Конструкции деревянных башен разделяются на решетчатые, сетчатые и башни-оболочки.
- Решетчатые башни состоят из стоек, установленных вертикально или наклонно и с различной решеткой (рис. 1).
- Сетчатые башни представляют собой гиперболоид вращения, образованный системой наклонных пересекающихся прямых стержней, скрепленных в точках пересечения болтами и усиленных кольцевыми диафрагмами (рис. 1,з).
- Башни-оболочки со сплошными или каркасно - обшивными стенками имеют цилиндрическую или слегка коническую форму.
В зависимости от назначения различают: башенные опоры, водонапорные башни, надшахтные копры, буровые вышки, башни-градирни, геодезические, наблюдательные и другие вышки, башни-силосы и другие башни специального назначения.
Рис. 1. Конструкции башен: а, б, в. г, д, е) конструкции решетчатых башен; ж) конструкция башни-грузоподъемника с оттяжками; э) сетчатзя башня системы Шухова
Решетчатая башня в зависимости от формы плана может состоять из трех, четырех и большего числа стоек.
В зависимости от размеров башен и величины нагрузки на башню сечения стоек могут быть из одной или нескольких ветвей На рис. 2 показаны основные типы сечений стоек и примыкание к ним решетки в башнях с прямоугольным и многоугольным планом. Из всех решеток в башнях наиболее распространена однораскосная. Раскосы в зависимости от направления нагрузки могут иметь как растягивающие, так и сжимающие усилия, что требует применения нагелей в узловых соединениях. При этом соединение раскосов и затяжек с поясом выполняется без соблюдения центрирования в узле. Применяется также решетка и с перекрестными деревянными раскосами на врубках, которые могут воспринимать только сжимающие усилия. При заданном направлении горизонтальных сил работают раскосы
Рис. 2. Основные виды сечений
поясов н решетчатых башенных
конструкциях: а, б, в, г, д, ж - при
квадратном плане;
е, з, и-при многоугольном плане
Рис. 3. Схема решетки по граням деревянной конструкции решетчатой башни
одного направления, а при противоположном направлении сил - другого. Это позволяет рассчитывать такую решетку как одно-раскосную. Замена деревянных перекрестных раскосов стальными тяжами также позволяет рассматривать такую решетку как одно-раскосную, так как в этом случае тяжи могут воспринимать только растягивающие усилия.
Необходимо отметить еще одну особенность конструкции решетчатых башен. Вследствие затруднений с конструированием узлов по всем граням башни на одном уровне приходится смещать узлы по вертикали в смежных гранях (рис. 3).
Для придания башням требуемой жесткости и устойчивости необходимо в нескольких поперечных сечениях башни, в зависимости от высоты, ставить жесткие диафрагмы. Эти диафрагмы состоят из четырехугольной рамы, повернутой на 45°. Элементы диафрагм связываются болтами со стойками и поясами башни.
Рис. 4. Конструкция водонапорной башни высотой 15 м до днища бака
На рис. 4 показаны основные части конструкции водонапорной башни высотой до днища бака 15 м, с деревянными перекрестными раскосами, с баком клепочной системы для воды емкостью 25 м3.
На рис. 5 показана сетчатая башня системы Шухова, используемая как градирня (сооружения для охлаждения воды в целях повторного ее использования в промышленных установках). Соединение стержней башни в местах пересечения выполняется при помощи болтов. Стыки стержней по длине перекрываются деревянными накладками на гвоздях. Для обеспечения поперечной жесткости башни и устойчивости отдельных стержней на расстоянии 5-6 м ставятся жесткие кольца. Для таких сетчатых башен может применяться как пиленый, так и круглый лес.
Сетчатые башни рекомендуется применять преимущественно в строительстве градирен. Расчет решетчатых башен ведется способом разложения их на плоские фермы с последующим построением для этих ферм диаграмм усилий.
Рис. 5. Схема конструкции башни системы Шухова: а) общий вид: б) детали сетки; 1-рабочий пояс; 2-монтажный пояс; Я-болты; 4-стыковые накладки; 5-обшивка
