, зависящий от отношения f₀₁/V, для 1-й частоты собственных колебаний;

₁ — коэффициент, учитывающий несинхронность пульсаций ветрового воздействия;

— коэффициент затухания.

По результатам расчетов аналогичных мачтовых конструкций принято:

К_мах = 1,74

P_{с, i} - статическая ветровая нагрузка на i-й элемент.

P_{с, i} = С_i F_i q_p K_{H i} n,

где Сi — аэродинамический коэффициент проекции i-го элемента на плоскость перпендикулярную ветровому потоку.

По ОСТ 92−9249−80 при V_х d_i

• 50 0,014 = 0,7
• 50 0,033 = 1,65 < 2,9 м²/с — С_i =1,2
• 50 0,051 = 2,55
• 50 0,3 = 15 > 7 м²/с — С_i = 0,7

для плоских элементов С_i = 1,4.

F_i — наветренная площадь, м²;

q_p — расчетный скоростной напор, Па.

По ГОСТ 16 350–80 «Климат СССР» скорость ветра 40 м/с и более в Арктическом климатическом районе по результатам четырехсрочных наблюдений была 1 час в году при min tC от -34,9 до -30,0, при этом max плотность воздуха p_t = 1,48 кг/м³ (ОСТ 92−9249−80).

q_p max = 0,5 p_t V² = 0,5 1,48 50² = 1850 Па

K_{H i} — коэффициент увеличения скоростного напора по высоте (см. ОСТ 92−9249−80).

n — коэффициент перегрузки, n = 1,1 (ОСТ 92−9249−80).

Устойчивость ствола мачты

Расчет на устойчивость производится по формулам для сжато-изогнутых стержней.

Напряжение от внецентренного сжатия.

.

где: — коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения, зависящий от условной гибкости и приведенного эксцентриситета m₁,.

.

где — коэффициент длины;

i — радиус инерции;

R — расчетное сопротивление.

.

где — коэффициент влияния формы сечения и эксцентриситета.

Натяжение оттяжек мачты

Расчет оттяжек производится по формулам для гибких нитей.

Приведенная нагрузка на оттяжку.

; кг/м,.

где g — вес каната на единицу длины (с учетом обледенения), кг/м;

w — давление ветра на единицу длины каната, нормального к направлению ветра;

— угол наклона оттяжки к горизонту;

— угол в плане между направлением оттяжки и наветренной оттяжкой, принятой за начало отсчета углов;

— угол между направлением ветра и наветренной оттяжкой.

Узловая нагрузка при трех оттяжках и = 60

Натяжение оттяжек при изменении исходного состояния.

где Е — модуль упругости каната;

F — площадь поперечного сечения каната;

q — скоростной напор ветра;

— коэффициент температурного удлинения.