Сооружение типа башни

 

СООРУЖЕНИЕ ТИПА БАШНИ, включающее .сплошностенчатый круглый в ; поперечном сечении ствол и устройство для гашения колебаний в виде установленных на стволе по высоте отдельных цилиндрических оболочек, отличающееся тем, -что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости, соседние оболочки установлены на стволе с возможностью вращения в противоположных направлениях и снабжены элек тродвигателями, системой управления скоростью их вращения и связанными с ними датчиками скорости ветра. (Л с о 4ib Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEOlYSJlHH, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф \

° °

° а

Мю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 3694909/29-33 (22) 24,01. 84 (46) .07.12.85. Бка. У 45 (72) И. Д. Акимов-Перетц (53) 699.84(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 351385, кл. Е 04 Н 12/08, 1972 ° .

Авторское свидетельство СССР

Р 296872, кл. Е 04 В 1/62, 1969 ° (54)(57) СООРУЖЕНИЕ ТИПА БАШНИ, включающее,сплошностенчатый круглый в поперечном сечении ствол и устрой„„SU„„1196460 А (ЗЦф Е 04 В 1/98, Е 04 Н 12/00 ство для гашения колебаний в виде установленных на стволе по высоте отдельных цилиндрических оболочек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения надежности и снижения материалоемкости, соседние оболочки установлены на стволе с возможностью вращения в противоположных направлениях и снабжены электродвигателями, системой управления скоростью их вращения и связанными с ними датчиками скорости ветра.

1196460

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве высотного -башенного или мачтового сооружения, например антенной башни телецентра, высокой дымовой 5 трубы и пр.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение материалоемкости.

На чертеже изображено предлагаемое сооружение, общий вид.

Сооружение состоит иэ сплошностенчатого ствола 1 круглоцилиндрической формы, вращающихся цилиндрических оболочек 2, анемометров 3, измеряющих скорость ветра на всех участках по высоте сооружения, систе-. мы 4 управления электродвигателями

4 и электродвигателей 5 с редукторами °

Система 4 управления и электродвигатели 5 с редукторами размещаются внутри башни, причем местоположение управляющей системы 4 безразлично для функционирования устройства и определяется наличием свободного места внутри башенного сооружения, а также технологическими и иными соображениями.

Оболочки 2 располагаются в верхней части башни в пределах от 1/2 до I/3 ее высоты, т.е. в зоне максимапьного ветрового воздействия на башню. Размещение их в других местак по высоте башни малоэффективно. Высота отдельного участка, оборудованного вращающимися оболочками, зависит от абсолютных размеров башенного сооружения и назначается в каждом конкретном случае своя в зависимости от мощности имеющихся элек- 40 тродвигателей, технологических требований, а также с учетом возникающих в стволе башни усилий и моментов от действия на вращающиеся оболочки сил

Магнуса. 45

Сооружение работает следующим образом.

При действии ветра на башню анемометры 3 измеряют среднюю скорость ветрового потока на высоте каждого 50 участка, имеющего вращающуюся оболочку, и передают по электрическому кабелю информацию о ее величине в виде электрических импульсов на управляющую вращением электродвигателей систе 55 му 4. Последняя в соответствии с полученной информацией задает скорость вращения электродвигателям 5, назначая ее такой, чтобы отношение скорости на окружности вращающейся оболоч« ки к средней скорости ветрового потока находилось в пределах от 1,0 до 2,0 для каждого из участков, оборудованного оболочкой, При этом коэффициент лобового сопротивления участков башни, оборудованных вращающимися оболочками, будет минимален и для сооружения диаметром более

0,5 м не превысит коэффициента лобового сопротивления неподвижных умеренно шерохова ых круглоцилиндрических конструкций тех же размеров.

В то же время для круглоцилиндрических конструкций, обладающих достаточно крупными размерами (диаметром больше 0,5 M ), в соответствии с результатами опытов коэффициент лобового сопротивления равен или больше чем

0,7.

Гашение вибраций ветрового резонанса в конструкции достигается за счет вращения оболочек на соседних участках в противоположных направлениях. При этом единый срывающийся воздушный вихрь по высоте сооружения разбивается на более мелкие вихри, не превосходящие по размеру высоты вращающейся оболочки. Кроме того, вращение оболочки отклоняет спутный воздушный след за сооружением в на-, правлении вращения, причем при соотношении скоростей на окружности оболочки и ветра, равном 1,0-:2,0, т.е, при том, которое необходимо для получения наименьшего лобового сопротивления, точки отрыва вихрей и спутная струя располагаются на левой (при вращении против часовой стрелки ) или на правой (при вращении по часовой стрелке ) относительно направления ветрового потока половине окружности поперечного сечения оболочки. Это означает, что если с вращающихся оболочек и срываются воздушные вихри, то точки срыва вихрей н направление действия возникающих при их срыве. аэродинамических снл для оболочек, вращающихся в противоположных направ- лениях, находятся в различных плоскостях. Вследствие этого их действие на конструкцию взаимно погашается.

Таким образом, в предложенной кон-. струкции достигается гашение аэроупругих колебаний ветрового резонанса.

При вращении оболочек в конструкции возникают два побочных явления.

1.196460

Составитель. Г. Смиренная

Редактор А. Шандор Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 7535/27 Тираж 695 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На вращающиеся оболочки при ветре действуют силы Магнуса, направленные поперек ветрового потока, а от вращения оболочек на соседних участках в противоположных направлениях возникают соответственно противоположно направленные силы Магнуса, которые .. полностью взаимно уравновешиваются, : если высоты и диаметры вращающихся оболочек на соседних участках попарно10 равны по высоте и отношение их окружных скоростей к скорости ветра на высоте соответствующих участков одинаково, что достигается командами управляющей системы, Кроме того, от вращения оболочек появляется гироскопический эффект, который препятствует колебаниям баш» ни, вызываемым, например, воздействием порывов ветра, Этот эффект, следовательно, дополнительно увеличивает динамическую устойчивость башенно»; го сооружения.