157 ISSN 2029-2317 print / ISSN 2029-2325 online http://www.skt.vgtu.lt STATYBINĖS KONSTRUKCIJOS IR TECHNOLOGIJOS ENGINEERING STRUCTURES AND TECHNOLOGIES 2009 Lietuvos statybininkų asociacija 1(4): 157–165 doi: 10.3846/skt.2009.19 KOMBINUOTO PLIENINIO PLOKŠČIOJO BOKŠTO-STIEBO KONSTRAVIMAS IR SKAIČIAVIMAS Algirdas Juozapaitis 1 , Donatas Jatulis 2 , Antanas Šapalas 3 Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-10223 Vilnius, Lietuva El. paštas: 1 alg@vgtu.lt; 2 donatas.jatulis@vgtu.lt; 3 antanas.shapalas@vgtu.lt Received 2009 10 19; accepted 2009 11 26 Santrauka. Straipsnyje aptariama nauja kombinuota plokščiojo bokšto-stiebo konstrukcijų sistema, kurios juostos sustandintos iš bokšto santvaros plokštumos dvipusiais paspyriniais iš anksto įtemptais elementais, išdėstytais tarp atotampų tvirtinimo mazgų. Analizuojama atskiros paspyrinės sistemos dalies elgsena vei- kiant skersinei apkrovai, pateikiama inžinerinė metodika jos elementų įrąžoms ir poslinkiams apskaičiuoti. Atlikto skaitinio eksperimento pagrindu nustatytas parengtos inžinerinės skaičiavimo metodikos tikslumas. Pasitelkus baigtinių elementų programą aptarti naujos kombinuotos konstrukcinės sistemos elgsenos ypatu- mai. Parodyta, kad paspyrinių elementų naudojimas leidžia gerokai sumažinti maksimalius lenkiamuosius momentus bokšto-stiebo santvaros juostose. Parodyta, kad siūloma nauja kombinuota paspyrinė bokšto-stie- bo sistema pagal masės kriterijų yra kur kas efektyvesnė už analogišką tradicinę bokšto-stiebo sistemą. Reikšminiai žodžiai: plieninis bokštas-stiebas, paspyrinė sistema, išankstinis įtempimas, elgsenos modelia- vimas. 1. Įvadas Vienos iš efektyviausių ir plačiausiai naudojamų aukš- tųjų telekomunikacijos statinių Lietuvoje ir kitose Eu- ropos šalyse yra plieniniai bokštai bei stiebai. Kiekvie- na iš šių konstrukcijų turi ne tik savų privalumų, bet ir trūkumų. Pagrindinis bokštinių statinių privalumas – palyginti paprastas jų skaičiavimas ir konstravimas (Smith 2007; Мельников 1969; Кузнецов 1998). Ta- čiau plieno sąnaudų požiūriu tokios konstrukcijos nėra pakankamai racionalios palyginti su stiebais (Jasim, Galeb 2002; Кузнецов 1998). Vienas pagrindinių plie- ninių stiebų taikymo efektyvumą mažinančių veiks- nių – didelis jų užstatymo plotas ir su tuo susijusios eksploatavimo išlaidos. Tipinių stiebų ir bokštų kons- trukcijų sandara bei jų elgsena ir skaičiavimas yra gana išsamiai aptarti daugelyje mokslo publikacijų (Halasz, Petersen 1970; Gantes et al. 1993; Wahba et al. 1998; Кузнецов 1998; Giofrè et al. 2004; Materazzi, Venanzi 2007; Palkowski 2006; Kulbach 2007; Juozaitis, Šapalas 1998; Juozapaitis et al. 2008). Siekiant padidinti tipi- nių plieninių bokštų techninį ir ekonominį efektyvu- mą parenkamos racionalios bokštų tinklelių schemos arba optimalūs jų elementų skerspjūviai (Мельников 1969; Jasim, Galeb 2002; Halasz, Petersen 1970). Tačiau didesnį efektą galima pasiekti kuriant naujas konstruk- cijų formas. Gana plačiai naudojamos įvairios kombi- nuotosios konstrukcinės sistemos (Farkas, Jarmai 1997; Wang 2004. Jatulis et al. 2007). Yra žinomi konstrukci- niai sprendimai, kuriuose racionaliai derinamos bokš- to ir stiebo savybės. Vieni iš jų yra vadinamieji plokš- tieji bokštai-stiebai (Воеводин 1989; Беленя 1975). Jie sudaryti iš vienos plokščios bokšto santvaros, pa- remtos iš santvaros plokštumos atotampomis. Ši miš- ri sistema viena kryptimi perima veikiančias apkrovas ir poveikius kaip bokštas, o kita linkme – kaip stiebas. Tokia sistema techniniu ir ekonominiu požiūriu užima tarpinę padėtį tarp stiebo ir bokšto. Pagrindinis tokios konstrukcinės sistemos sandaros trūkumas – ganėtinai