Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 70218 10.20295/1815-588X-2023-3-660-672 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения The Use of Dynamic Vibration Dampers to Increase the Stability of Tower Communication Structures under Wind Loads Применение динамических гасителей колебаний для повышения устойчивости башенных сооружений связи к ветровым воздействиям Богданова Галина Алексеевна Bogdanova Galina Alekseevna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Иванова Жанна Васильевна Ivanova Zhanna Vasil'evna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 21 09 2023 21 09 2023 20 3 660 672 19 09 2023 https://atjournal.ru/en/nauka/article/70218/view

Цель: Исследовать вопросы в части применения динамических гасителей колебаний в конструкциях башенных сооружений связи для их защиты от воздействия ветровых нагрузок. Методы: Выполнить анализ конструктивных особенностей существующих башенных сооружений. Рассмотреть влияние различных факторов, включая и ветровую нагрузку, на выбор конструктивного решения башенных сооружений. Проанализировать климатические параметры района строительства и определить тип башенного сооружения в качестве объекта для проведения данного исследования. Определить критерии качества гашения вибрации, на основе которых осуществляется подбор конструкции динамического гасителя колебаний (ДГК), и провести расчет его массы. Провести расчетное исследование выбранного типа сооружения с учетом ветровых нагрузок и оценить эффективность предлагаемого решения динамического гасителя колебаний на повышение устойчивости башенных сооружений связи в районах с порывами ветра более 25 м/с. Результаты: Представлены результаты исследования конструкции динамического гасителя колебаний, направленных на улучшение условий эксплуатации объектов телекоммуникационной связи в районах с повышенной ветровой нагрузкой. Практическая значимость: Показано, что использование динамических гасителей колебаний в башенных сооружениях сотовой связи позволяет снизить амплитуду колебания и максимальные горизонтальные перемещения, возникающие в конструкции башни от воздействий ветра.

Purpose: To investigate the application of dynamic vibration dampers in communication tower structures to protect them from the effects of wind loads. Methods: To analyze the design features of existing tower structures. To consider the effect of various factors including wind loads on the choice of tower structure design. To analyze the climatic parameters of the construction area and to determine the type of tower structure as the subject for conducting this research. To determine the quality criteria of vibration damping, on the basis of which the selection of design dynamic vibration dampener (DVD) construction is carried out, and to calculate its weight. To conduct the calculation study of the selected type of building with regard to wind loads and evaluate the effectiveness of the proposed solution of the dynamic vibration dampener to increase the stability of communication tower structures in areas with wind gusts over 25 m/s. Results: The results of the research of dynamic vibration dampener design aimed at improvement of operating conditions of telecommunication facilities in the areas with increased wind load are presented. Practical significance: It is shown that the use of dynamic vibration dampers in tower constructions of cellular communication makes it possible to reduce the vibration amplitude and the maximum horizontal displacements occurring in the tower structure under wind load.

 Конструкции башенные сооружения ветровые нагрузки динамический гаситель башни сотовой связи Structures tower structures wind loads dynamic damper cellular towers

Иванова Ж. В. Влияние сложных природно-климатических условий на конструктивные решения зданий и сооружений различного назначения / Ж. В. Иванова // III Бетанкуровкий международный инженерный форум: сборник трудов. В 2 томах. Том 1, Санкт-Петербург, 2-3 декабря 2021 года. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГПС, 2021. - 237 с. - С. 140-143. Ivanova Zh. V. Vliyanie slozhnyh prirodno-klimaticheskih usloviy na konstruktivnye resheniya zdaniy i sooruzheniy razlichnogo naznacheniya / Zh. V. Ivanova // III Betankurovkiy mezhdunarodnyy inzhenernyy forum: sbornik trudov. V 2 tomah. Tom 1, Sankt-Peterburg, 2-3 dekabrya 2021 goda. - SPb.: FGBOU VO PGPS, 2021. - 237 s. - S. 140-143. Барштейн М. Ф. Воздействие ветра на здания и сооружения / М. Ф. Барштейн // Нагрузки и надежность строительных конструкций: труды ЦНИИСК. - М.: Стройиздат, 1973. - Вып. 21. - С. 65-84. Barshteyn M. F. Vozdeystvie vetra na zdaniya i sooruzheniya / M. F. Barshteyn // Nagruzki i nadezhnost' stroitel'nyh konstrukciy: trudy CNIISK. - M.: Stroyizdat, 1973. - Vyp. 21. - S. 65-84. Tanaka H. Effect of Tuned Mass Dampers on Wind Induced Response of Tall Buildings / H. Tanaka, C. Y. Mak // J. Wind Eng Ind Aerodyn. - 1983. - Iss. 14. - Pp. 357-368. Tanaka H. Effect of Tuned Mass Dampers on Wind Induced Response of Tall Buildings / H. Tanaka, C. Y. Mak // J. Wind Eng Ind Aerodyn. - 1983. - Iss. 14. - Pp. 357-368. Сабитов Л. С. Конструкции башенных сооружений: специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Л. С. Сабитов; Казанский государственный энергетический университет. - Ростов-на-Дону, 2021. - 38 с. - C. 29-38. Sabitov L. S. Konstrukcii bashennyh sooruzheniy: special'nost' 05.23.01 - Stroitel'nye konstrukcii, zdaniya i sooruzheniya: avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk / L. S. Sabitov; Kazanskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet. - Rostov-na-Donu, 2021. - 38 s. - C. 29-38. Бирбраер А. Н. Экстремальные воздействия на сооружения / А. Н. Бирбраер, А. Ю. Родлер. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. - 594 с. Birbraer A. N. Ekstremal'nye vozdeystviya na sooruzheniya / A. N. Birbraer, A. Yu. Rodler. - SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta, 2009. - 594 s. Brian W. Smith Communication structures / W. Brian. - London: Published by Thomas Telford Publishing, 2007. - 338 p. Brian W. Smith Communication structures / W. Brian. - London: Published by Thomas Telford Publishing, 2007. - 338 p. Pavan Kumar M. Effect of wind speed on structural behaviour of monopole and self-support telecommunication towers / Kumar M. Pavan, P. Markandeya Raju, M. Navya et al. // Asian journal of civil engineering (BHRC). - 2017. - Vol. 18(6). - Pp. 911-927. Pavan Kumar M. Effect of wind speed on structural behaviour of monopole and self-support telecommunication towers / Kumar M. Pavan, P. Markandeya Raju, M. Navya et al. // Asian journal of civil engineering (BHRC). - 2017. - Vol. 18(6). - Pp. 911-927. Benin A. V. Designing scenarios of damage accumulation / A. V. Benin, S. Nazarova, A. M. Uzdin // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 983. - Pp. 600-610. - DOI: 10.1007/978-3-030-19868-8_57. Benin A. V. Designing scenarios of damage accumulation / A. V. Benin, S. Nazarova, A. M. Uzdin // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 983. - Pp. 600-610. - DOI: 10.1007/978-3-030-19868-8_57. Богданова Г. А. Методика оценки параметров реакции многоэтажных зданий с нелинейными динамическими гасителями колебаний при сейсмических воздействиях / Г. А. Богданова // III Бетанкуровкий международный инженерный форум: сборник трудов. В 2 томах. Том 1, Санкт-Петербург, 2-3 декабря 2021 года. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГПС, 2021. - 237 с. - С. 52-55. Bogdanova G. A. Metodika ocenki parametrov reakcii mnogoetazhnyh zdaniy s nelineynymi dinamicheskimi gasitelyami kolebaniy pri seysmicheskih vozdeystviyah / G. A. Bogdanova // III Betankurovkiy mezhdunarodnyy inzhenernyy forum: sbornik trudov. V 2 tomah. Tom 1, Sankt-Peterburg, 2-3 dekabrya 2021 goda. - SPb.: FGBOU VO PGPS, 2021. - 237 s. - S. 52-55. Bogdanova G. Methodology for Assessing the Response Parameters of Multi-storey Buildings with Non-linear Dynamic Vibration Dampers in Case of Seismic Impacts / G. Bogdanova, A. Benin // Lecture Notes in Civil Engineeringthis link is disabled. - 2022. - Vol. 180. - Pp. 553-564. - DOI: 10.1007/978-3-030-83917-8_50. Bogdanova G. Methodology for Assessing the Response Parameters of Multi-storey Buildings with Non-linear Dynamic Vibration Dampers in Case of Seismic Impacts / G. Bogdanova, A. Benin // Lecture Notes in Civil Engineeringthis link is disabled. - 2022. - Vol. 180. - Pp. 553-564. - DOI: 10.1007/978-3-030-83917-8_50. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 (с Изменениями № 1, 2, 3, 4). - Утв. Приказом Минстроя России от 03.12.2016 № 891/пр. - М.: ФАУ «ФЦС», 2022. - 102 с. SP 20.13330.2016. Nagruzki i vozdeystviya. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 2.01.07-85 (s Izmeneniyami № 1, 2, 3, 4). - Utv. Prikazom Minstroya Rossii ot 03.12.2016 № 891/pr. - M.: FAU «FCS», 2022. - 102 s. СП 14.13330.2018. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81 (с Изменениями № 2, 3). - Утв. Приказом Минстроя России от 24.05.2018 № 309/пр. - М.: ФАУ «ФЦС», 2022. - 100 с. SP 14.13330.2018. Stroitel'stvo v seysmicheskih rayonah. Aktualizirovannaya redakciya SNiP II-7-81 (s Izmeneniyami № 2, 3). - Utv. Prikazom Minstroya Rossii ot 24.05.2018 № 309/pr. - M.: FAU «FCS», 2022. - 100 s.