Analysis of guyed lattice masts considering various types of mast shaft geometrical imperfections

Monika Matuszkiewicz

Abstrakt

The paper covers an analysis of guyed masts as per the second order theory. The influence of various types of mast shaft imperfections was analysed based on the example of a certain 200 m-high lattice guyed mast structure with 3 guy levels. The computations were performed taking into account the mast shaft with sway imperfections, imperfections associated with an offset of structure nodes and bow imperfections. As there are no guidelines concerning imperfections in the current European Standard EN 1993-3-1, the permissible assembly deviation values were taken as the reference point. Based on the obtained results of the analysis some final conclusions and comments have been formulated that may be useful in the design of mast structures.

Keywords: guyed masts, sway imperfections, bow imperfections, carrying capacity condition utilisation

Streszczenie
Praca dotyczy analizy masztów z odciągami w ujęciu teorii II rzędu. Na przykładzie pewnej konstrukcji kratowego masztu wysokości 200 m z 3. poziomami odciągów badano wpływ różnych form imperfekcji trzonu masztu na obliczenia statyczno-wytrzymałościowe masztu. W obliczeniach uwzględniono trzon masztu z imperfekcjami przechyłowymi, imperfekcjami związanymi z wzajemnym przesunięciem węzłów konstrukcji oraz imperfekcjami łukowymi. Z braku wytycznych normowych w aktualnej europejskiej normie EN 1993-3-1odnośnie do imperfekcji za punkt odniesienia przyjęto wartości imperfekcji równe dopuszczalnym odchyłkom montażowym. Na podstawie uzyskanych wyników analizy sformułowano pewne wnioski końcowe i uwagi, które mogą być przydatne w projektowaniu konstrukcji masztów.

Słowa kluczowe: maszty z odciągami, imperfekcje przechyłowe, imperfekcje łukowe, wytężenie, guyed masts, sway imperfections, bow imperfections, carrying capacity condition utilisation
References

[1] Ben Kahla N., Equivalent beam-column analysis of guyed towers, Computers and Structures, 55/1995, 631–645.

[2] EN 1090-2: 2008 + A1: 2011: Execution of steel structures and aluminium structures. Part 2: Technical requirements for steel structures.

[3] EN 1991-1-4: 2005. Eurocode 1: Actions on structures. Part 1-4: General actions – Wind actions.

[4] EN 1993-1-1: 2006. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-1: General rules and rules for building.

[5] EN 1993-3-1: 2006. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 3-1: Towers, masts and chimneys – Towers and masts.

[6] Matuszkiewicz M., Imperfections in calculations of guyed lattice masts, Archives of Civil Engineering, LX, 4/2014, 409–420.

[7] Matuszkiewicz M., Influence of the initial guy forces on the static computations of mast taking into account the mast shaft buckling form, Recent Progress in Steel and Composite Structures, Giżejowski et al., Taylor&Francis, 2016, 571–575.

[8] Matuszkiewicz M., Wybrane zagadnienia analizy masztów z odciągami, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2017.

[9] Matuszkiewicz M., Orzłowska R., Wpływ sił drugiego rzędu w trzonie masztu na obliczenia masztów z odciągami, Inżynieria i Budownictwo, 6/2017, 329–332.

[10] Paez P.M., Sensale B., Analysis of guyed mast by the stability function based on the Timoshenko beam-column, Engineering Structures, 152/2017, 597–606.

[11] Pałkowski S., Konstrukcje cięgnowe, WNT, Warszawa 1994.

[12] Pałkowski S., Podstawy stateczności stalowych konstrukcji prętowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2016.

[13] Wahba Y.M.F., Madugula M.K.S., Monforton G.R., Evaluation of non-linear analysis of guyed antenna towers, Computers and Structures, 68/1998, 207–212.