maj 2002

POLSKA NORMA

Numer: PN-B-03204:2002

Tytuł: Konstrukcje stalowe - Wieże i maszty - Projektowanie i

wykonanie

Grupa ICS: 91.080.10

Deskryptory: 0580417 - konstrukcje stalowe, 0055303 - nadajniki, 0260740 - projektowanie, 0315549 - obliczanie, 0170924
- niezawodność, 0642844 - nośność, 0157986 - obciążenia, 0248106 - odkształcenia, 0054768B - budownictwo.

PRZEDMOWA

Niniejsza norma zastępuje PN-79/B-03204 "Konstrukcje stalowe - Maszty oraz wieże radiowe i telewizyjne - Obliczenia
statyczne i projektowanie" i rozszerza jej zakres. Odwołuje się do podstawowych norm projektowania konstrukcji stalowych

PN-90/B-03200

i ich wykonania

PN-B-06200:1997

oraz norm obciążeń budowli. Norma korzysta z niektórych postanowień

prenormy europejskiej ENV 1993-3-1:1997, Eurocode 3: Design of steel structures - Part 3-1: Towers and masts.
Norma wprowadza klasyfikację masztów i wież ze względu na konsekwencje zniszczenia i zróżnicowanie okresów
użytkowania. Zmienia zasady obliczeń statycznych wież i masztów. Aktualizuje i uzupełnia zasady wymiarowania elementów
konstrukcji kratowych i powłokowych oraz sprawdzania nośności wież i masztów.
Ponadto norma podaje wymagania dotyczące dokładności wykonania elementów wież i masztów, ich montażu i odbioru oraz
dane dotyczące wyposażenia, ochrony odgromowej i innych zabezpieczeń.
Załącznik A (normatywny) zmienia zasady obliczeń efektów obciążenia wiatrem, załącznik B (normatywny) specyfikuje
smukłości prętów w układach kratowych, załącznik C (informacyjny) dotyczy masztów z zerwanym odciągiem.

SPIS TREŚCI

1 WSTĘP
1.1 Zakres normy
1.2 Normy powołane
1.3 Definicje
1.4 Symbole
2 MATERIAŁY I WYROBY
2.1 Stal konstrukcyjna
2.2 Łączniki
2.3 Liny
3 PODSTAWY PROJEKTOWANIA - WYMAGANIA NIEZAWODNOŚCI
3.1 Postanowienia ogólne
3.2 Klasy niezawodności
3.3 Okres użytkowania
4 ANALIZA KONSTRUKCJI
4.1 Obciążenia stałe i zmienne
4.2 Obciążenia wyjątkowe
4.3 Modele obliczeń statycznych
5 STANY GRANICZNE UŻYTKOWALNOŚCI

Strona 1

5.1 Odkształcenia konstrukcji
5.2 Oddziaływania dynamiczne
6 STANY GRANICZNE NOŚNOŚCI
6.1 Konstrukcje kratowe
6.2 Konstrukcje powłokowe
6.3 Stateczność położenia
6.4 Połączenia, odciągi, łożyska
6.5 Wytrzymałość zmęczeniowa
7 WYKONANIE I ODBIÓR
7.1 Postanowienia ogólne
7.2 Tolerancje wykonania i montażu
7.3 Wykonanie i próby odciągów
7.4 Fundamenty
7.5 Książka obiektu budowlanego
8 WYPOSAŻENIE
8.1 Drabiny i pomosty
8.2 Oświetlenie i oznaczenia ostrzegawcze
8.3 Urządzenia tłumiące drgania
8.4 Izolatory. Ochrona odgromowa
8.5 Zabezpieczenia przed wandalizmem
ZAŁĄCZNIK A (normatywny) Działania wiatru na wieże i maszty
ZAŁĄCZNIK B (normatywny) Smukłość prętów wież i masztów kratowych
ZAŁĄCZNIK C (informacyjny) Analiza masztu z zerwanym odciągiem

1 WSTĘP

1.1 Zakres normy
W niniejszej normie podano zasady obliczania i projektowania oraz wymagania dotyczące wykonania i odbioru stalowych
wież i masztów o konstrukcji kratowej lub powłokowej.

1.2 Normy powołane

PN-82/B-02000

Obciążenia budowli -Zasady ustalania wartości

PN-82/B-02001

Obciążenia budowli - Obciążenia stałe

PN-77/B-02011

Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie wiatrem

PN-87/B-02013

Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne środowiskowe - Obciążenie oblodzeniem

PN-86/B-02015

Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne środowiskowe - Obciążenie temperaturą

PN-76/B-03001

Konstrukcje i podłoża budowli - Ogólne zasady obliczeń

PN-90/B-03200

Konstrukcje stalowe - Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-93/B-03201

Konstrukcje stalowe - Kominy - Obliczenia i projektowanie

PN-B-03215:1998

Konstrukcje stalowe - Połączenia z fundamentami - Projektowanie i wykonanie

PN-B-06200:1997

Stalowe konstrukcje budowlane - Warunki wykonania i odbioru - Wymagania podstawowe

PN-86/E-05003.01

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych - Wymagania ogólne

PN-92/E-05003.04

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych - Ochrona specjalna

PN-65/L-49002 Ruch lotniczy - Oznaczanie naziemnych przeszkód lotniczych

1.3 Definicje

1.3.1
wieża
budowla wysokościowa wolnostojąca o konstrukcji kratowej lub powłokowej przeznaczona do instalowania urządzeń
telekomunikacji, oświetlenia, pomostów itp.

1.3.2
maszt
budowla wysokościowa o funkcji podobnej jak wieże (1.3.1), której kratowy lub powłokowy trzon utrzymywany jest w
równowadze układem ukośnych wiotkich odciągów

1.3.3
przęsło
część trzonu masztu (1.3.2) między kolejnymi poziomami odciągów

Strona 2

1.3.4
odciąg
cięgno stabilizujące trzon masztu (1.3.2)

1.3.5
segment
najmniejsza powtarzalna lub podobna część wieży (1.3.1) lub trzonu masztu (1.3.2)

1.3.6
krawężniki
pręty krawędziowe (pasy) kratowej wieży (1.3.1) lub trzonu masztu (1.3.2) kratowego

1.4 Symbole
Podstawowe oznaczenia przyjęto zgodnie z

PN-90/B-03200

. Pozostałe oznaczenia zdefiniowano w tekście lub na rysunkach.

2 Materiały i wyroby

2.1 Stal konstrukcyjna
Wyroby hutnicze należy dobierać zgodnie z

PN-90/B-03200

i

PN-B-06200:1997

. W doborze materiałów należy uwzględnić

warunki eksploatacji obiektu, a zwłaszcza obniżone temperatury i obciążenia powodujące zmęczenie materiału.

2.2 Łączniki

2.2.1 Elementy złączne do połączeń spawanych i śrubowych należy przyjmować według norm przedmiotowych, zgodnie z

PN-90/B-03200

i

PN-B-06200:1997

.

2.2.2 Elementy odciągów jak tuleje (kielichy), kausze (sercówki), nakrętki rzymskie i zaciski śrubowe powinny mieć
właściwości mechaniczne i technologiczne potwierdzone przez producenta. Na kielichy i łączniki odciągów zaleca się
stosować odkuwki i odlewy staliwne po obróbce cieplnej. Nośność nominalna kielichów, sworzni, izolatorów i elementów
zakotwienia odciągów powinna być większa od nośności nominalnej odciągów.

2.3 Liny

2.3.1 Na odciągi należy stosować liny i druty stalowe według norm przedmiotowych. Liny na odciągi powinny się składać z
drutów ocynkowanych na gorąco i być dodatkowo zabezpieczone farbą nie działającą szkodliwie na smar użyty podczas
produkcji liny. Nie zaleca się stosowania lin z rdzeniem organicznym ani zastępowania lin przez pręty.

2.3.2 Liny surowe o średnicy mniejszej niż 20 mm powinny być zabezpieczone impregnacją polipropylenową. Nie należy
stosować osłoniętych lin nie impregnowanych ani lin o uszkodzonej impregnacji.

3 Podstawy projektowania - Wymagania niezawodności

3.1 Postanowienia ogólne

3.1.1 Założenia projektowe wieży lub masztu dotyczące klasy niezawodności, przewidywanego okresu użytkowania, obciążeń
zmiennych, odkształceń granicznych oraz warunków użytkowania i kontroli stanu technicznego konstrukcji oraz zabezpieczeń
w sytuacjach wyjątkowych projektant powinien ustalić w uzgodnieniu z inwestorem i wyszczególnić w specyfikacji technicznej
oraz w książce obiektu wg 7.5. Niezawodność konstrukcji przy ustalonych założeniach i w ustalonym okresie użytkowania
projektant powinien zapewnić na podstawie przeprowadzonych obliczeń lub prób doświadczalnych.

3.1.2 Projektując konstrukcję wieży lub masztu na podstawie obliczeń należy stosować półprobabilistyczną metodę
współczynników częściowych wg

PN-76/B-03001

lecz z uwzględnieniem i probabilistycznej kombinacji obciążeń i

współczynnika konsekwencji zniszczenia γ

n

wg 3.2. Dopuszcza się przyjmowanie współczynników jednoczesności ψ

oi

wg

PN-

82/B-02000

rozdział 4 do kombinacji obciążeń, lecz z uwzględnieniem współczynnika okresu użytkowania ψ

t

wg 3.3 oraz

redukcji obciążeń zmiennych w sytuacji oblodzenia konstrukcji wg 4.1.6. Należy stosować postanowienia dotyczące obciążeń
wież i masztów wg 4.1 i 4.2 oraz modele obliczeniowe wg 4.3, wybierając najbardziej niekorzystne przypadki obciążenia (tj.
warianty i kombinacje). Konstrukcje wież i masztów powinny spełniać warunki użytkowalności wg

PN-90/B-03200

p.3.3 i

warunki bezpieczeństwa wg

PN-90/B-03200

, rozdziały 4, 5 i 6, jeśli nie podano inaczej w rozdziałach 5 i 6 tej normy.

Strona 3

3.1.3 Gdy zasady obliczeniowe lub dane dotyczące właściwości materiałów są niewystarczające i gdy badania doświadczalne
mogą pozwolić na oszczędniejszą lub bardziej niezawodną konstrukcję, to część procedury wymiarowania konstrukcji należy
przeprowadzić na podstawie badań. Badania dotyczyć mogą m.in. zagadnień wyszczególnionych w punktach: 4.3.1, 6.4.2,
6.5.4, 8.4.1 i A.3.1, A.4.1, A.5.1.

3.1.4 W przypadku konstrukcji wytwarzanych seryjnie zaleca się badania prototypów. Zakres i przebieg prób oraz siły
zastępujące wiatr powinny być zaplanowane w uzgodnieniu z projektantem. W badaniach masztów dopuszcza się
zastąpienie różnicy temperatur przez odpowiednią korektę naciągu wstępnego. Pomierzone odkształcenia badanych wież i
masztów przy obciążeniach o wartościach charakterystycznych nie powinny przekraczać wartości granicznych dla stanów
użytkowalności wg 5.1.3. Nośność ustalona doświadczalnie powinna przekraczać zaplanowane obciążenia o wartościach
obliczeniowych w każdej próbie co najmniej o 33 %.

3.2 Klasy niezawodności

3.2.1 Klasę niezawodności konstrukcji wież i masztów zaleca się ustalić na podstawie probabilistycznej analizy zagrożeń
obiektu i otoczenia. Współczynnik konsekwencji zniszczenia γ

n

określony wg

PN-76/B-03001

p.5.4 należy ustalić w

zależności od klasy niezawodności obiektu.

3.2.2 Jeśli brak probabilistycznej analizy zagrożeń, to współczynnik konsekwencji zniszczenia γ

n

i klasę wykonania konstrukcji

określoną wg

PN-B-06200:1997

p. A.3.2 można przyjmować z tablicy 1. W obliczeniach stanów granicznych nośności należy

mnożyć obciążenia stałe i zmienne przez współczynnik γ

n

. Sprawdzając stateczność ogólną budowli należy stosować

współczynnik γ

n

tylko do sił czynnych.

Tablica 1

Klasa

niezawodności

Klasa

wykonania

Współczynnik γγγγ

n

Charakterystyka budowli

wysoka

1

1,2

wieże i maszty, których zniszczenie pociągnęłoby za
sobą katastrofalne skutki materialne i społeczne

normalna

2 lub 1

1,0

wieże i maszty nie spełniające kryteriów klasy wysokiej
ani kryteriów klasy niskiej

niska

3 lub 2

0,9

wieże i maszty o lokalnym znaczeniu, i wysokości
h ≤ 30 metrów w terenie otwartym bez obiektów
budowlanych

3.3 Okres użytkowania

3.3.1 Obliczeniowy okres użytkowania t

u

należy przyjmować równy przewidywanemu okresowi użytkowania uzgodnionemu w

założeniach projektowych. Od okresu użytkowania t

u

zależą wartości obciążeń zmiennych w obliczeniach stanów granicznych

i w próbach prototypów, liczba cykli oddziaływań zmęczeniowych i sposób ochrony przed korozją. Jeśli nie ma innych ustaleń
dotyczących przewidywanego okresu użytkowania lub sposobów usuwania oblodzenia i śniegu, to przyjmuje się obliczeniowy
okres użytkowania t

u

= 50 lat dla wszystkich obciążeń zmiennych.

3.3.2 Jeśli obliczeniowy okres użytkowania t

u

jest różny od 50 lat, to wartość charakterystyczną działania zmiennego

dominującego w kombinacji obciążeń należy przemnożyć przez odpowiedni współczynnik okresu użytkowania ψ

t

wynikający

z analizy ryzyka przewyższenia wartości charakterystycznej przez proces stochastyczny obciążenia. Jeśli nie przeprowadza
się takiej analizy, to współczynnik ψ

t

można ustalić w zależności od współczynnika częściowego γ

f

według przybliżonego

wzoru

(1)

4 Analiza konstrukcji

Strona 4

4.1 Obciążenia stałe i zmienne

4.1.1 Ciężary własne elementów wieży lub masztu i urządzeń trwale połączonych z konstrukcją należy ustalać przyjmując
wartości charakterystyczne zgodnie z normą

PN-82/B-02001

i specyfikacją materiałów. W obliczeniach stanu granicznego

nośności należy stosować współczynnik obciążenia γ

f

= 1,1 albo 0,9 do wartości charakterystycznych ciężarów stałych,

zależnie od przypadków obciążenia czyli wariantów i kombinacji jednocześnie działających obciążeń zmiennych.

4.1.2 Siły naciągu wstępnego odciągów masztu, potrzebne do jego stabilizacji, należy przyjmować z uwzględnieniem zaleceń
p. 5.2.2. Należy przyjmować jednakowe siły naciągu wstępnego we wszystkich odciągach na jednym poziomie, lecz można
różnicować naciągi wstępne na różnych poziomach.

4.1.3 Obciążenia zmienne technologiczne od urządzeń wprowadzanych tymczasowo można przyjmować o wartościach
charakterystycznych według danych producenta. Jeśli nie ma innych ustaleń uzgodnionych wg 3.1.1, to należy uwzględniać
następujące obciążenia zmienne:
- pomostów spocznikowych 2 kN/m

2

;

- pomostów dostępnych dla publiczności 5 kN/m

2

;

- miejscowe obciążenie poziome poręczy 0,3 kN/m;
- miejscowe obciążenie elementu konstrukcji nachylonego nie więcej niż 30° do poziomu siłą 1 kN w najbardziej
niekorzystnym kierunku.
W obliczeniach stanów granicznych nośności należy stosować współczynnik obciążenia γ

f

= 1,2. Obciążenia montażowe i

remontowe należy ustalać według tych samych zasad, lecz z uwzględnieniem przewidywanej sytuacji obliczeniowej i stanu
konstrukcji w czasie montażu lub remontu.

4.1.4 Działanie wiatru należy przyjmować wg

PN-77/B-02011

, jeśli w załączniku A nie postanowiono inaczej.

Do kombinacji obciążeń należy przyjmować poziome siły zmienne niemniejsze niż obciążenie wiatrem zredukowane w
sytuacji obliczeniowej oblodzenia konstrukcji wg 4.1.6.

4.1.5 Działanie temperatury na konstrukcję należy przyjmować wg

PN-86/B-02015

. Dopuszcza się przyjęcie bez

szczegółowych obliczeń następujących wartości charakterystycznych temperatury:
- w porze letniej T = 60 °C dla całej konstrukcji wieży lub masztu;
- w porze zimowej T = -32 °C dla konstrukcji nieoblodzonej
lecz wg 4.1.6 dla konstrukcji oblodzonej.
W obliczeniach stanu granicznego nośności należy stosować współczynnik obciążenia γ

f

= 1,1 do różnicy T - T

o

między

temperaturą konstrukcji T i temperaturą scalenia T

o

.

4.1.6 Obciążenie oblodzeniem należy przyjmować wg

PN-87/B-02013

. Jeśli nie ma dokładniejszych danych i analiz, to

można stosować redukcje działań wiatru i temperatury w sytuacji oblodzenia wg

PN-87/B-02013

, rozdział 3.

Obciążenie śniegiem należy uwzględniać przy projektowaniu wież i masztów z platformami.

4.2 Obciążenia wyjątkowe

4.2.1 W przewidywaniu sytuacji wyjątkowych zaleca się opracowanie analizy ryzyka i stosownych założeń projektowych przez
osoby o odpowiednich kwalifikacjach.

4.2.2 Obciążenia wyjątkowe są wyszczególnione w

PN-82/B-02000

p.2.4. W uzasadnionych przypadkach należy uwzględnić

inne działania wyjątkowe, np.
- obciążenia spowodowane zerwaniem lub demontażem jednego odciągu masztu w jednej lub kilku sytuacjach
obliczeniowych, np. jak w załączniku C;
- obciążenia wywołane zerwaniem lub demontażem wiszącej sieci antenowej według zasad zalecanych w normach podpór
linii elektroenergetycznych.

4.2.3 Jeśli uzasadnione jest sprawdzanie konstrukcji w stanach wyjątkowych, to należy rozważyć także niekonstrukcyjne
sposoby zabezpieczenia oraz określić środki ograniczające szkody w przypadku katastrofy i podać je w książce obiektu.

4.3 Modele obliczeń statycznych

4.3.1 Wieże i maszty należy obliczać przy założeniu liniowo-sprężystych charakterystyk materiału. Stałe materiałowe stali
konstrukcyjnej można przyjmować wg

PN-90/B-03200

, tablica 1. Stałe materiałowe lin przeznaczonych na odciągi masztów

należy zbadać doświadczalnie i oszacować metodami statystycznymi. Do obliczeń wstępnych dopuszcza się współczynnik
sprężystości lin wg

PN-90/B-03200

p.2.2.

Strona 5

4.3.2 Trzony masztów i wież należy modelować jako przestrzenne ustroje prętowe (trzony kratowe) lub powłokowe (trzony
rurowe), a w przybliżeniu - jako pręty pełnościenne o sztywnościach zastępczych, dobranych w zależności od kształtu
przekroju poprzecznego i wariantu obciążenia wiatrem. W przypadku trzonów kratowych należy pomijać centralne momenty
bezwładności przekrojów poprzecznych krawężników (pasów).
PRZYKŁAD
Sztywność zastępczą EI przy zginaniu trzonów o przekrojach poprzecznych pokazanych na rysunkach 1a, 1b, 1c, 1d, oblicza
się wzorami, odpowiednio:

(2)

w których:
b - odległość między osiami krawężników trzonu kratowego,
A

p

- pole przekroju poprzecznego krawężnika;

d - średnica zewnętrzna walcowego trzonu powłokowego;
t, A

s

- grubość ścianki walca i pole przekroju żebra podłużnego;

b

s

, e

s

- odstępy żeber podłużnych i odległość ich osi od zewnętrznej powierzchni walca.

UWAGA - Sztywności EI przy zginaniu trzonów o przekrojach trójkątnych i kwadratowych oraz o przekrojach kołowych nie
zależą od wariantów działania wiatru, oznaczonych na rysunku 1 numerami 1, 2, 3, lecz wskaźniki przekroju przy zginaniu
mogą zależeć (np. wg 6.1.3).

Rysunek 1 - Typowe przekroje poprzeczne trzonów kratowych i powłokowych

Strona 6

4.3.3 Wieże można obliczać według teorii I rzędu, przyjmując schemat pionowego wspornika utwierdzonego sztywno lub
podatnie u podstawy. W przypadkach wysokiej i normalnej klasy niezawodności wieży oraz w przypadkach dużych obciążeń
grawitacyjnych P umieszczonych na wieży (np. ciężkich anten, zbiornika wodnego itp.) należy uwzględniać umowne siły
poziome H

P

działające na wysokości równej rzędnej środka ciężkości tego obciążenia dające tzw. efekt P-∆. Siły te można

obliczać wzorem nieiteracyjnym

(3)

w którym:
∆

W

- przemieszczenie sprężyste wierzchołka wieży na skutek działania wiatru,

∆

H

- przemieszczenie obliczone przy założeniu, że siły grawitacyjne działają poziomo zgodnie z kierunkiem i zwrotem wiatru,

h - wysokość wieży.
UWAGA - Nie uwzględnia się zwiększenia reakcji poziomych u podstawy wieży na skutek umownych siły poziomych H

p

, lecz

tylko zmiany reakcji pionowych spełniające równania równowagi momentów wszystkich sił zewnętrznych.

4.3.4 Maszty wysokiej i normalnej klasy niezawodności należy obliczać według teorii II rzędu uwzględniając w analizie
przechył φ oraz ugięcia u(z) i skrócenia ∆(z) trzonu oraz nieliniowe oddziaływania odciągów wynikające ze zmiennego ich
zwisu.
UWAGA - W przypadku trzonu opartego przegubowo na fundamencie, jak pokazano na rysunku 2, moment sił
przekazywanych z odciągów na przechylony trzon równoważy się z momentem od obciążenia wiatrem i składowymi sił
grawitacyjnych prostopadłymi do odkształconej osi trzonu. W przypadku trzonu utwierdzonego u podstawy uwzględnia się
moment utwierdzenia w równaniu równowagi momentów.

Rysunek 2 - Przechył i odkształcenia masztu

4.3.5 W analizie masztów należy uwzględniać wpływ imperfekcji trzonu. Wpływ ten można uwzględniać bezpośrednio,
stosując w modelu obliczeniowym odpowiednią tzw. zastępczą imperfekcję geometryczną, bądź też pośrednio w warunku
nośności (patrz p.6.1.2).
Zastępczą imperfekcję trzonu w rozpatrywanej płaszczyźnie obciążenia można przyjmować w postaci naprzemiennego

Strona 7

wygięcia przęseł o strzałce u

oi

= h

i

/250.

UWAGA - Obliczeniowych imperfekcji geometrycznych nie należy utożsamiać z tolerancjami wykonawczymi.

5 Stany graniczne użytkowalności

5.1 Odkształcenia konstrukcji

5.1.1 Odkształcenia wież i masztów należy obliczać w przewidywanej temperaturze scalania konstrukcji T

o

, przyjmując

wartości charakterystyczne obciążeń stałych i obciążenia zmienne o wartościach charakterystycznych dla okresu użytkowania
t

u

.

5.1.2 Przemieszczenie wierzchołka wieży według teorii I rzędu, należy obliczać z uwzględnieniem umownych sił poziomych,
określonych wg 4.3.3. Przemieszczenie wierzchołka masztu według teorii II rzędu, p4.3.4, należy obliczać dodając ugięcie
wspomikowej części trzonu do przesuwu najwyższego poziomu odciągów. W przypadku wieży lub masztu umieszczonego na
budynku zaleca się dodać przechył budynku do przechyłu wieży.

5.1.3 Wartości graniczne odkształceń należy uzgodnić wg 3.1.1, uwzględniając w szczególności wymagania dla anten lub
innych urządzeń instalowanych na obiekcie. Jeżeli nie uzgodniono inaczej, to należy przyjmować następujące wartości
graniczne:
- przemieszczenia wierzchołka wieży lub masztu - nie większe niż 1/100 całkowitej wysokości;
- przemieszczenia węzłów masztu - nie większe niż 1/100 odległości węzła od podstawy masztu;
- maksymalne ugięcia przęseł masztu od linii łączącej węzły - nie większe niż 1/250 rozpiętości przęsła;
- ugięcia prętów skratowania - nie większe niż 1/200 długości pręta;
a ponadto, w przypadku wież i masztów telekomunikacyjnych,
- obrót wierzchołka oraz dowolnego przekroju wieży lub masztu nie więcej niż jeden stopień w poziomie i pionie,

5.2 Oddziaływania dynamiczne

5.2.1 Trzony masztów i wież o przekroju kołowym lub zbliżonym do koła należy sprawdzać ze względu na rezonansowe
drgania w kierunku poprzecznym do kierunku wiatru. Amplitudy drgań poprzecznych na skutek obciążenia zastępczego p

y

wg

PN-77/B-02011

rozdział 6 nie powinny przekraczać wartości granicznych wg 5.1.3. Zaleca się projektować obiekt tak, żeby

prędkość krytyczna V

kr

różniła się więcej niż 20 % od charakterystycznej prędkości wiatru.

5.2.2 Niestateczności dynamicznej odciągów masztu (trzepotanie, galopowanie) zaleca się zapobiegać przez zastosowanie
napięć wstępnych niemniejszych niż 8 % wytrzymałości na rozciąganie. Należy sprawdzić, czy w kombinacjach obciążeń linie
zwisu odciągów zawietrznych pozostają wklęsłe na całej swej długości. Drganiom eolskim odciągów zaleca się zapobiegać
przez wstępne napięcie odciągów siłą niewiększą niż 15 % wytrzymałości. W celu ograniczenia drgań zaleca się stosować
urządzenia tłumiące wg 8.4.

5.2.3 Zaleca się, by smukłości λ, prętów w trzonach kratowych nie przekraczały następujących wartości:
- 150 w przypadku krawężników,
- 180 w przypadku prętów kraty głównej,
- 240 w przypadku prętów kraty drugorzędnej,
- 350 w przypadku prętów rozciąganych kraty wielokrotnej.

6 Stany graniczne nośności

6.1 Konstrukcje kratowe

6.1.1 W kratowych trzonach masztów i wież zaleca się stosować pręty spełniające warunki smukłości ścianki dla klasy 3 albo
wyższej wg

PN-90/B-03200

, tablica 6, albo pręty pełne. W obiektach wysokiej i normalnej klasy niezawodności należy

stosować krawężniki o przekroju klasy 1 lub 2.

6.1.2 Ogólne warunki nośności kratowych trzonów masztów i wież są określone wzorami:
- w obliczeniach wg teorii II rzędu

(4)

Strona 8

- w obliczeniach wg teorii I rzędu

(5)

w których:
N

eff

- zastępcza siła podłużna, określona w punkcie 6.1.3 dla segmentów trzonów kratowych;

N

Rc

- nośność obliczeniowa przekroju poprzecznego przy osiowym ściskaniu wg

PN-90/B-03200

, wzór (33), przy

współczynniku ψ o wartości równej współczynnikowi wyboczeniowemu krawężnika ϕ

k

wg 6.1.4;

ϕ - współczynnik wyboczeniowy określony wg 6.1.5 dla trzonów kratowych.
Jeśli w modelu obliczeniowym II rzędu nie uwzględniono imperfekcji trzonu (u

oi

= 0), to należy dodatkowo sprawdzić

stateczność trzonu (wyboczenie ze zginaniem poszczególnych przęseł) wg

PN-90/B-03200

, wzór (58), przyjmując długość

wyboczeniową równą długości przęsła (l

e

= h

i

).

6.1.3 Siłę zastępczą N

eff

przy współdziałaniu siły podłużnej N z momentem zginającym M i siłą poprzeczną V, należy obliczać

według wzoru

(6)

w którym
e

N

= M/N - mimośród siły podłużnej (wartość bezwzględna),

r

N

= M

R

/Af

d

- promień rdzenia przekroju poprzecznego trzonu kratowego,

α, A

u

- kąt odchylenia od pionu ukośnika (krzyżulca) i pole jego przekroju,

ϕ

k

, ϕ

u

- współczynnik wyboczeniowy krawężnika i ukośnika wg wzoru (7).

W przypadku przekrojów monosymetrycznych należy sprawdzić dodatkowo nośność krawężników, które mogą być
rozciągane przy współdziałaniu momentu zginającego.
PRZYKŁAD
Promienie rdzenia przekroju r

N

wyszczególniono w tablicy 2 dla typowych kształtów przekroju i wariantów obciążenia

przedstawionych na rysunku 1.

Tablica 2. Wartości r

N

dla trzonów kratowych

Przekrój

Wariant:

trójkątny

kwadratowy

1 i 2

3

6.1.4 Współczynniki wyboczeniowe krawężników (pasów) ϕ

k

i ukośników (krzyżulców) ϕ

u

trzonu kratowego należy ustalać wg

PN-90/B-03200

tablica 11 lub podanego tam ogólnego wzoru

(7)

w którym:

- smukłość względna krawężnika względnie smukłość krzyżulca ustalona dla określonych w załączniku B smukłości λ =

λ

k

i λ = λ

u

;

n - uogólniony parametr imperfekcji dla krzywych wyboczeniowych wg

PN-90/B-03200

, tablica 10, lecz:

- n = 0,9 dla prętów pełnych o przekroju okrągłym średnicy D > 50 mm, nieodprężonych po prostowaniu na zimno,
- n = 1,4 dla prętów ściskanych o przekroju pojedynczego kątownika lub złożonych z kątowników.

Strona 9

6.1.5 Współczynnik wyboczeniowy ϕ trzonu kratowego należy ustalać zgodnie z

PN-90/B-03200

, tablica 11 wg krzywej

wyboczeniowej b (n = 1,6) przyjmując smukłość zastępczą λ

m

jak dla elementu wielogałęziowego wg

PN-90/B-03200

, p. 4.7.

6.1.6 Niezmienność konturu trzonu o przekroju w kształcie kwadratu lub wieloboku należy zapewnić przez stężenia
poprzeczne (poziome) u wierzchołka i w miejscach działania sił skupionych (odciągów, pomostów, anten itd.) oraz w
przekrojach, w których następuje zmiana kąta nachylenia krawężnika lub zmiana przekroju, lecz nie rzadziej niż co
15 metrów. Elementy tężników poziomych (przepon) należy projektować według zasad podanych w załączniku B, p.B.8.

6.2 Konstrukcje powłokowe

6.2.1 Powłokowe trzony masztów i wież wysokiej i normalnej klasy niezawodności zaleca się usztywniać żebrami
poprzecznymi (wręgami) i żebrami podłużnymi. Żebra podłużne należy stosować w odstępach zapewniających stateczność
miejscową pasma powłoki między żebrami podłużnymi.

6.2.2 Ogólne warunki nośności powłokowych trzonów masztów i wież są określone wzorem (4) w obliczeniach według teorii
II rzędu albo wzorem (5) w obliczeniach według teorii I rzędu.
Zastępcza siła podłużna N

eff

masztu powłokowego określona jest w punkcie 6.2.3.

Nośność obliczeniową przekroju przy osiowym ściskaniu N

Rc

należy obliczać wg

PN-90/B-03200

, wzór (33), przyjmując

współczynnik ψ o wartości równej współczynnikowi niestateczności miejscowej ϕ

p

przy ściskaniu powłoki wg 6.2.4.

Współczynnik wyboczeniowy trzonu powłokowego j określony jest w punkcie 6.2.5.

6.2.3 Siłę zastępczą N

eff

przy współdziałaniu siły podłużnej N z momentem zginającym M i siłą poprzeczną V, należy obliczać

według wzoru

(8)

w którym:
e

N

, r

N

- jak w p. 6.1.3; lecz w przypadku powłoki usztywnionej podłużnie można zwiększyć promień rdzenia r

N

o 20 %,

V

R

= ϕ

pv

A

v

f

d

/√3 - nośność obliczeniowa przekroju trzonu powłokowego przy ścinaniu,

A

V

= π d t/2 - przekrój czynny przy ścinaniu trzonu rurowego o średnicy d i grubości ścianki t.

6.2.4 Współczynniki niestateczności miejscowej ϕ

p

, ϕ

pv

należy ustalać jak następuje:

1) ϕ

p

- przy ściskaniu:

a) powłoki walcowej usztywnionej żebrami poprzecznymi i podłużnymi wg wzoru (7), uwzględniając:
- długość wyboczeniową równą rozstawowi a usztywnień poprzecznych,
- smukłość żebra podłużnego λ ze współpracującym odcinkiem powłoki,
- parametr imperfekcji żebra podłużnego n wg

PN-90/B-03200

tablica 10;

b) powłoki walcowej nieusztywnionej żebrami podłużnymi na podstawie:
- obliczeń niestateczności miejscowej powłoki z uwzględnieniem rozstawu usztywnień poprzecznych a,
- obliczeń według

PN-93/B-03201

, Załącznik 5, gdy nie ma ani żeber podłużnych ani poprzecznych,

2) ϕ

pv

- przy ścinaniu, powłoki walcowej zarówno usztywnionej jak i nieusztywnionej - wg wzoru (7), uwzględniając:

- smukłość względną powłoki walcowej przy ścinaniu

(9)

- parametr imperfekcji przy ścinaniu powłoki walcowej n = 1,6.

6.2.5 Współczynnik wyboczeniowy ϕ trzonu powłokowego należy ustalać zgodnie z

PN-90/B-03200

, tablica 11, według

krzywej wyboczeniowej jak dla pręta rurowego.

6.2.6 Niezmienność konturu trzonu powłokowego należy zapewnić przez zastosowanie:
- wręg zwymiarowanych w stanie granicznym z uwzględnieniem wyboczenia na skutek oddziaływania plastycznie załamanej
powłoki dookoła obwodu wręgi, lub

Strona 10

- stężeń poprzecznych zaprojektowanych jak podano w punkcie 6.1.6.
W przypadku powłok walcowych bez wręg, trzony powłokowe należy sprawdzić dodatkowo ze względu na owalizację
przekroju kołowego pod działaniem wiatru wg

PN-93/B-03201

p.5.5.2.

6.3 Stateczność położenia

6.3.1 Stateczność położenia wieży należy sprawdzać ze względu na przesunięcie (poślizg po podłożu) lub wywrócenie (obrót
względem punktu u podstawy). Stateczność położenia należy obliczać stosując zwiększające i zmniejszające współczynniki
obciążeń stałych do działań czynnych i biernych, odpowiednio wg

PN-90/B-03200

p.5.5 oraz współczynnik konsekwencji

zniszczenia γ

n

wg 3.2 tylko do działań czynnych, współczynniki zaś jednoczesności ψ

oi

- do czynnych i biernych działań

zmiennych.

6.3.2 Stateczność położenia masztu należy sprawdzać ze względu na przesunięcie (poślizg po podłożu) fundamentu
centralnego i bloków kotwiących odciągi przyjmując składową poziomą oddziaływania jako siłę czynną a tarcie po podłożu i
opór gruntu - jako siły bierne. Bloki kotwiące należy sprawdzać ponadto ze względu na uniesienie przyjmując składową
pionową oddziaływania odciągu jako siłę czynną a ciężar bloku kotwiącego jako siłę bierną.

6.4 Połączenia, odciągi, łożyska

6.4.1 Nośność połączeń spawanych i połączeń na śruby w stanach granicznych należy obliczać wg

PN-90/B-03200

rozdział 6. Połączenia spawane należy projektować w sposób umożliwiający kontrolę wzrokową i defektoskopową podczas
eksploatacji.

6.4.2 Połączenia kołnierzowe na śruby należy obliczać przy założeniu sprężystego rozkładu sił jako niesprężane kategorii D
lub sprężane kategorii E, a przy możliwości zmęczenia - jako sprężane kategorii F wg

PN-90/B-03200

, tablica 13. W

głównych połączeniach zaleca się stosować połączenia sprężane i stosować śruby o średnicy co najmniej 12 mm. Nie zaleca
się stosowania żeber usztywniających kołnierze, za wyjątkiem usztywnień u podstawy trzonów utwierdzonych w fundamencie.
Ś

ruby rozciągane w połączeniach kołnierzowych należy sprawdzić stosując współczynnik efektu dźwigni ustalony na

podstawie analitycznych obliczeń.
Podatność połączeń kołnierzowych można pomijać w obliczeniach sztywności trzonu, jeśli stosuje się pierścienie kołnierzowe
styków śrubowych lub inne pierścienie stężające o promieniu bezwładności i

w

spełniającym nierówność

(10)

w której d jest średnicą zewnętrzną trzonu powłokowego.

6.4.3 Połączenia przegubowe odciągów z trzonem powinny spełniać wymagania normy

PN-90/B-03200

p.6.2.3, z

uwzględnieniem zginania sworznia. Zaciski pętli odciągów należy sprawdzać zgodnie z wymaganiami dotyczącymi połączeń
sprężanych. Nośność obliczeniowa blach węzłowych trzonu stosowanych do zamocowania odciągu oraz blach kotwiących
wystających z fundamentu powinna być nie mniejsza od nośności obliczeniowej odciągów.

6.4.4 Nośność obliczeniową lin przeznaczonych na odciągi należy ustalić ze wzoru:

(11)

w którym, jeśli nie ustalono inaczej, przyjmuje się:
A

m

- przekrój metaliczny liny,

R

m

- wytrzymałość nominalna liny określona doświadczalnie,

oraz, jeśli nie ustalono inaczej,
η - współczynnik sprawności zależny od typu liny wg norm przedmiotowych,
m = 0,7 - współczynnik warunków pracy lin uwzględniający możliwość korozji,
γ

m

= 1,33 - częściowy współczynnik bezpieczeństwa.

6.4.5 Łożyska kuliste podstawy masztu należy projektować tak, żeby obliczeniowe naprężenie docisku w łożysku kulistym
ustalone wzorem Hertza nie przekraczało wytrzymałości łożyska f

dbH

= 2,5 f

d

. Należy sprawdzić, czy punkt docisku w łożysku

kulistym, który może się przesuwać na skutek przechyłu trzonu, mieści się w granicach odcinka biorącego udział w obrocie
podstawy masztu.

Strona 11

System urządzeń przeciwskrętnych przegubowej podstawy masztu powinien umożliwiać obrót podstawy masztu wokół osi
poziomych.
PRZYKŁAD
W przypadku wklęsłej górnej części łożyska mimośrody e

u

i e

o

na skutek przechyłu φ, pokazane na rysunku 3, oblicza się ze

wzorów:

(12)

w których oznaczono:
ψ

1

= r

2

φ /(r

2

- r

1

), ψ

2

= ψ

1

- φ.

W przypadku płaskiej górnej powierzchni łożyska mimośród e

o

na skutek przechyłu dolnego przęsła trzonu o kąt φ oblicza się

ze wzoru

(13)

w którym r

1

- promień kuli w łożysku przegubowym.

Rysunek 3 - Docisk w łożysku masztu opartego przegubowo

6.5 Wytrzymałość zmęczeniowa

6.5.1 Elementy wież i masztów narażone na zmęczenie należy sprawdzać wg

PN-90/B-03200

, Zał. 3, z uzupełnieniami

podanymi punktach 6.4.2 do 6.4.5. Wytrzymałości zmęczeniowe ∆σ

R

i ∆τ

R

, zależne od kategorii zmęczeniowej ∆σ

c

i ∆τ

c

i

liczby cykli N, należy dzielić przez współczynnik częściowy wytrzymałości na zmęczenie γ

fat

wg 6.4.4.

6.5.2 Kategorię zmęczeniową lin przeznaczonych na odciągi zaleca się ustalić na podstawie badań doświadczalnych
zwłaszcza w przypadku masztów wysokiej klasy niezawodności. Jeśli nie przeprowadzono badań doświadczalnych, to można
przyjmować do obliczeń kategorię zmęczeniową:
- ∆σ

c

= 112 dla lin jednozwitych o końcach w tulejach zalanych stopem metali,

- ∆σ

c

= 160 dla drutów równoległych - w tulejach zalanych masą epoksydową,

zalecając zaostrzoną kontrolę odciągów.

6.5.3 Liczbę cykli N

y

samowzbudnych drgań poprzecznych i liczbę cykli N

x

zmian naprężeń w kierunku działania porywów

wiatru oszacowaną wg A.5 należy zwiększać, zgodnie z prawem Palmgrena-Minera, o liczbę drgań wzbudzanych przez
urządzenia technologiczne, jeśli założenia projektowe przewidują instalację tak działających urządzeń.

Strona 12

6.5.4 Gdy liczba cykli N w okresie użytkowania t

u

jest większa niż 5 × 10

5

, to należy przyjmować wytrzymałość na

wysokocyklowe zmęczenie materiału ∆σ

R

, ∆τ

R

wg

PN-90/B-03200

, Zał. 3, p.3 i uwzględnić częściowy współczynnik

bezpieczeństwa przy zmęczeniu materiału γ

fat

:

γ

fat

= 1,1 jeśli stosuje się zaostrzoną kontrolę,

γ

fat

= 1,2 jeśli zaostrzona kontrola nie jest zapewniona.

Zaostrzona kontrola polega na corocznej kontroli przez oględziny zewnętrzne elementów narażonych na zmęczenie i
badaniach defektoskopowych nie rzadziej niż co 5 lat.

6.5.5 Gdy liczba cykli N w okresie użytkowania t

u

, jest niewiększa niż 5 ⋅ 10

5

, to należy uwzględniać zmęczenie niskocyklowe

i redukować obliczeniowe wartości wytrzymałości zmęczeniowej ∆σ

R

/γ

fat

i ∆τ/γ

fat

. Dopuszcza się stosowanie przybliżonej,

probabilistycznej reguły uwzględniającej sprzężenie doraźnej i zmęczeniowej nośności elementów. Nośność doraźną
elementów trzonu oblicza się przy założeniu wytrzymałości obliczeniowej stali lub łączników, a nośność doraźną odciągów -
wg wzoru (11).

7 Wykonanie i odbiór

7.1 Postanowienia ogólne

7.1.1 Konstrukcje stalowe wież i masztów należy wykonywać i odbierać zgodnie z postanowieniami i zaleceniami normy

PN-

B-06200:1997

, odpowiednio do klasy wykonania konstrukcji ustalonej wg p.3.2.2, tablica 1.

7.1.2 Transport elementów konstrukcji należy prowadzić tak, żeby nie spowodować odkształceń trwałych tych elementów ani
uszkodzeń ich powłok ochronnych. Ewentualne uszkodzenia powinny być ocenione przez odbiorcę i usunięte przed
podniesieniem tych elementów.

7.1.3 Montaż konstrukcji stalowych wież i masztów należy prowadzić i odbierać wg

PN-B-06200:1997

rozdz. 7 z

uwzględnieniem tolerowanych odchyłek wg tablic 7.3 Scalone elementy montażowe powinny podlegać odbiorowi przed ich
podniesieniem. Zaleca się ich uprzedni próbny montaż z zespołami sąsiednimi. Niedopuszczalny jest montaż całych
segmentów budowli, gdy prędkość wiatru mierzona na wysokości 10 m nad poziomem przyległego terenu przekracza
10 m/s.

7.1.4 Konstrukcja powinna być zabezpieczona przed korozją stosownie do jej lokalizacji i obliczeniowego okresu
użytkowania. Zalecenia i sposób takiego zabezpieczenia powinny być zgodne z

PN-B-06200:1997

rozdz.8, oraz podane w

projekcie i książce obiektu budowlanego.

7.1.5 Konstrukcja powinna być uziemiona przez cały okres montażu zgodnie z wymaganiami wg 8.4.4.

7.2 Tolerancje wykonania i montażu

7.2.1 Odchyłki wykonawcze elementów konstrukcji nie powinny przekraczać wartości granicznych wg

PN-B-06200:1997

p. 4.8, jeśli w projekcie nie ustalono ostrzejszych wymagań.

7.2.2 Odchyłki montażu podzespołów nie powinny przekraczać wartości granicznych podanych w tablicy 3.
Pomiar odchyłek montażu powinien być wykonany, gdy prędkość wiatru mierzona na wysokości 10 m nad poziomem
przyległego terenem nie przekracza 5 m/s, w temperaturze scalenia i przy braku nasłonecznienia. Jeśli te warunki nie są
dochowane, to należy dokonać odpowiedniego przeliczenia odkształceń.

Tablica 3

Strona 13

Poz.

Niezgodność

Mierzona odchyłka

Tolerancja

1

Odchylenie od pionu:
- wieży

- węzłów masztu

2

Wygięcie przęseł masztu

3

Skręcenie przekroju trzonu
- na odcinku 3 m
- na całej wysokości

α = 0,5°

α = 5°

7.3 Wykonanie i próby odciągów

7.3.1 Liny na odciągi powinny odpowiadać warunkom określonym w punkcie 2.3. Liny surowe impregnowane nie potrzebują
dodatkowych zabezpieczeń antykorozyjnych.

7.3.2 Połączenia odciągów powinny być wykonywane i kontrolowane zgodnie z wymaganiami dla połączeń ciernych.
Połączenia rzymskie powinny być zabezpieczone przed odkręcaniem. W przypadku lin o średnicy większej niż 29 mm
tworzenie pętli końcówek podczas montażu jest niedopuszczalne.

7.3.3 Odciągi stałe wykonane na budowie lub w zapleczu technicznym powinny podlegać wstępnemu przeciągnięciu przed
zamontowaniem. Jeśli projekt lub instrukcja producenta nie stanowi inaczej, to linę należy naciągnąć siłą o 25 % wyższą od
maksymalnej siły obliczeniowej w odciągu. Powinno się przeprowadzić co najmniej trzy próby przeciągania, utrzymując za
każdym razem linę w stanie napiętym co najmniej przez godzinę. Dopiero po przeciągnięciu i ustaleniu odkształcenia
trwałego można linę odpowiednio przyciąć i wykonać zakotwienia. Nośność odciągów powinna być sprawdzona także po
wykonaniu ich zakotwień. W przypadku stwierdzenia pęknięć drutów lub innych uszkodzeń należy linę odrzucić.
Z przebiegu przeciągania liny należy sporządzić protokół zawierający m.in. wartość siły naciągu, wielkość wydłużenia liny i
uwagi o jej zachowaniu.

7.3.4 Naciąg wstępny odciągów powinien być kontrolowany zgodnie ze specyfikacją techniczną metodą bezpośrednią przy
zastosowaniu dynamometrów lub metodą pośrednią, jeśli przewidziano taką w projekcie, na przykład:
- wzbudzania drgań odciągów i porównania ich częstotliwości z częstotliwościami drgań własnych, obliczonymi dla
określonego naciągu;
- pomiaru kąta zwisu przy dolnym końcu odciągu i porównania z wartością obliczoną wg 4.3.5.
Pomierzona wartość siły napinającej odciąg nie powinna się różnić od wartości projektowej więcej niż ± 5 %.

7.4 Fundamenty

7.4.1 Fundamenty wież i masztów posadowionych na gruncie powinny spełniać wymagania norm posadowienia budowli oraz
nie przekraczać tolerancji wykonania wg 7.4.2, a połączenia stalowej konstrukcji trzonu z fundamentami powinny spełniać
warunki normy

PN-B-03215:1998

.

W obliczeniach stateczności budowli ze względu na wywrócenie na podłożu podatnym należy uwzględnić obrót fundamentu
wraz gruntem po linii kołowej.

7.4.2 Dopuszczalne niezgodności usytuowania fundamentów oraz zakotwień wież i masztów podano w tablicy 4.

Tablica 4

Strona 14

Poz.

Warunki zgodności

Mierzona odchyłka

Tolerancja

1

Wzajemne usytuowanie osi fundamentu
odciągów i osi fundamentu centralnego

Odległość między osiami:
gdy L ≤ 10 m
gdy L > 10 m

∆ = ± 10 mm

∆ = ± L/1000

Różnica rzędnych:
gdy L ≤ 10 m
gdy L > 10 m

e = ± 5 mm

e = ± L/2000

2

Nachylenie lin odciągowych masztu

Różnica rzędnych połączenia z
trzonem:
gdy h ≤ 15 m
gdy h > 15 m

∆ = ± 5 mm

∆ = ± h/3000

3

Usytuowanie zakotwień w fundamencie wieży
lub masztu

Odległość między osiami

Różnica poziomów

∆ = ± 2 mm

e = ± a/300

7.5 Książka obiektu budowlanego

7.5.1 Właściciel lub zarządca masztu lub wieży jest obowiązany prowadzić książkę obiektu budowlanego zawierającą:
1) metrykę obiektu (wieży, masztu);
2) dokumentację przebiegu użytkowania.

7.5.2 Metryka obiektu powinna zawierać:
- nazwę i lokalizację obiektu;
- nazwę i adres właściciela i zarządcy (użytkownika);
- nazwę i adres jednostki projektującej;
- nazwę i adres głównego wykonawcy obiektu;
- datę ukończenia budowy;
- klasę niezawodności i przewidywany okres użytkowania;
- opis podstawowych parametrów geometrycznych i materiałowych podzespołów (trzonu, odciągów, izolatorów, uziemienia,
wyposażenia);
- nominalną wartość wstępnego napięcia poszczególnych odciągów;
- gwarancję trwałości powłok ochronnych i sposób konserwacji;
- zalecane terminy i zakresy kontroli stanu technicznego;
- szczególne zalecenia dotyczące zagrożeń i zabezpieczeń.

7.5.3 Dokumentacja przebiegu użytkowania powinna zawierać zapisy dotyczące nadzoru, bieżącej i okresowej kontroli,
uszkodzeń i napraw, odbiorów, zmian wyposażenia itp.

8 Wyposażenie

8.1 Drabiny i pomosty

Strona 15

8.1.1 Drabiny komunikacyjne powinny umożliwiać bezpieczne poruszanie się obsługi na całej wysokości wieży lub masztu.
Wejście na drabinę obsługową znajdujące się poniżej 3 m nad poziomem terenu powinno być zabezpieczone przed
dostępem osób niepowołanych.

8.1.2 Pomosty spocznikowe o wymiarach nie mniejszych niż 300 × 400 mm powinny być rozmieszczone nie rzadziej niż co
25 m. Pomosty obsługowe wewnętrzne lub zewnętrzne należy umieszczać tam, gdzie wymagają tego warunki eksploatacji
obiektu oraz urządzeń na nim zainstalowanych. W szczególności należy instalować pomosty umożliwiające dostęp do
oświetlenia przeszkodowego. Każdy pomost powinien mieć poręcz o wysokości 1,1 m i podest bezpieczny ze względu na
poślizg oraz bortnice dookoła podestu. Pomosty zewnętrzne, wystające poza obręb konstrukcji masztu, powinny się składać
z elementów umożliwiających częściowy demontaż w czasie schodzenia żurawia z masztu.

8.2 Oświetlenie i oznaczenia ostrzegawcze
Wieże i maszty powinny być pomalowane i oznaczone światłami przeszkodowymi zgodnie z wymaganiami normy PN-65/L-
49002.

8.3 Urządzenia tłumiące drgania

8.3.1 Gdy możliwe są nadmierne drgania poprzeczne trzonu na skutek wzbudzenia wirowego przez wiatr o prędkości
krytycznej w przypadkach podanych w p.5.3.1, to zaleca się zastosować turbulizatory spiralne lub inne urządzenia tłumiące
drgania.

8.3.2 Gdy przewiduje się lub stwierdza w okresie użytkowania uciążliwą częstotliwość lub amplitudę drgań odciągów, to
zaleca się zastosować tłumiki odciągów. Zaleca się instalować tłumiki zwłaszcza na odciągach, których wstępny naciąg jest
większy niż 10 % wytrzymałości na rozciąganie odciągu. Należy powierzyć dobór tłumików jednostkom wyspecjalizowanym.

8.4 Izolatory. Ochrona odgromowa

8.4.1 W masztach i wieżach promieniujących należy stosować izolatory o wytrzymałości gwarantowanej przez dostawcę lub
potwierdzonej przez próby niszczące. Przy sprawdzaniu wytrzymałości izolatorów na obciążenia obliczeniowe należy
zachować współczynnik materiałowy γ

m

= 2,0. Izolatory należy instalować zachowując wymagania elektryczne i mechaniczne.

8.4.2 Zamocowanie izolatorów na odciągach powinno być zaprojektowane w taki sposób, że choć izolator ulegnie
uszkodzeniu, to stateczność masztu będzie nadal zachowana. Należy instalować izolatory tak, by nie powstał łuk elektryczny
poprzez powierzchnie materiału izolującego części stalowe. Jeśli izolatory są stosowane w podstawie masztu, to trzeba
przewidzieć urządzenia umożliwiające ich wymianę.

8.4.3 Wieże oraz trzony masztów i odciągi powinny być skutecznie uziemione w celu ochrony przed uderzeniami piorunów.
Należy zachować warunki wykonania i odbioru instalacji odgromowych wg

PN-86/E-05003.01

i

PN-92/E-05003.04

.

Zabezpieczenie można wykonać za pomocą taśmy miedzianej otaczającej fundament i połączonej z płytami i prętami
miedzianymi zagłębionymi w gruncie. Zaleca się wykorzystanie zbrojenia fundamentu jako uziomu eliminującego konieczność
otoku odgromowego. Odpowiedni sposób uziemienia, zależny od warunków gruntowych, powinien być podany w projekcie.

8.4.4 System uziemienia powinien być założony przed montażem konstrukcji stalowej i przyłączenia do uziemienia powinny
być wykonywane w miarę postępu robót. Jeśli wszystkie połączenia elementów konstrukcji są ciągłe dla przewodzenia prądu
elektrycznego, to nie potrzeba oddzielnych powiązań. Po wykonaniu uziemienia należy sprawdzić, czy opór elektryczny
zawiera się w granicach ustalonych w projekcie.

8.5 Zabezpieczenia przed wandalizmem
Należy zabezpieczyć konstrukcje i ich połączenia oraz zakotwienia odciągów masztów przed dostępem i ingerencją
nieupoważnionych osób. Odpowiednie środki zabezpieczające (ogrodzenie obiektu, urządzenia alarmowe, służba ochrony
itd.) należy wprowadzić zwłaszcza w przypadku obiektów telekomunikacyjnych i radiokomunikacyjnych wysokiej klasy
niezawodności.

ZAŁĄCZNIK A

(normatywny)

Strona 16

DZIAŁANIA WIATRU NA WIEŻE I MASZTY

A.1 Ciągłe i odcinkowe obciążenia wiatrem

A.1.1 Do obliczeń statycznych wież i masztów należy przyjmować obciążenie wiatrem ciągłe w

o

wg A.1.2 i obciążenia

odcinkowe ∆w

p

wg A.1.3 i A.1.4, o schematach określonych wg A.2.1 dla wież i wg A.2.3 dla masztów. Siły wewnętrzne w

elementach konstrukcji i inne efekty (w metrach, kN, kNm, MN/m

2

itd.) należy obliczać jako łączny efekt S sumując efekt S

o

obciążenia ciągłego z miarodajnym efektem ∆S działań odcinkowych.

(A.1)

Miarodajny efekt ∆S działań odcinkowych jest określony wg A.2.2 dla wież i wg A.2.4 dla masztów. Obciążenia ciągłe w

o

i

odcinkowe ∆w

p

należy przyjmować dla tego samego wariantu działania wiatrem. W obliczeniach stanu granicznego nośności

łączny efekt działań ciągłych i odcinkowych należy przemnożyć przez współczynnik obciążenia γ

f

= 1,3.

UWAGA - Warianty obciążenia wiatrem podano przykładowo na rysunku 1 w rozdziale 4 normy.

A.1.2 Obciążenie ciągłe wzdłuż wysokości budowli, w kiloniutonach na metr kwadratowy powierzchni nawietrznej, należy
obliczać według wzoru

(A.2)

w którym:
q

k

- wartość charakterystyczna ciśnienia prędkości określona wg A.3.1,

C

e

(z) - współczynnik ekspozycji zależny od rodzaju terenu wg A.3.2,

C

x

- współczynniki oporu aerodynamicznego dla elementów konstrukcji wg A.4.2.

A.1.3 Obciążenia odcinkowe wież należy obliczać według wzoru

(A.3)

w którym:
β - współczynnik działania porywów wiatru na wieżę określony wg

PN-77/B-02011

, p.5.2, stały dla odcinkowych obciążeń

wiatrem ∆w

p

, p = 1, 2, ...n,

z

p

- rzędna nad poziomem terenu wypadkowej p-tego obciążenia odcinkowego,

h - całkowita wysokość wieży.

A.1.4 Obciążenia odcinkowe masztu należy obliczać według wzoru

(A.4)

w którym:
r - współczynnik chropowatości terenu wg

PN-77/B-02011

, p. 5.2,

z

p

- rzędna wypadkowej p-tego obciążenia odcinkowego masztu, p = 1, 2... n,

C

e

(z

p

) - współczynnik ekspozycji ustalony dla rzędnej z

p

.

A.1.5 Dopuszcza się przyjmowanie uproszczonego liniowego rozkładu obciążenia wiatrem wzdłuż przęseł masztu i odciągów.
Moment względem podstawy trzonu od obciążenia rozłożonego liniowo powinien się równać momentowi obciążenia wiatrem
obliczonemu bez uproszczeń.

A.2 Schematy obciążeń odcinkowych

A.2.1 Schematy obciążeń odcinkowych wieży należy przyjmować według rysunku A.1 w następujących wariantach:

Strona 17

a) jeżeli osie krawężników części dolnej wieży przecinają się powyżej lub równo z wierzchołkiem wieży (rys. A.1.a), to należy
przyjmować obciążenie odcinkowe ∆w

1

na całej wysokości wieży;

b) jeżeli osie krawężników przecinają się poniżej jej wierzchołka (rys. A.1.b):, to należy przyjmować dwa odcinki obciążenia
∆w

p

:

- na dolną część wieży (p = 1),
- na górną część wieży (p = 2);
c) jeżeli dla wieży o wklęsłym zarysie liczba przecięć osi krawężników n jest większa niż 2 (rys. A.1.c), to należy przyjmować z
osobna obciążenia odcinkowe ∆w

p

na każdej sekcji wieży o kolejnych wskaźnikach p = 1, 2...n.

A.2.2 Miarodajny efekt ∆S obciążeń odcinkowych wieży należy przyjmować równy maksymalnemu efektowi spośród
wszystkich wariantów obciążenia odcinkowego,

(A.5)

gdzie n-1 jest liczbą załomów krawężnika na wysokości wieży h.

Strona 18

Rys. A.1 - Schematy obciążeń wiatrem wieży

A.2.3 Schematy obciążeń odcinkowych masztu (rys. A.2.a) należy przyjmować według następujących zasad:
1) między podstawą masztu a pierwszym poziomem odciągów,
2) na każdym przęśle między sąsiednimi poziomami odciągów,
3) na część wspornikową, jeżeli jest taka,
4) od podstawy do połowy pierwszego przęsła,
5) na odcinkach między środkami dwóch sąsiadujących przęseł,
6) od połowy ostatniego przęsła do wierzchołka masztu wraz ze wspornikiem.
Minimalna wysokość każdego odcinka nie powinna być mniejsza niż 20 m. Jeżeli niektóre przęsła masztu są krótsze, to
obciążenie odcinkowe ∆w

p

należy przykładać także do części sąsiedniego przęsła, tak aby odcinek obciążony nie był krótszy

niż 20 m (rys. A.2.b). W przypadku masztów o wysokościach przęseł mniejszych od 20 m należy przyjąć obciążenia
odcinkowe ∆w

p

na długościach większych od długości przęseł (rys. A.2.c), jedno zaś obciążenie ∆w

p

, gdy maszt jest

jednoprzęsłowy.
UWAGA - Każde obciążenie odcinkowe masztu działa jednocześnie na odcinki wszystkich odciągów, znajdujące się między
tymi samymi poziomami, co obciążony odcinek trzonu.

Strona 19

A.2.4 Efekty ∆S

p

obciążeń odcinkowych masztu należy określać jako różnicę między efektem obciążenia odcinkowego ∆w

p

zsumowanego z obciążeniem ciągłym w

o

, a obciążeniem wywołanym samym obciążeniem ciągłym w

o

. Miarodajny efekt ∆S

obciążeń odcinkowych masztu należy obliczać sumując geometrycznie efekty niezależnych obciążeń odcinkowych według
wzoru

(A.6)

w którym n jest liczbą odcinkowych obciążeń wiatrem ∆w

p

ustaloną wg A.2.3.

Rys. A.2 - Schematy odcinkowych obciążeń wiatrem masztu

A.3 Ciśnienie prędkości wiatru i współczynnik ekspozycji

Strona 20

A.3.1 Wartość charakterystyczną q

k

ciśnienia prędkości wiatru wg

PN-77/B-02011

p.3.4 zaleca się prognozować metodami

probabilistycznymi dla okresu użytkowania ustalonego wg 3.3.1, na podstawie co najmniej 20-letnich zapisów
meteorologicznych średniej dziesięciominutowej prędkości wiatru w rejonie projektowanego obiektu. Jeśli brak wiarogodnych
danych meteorologicznych, to można przyjmować wartości q

k

wg

PN-77/B-02011

, tabl.3, w zależności od strefy obciążenia

wiatrem i przeliczać je wzorem (1) dla obliczeniowego okresu użytkowania t

u

, jeśli jest on różny od 50 lat.

Nie trzeba zwiększać wartości q

k

o 20 % wg

PN-77/B-02011

p. 3.2. Można zmniejszać wartości q

k

o 20 % w obliczeniach

wież i masztów w strefie III, znajdujących się w dolinach i kotlinach zamkniętych ze wszystkich stron.

A.3.2 Współczynnik ekspozycji C

e

należy obliczać ze wzoru

(A.7)

W przypadku budowli o wysokości nie przekraczającej 100 m nie należy przyjmować do obliczeń wartości C

e

(z) mniejszych

niż k.
Wartości k, h

o

, α należy przyjmować z tablicy A.1 zależnie od rodzajów terenu A, B, C, określonych wg

PN-77/B-02011

,

p.4.1.

Tablica A.1

Teren

A

B

C

k

1,0

0,8

0,7

h

o

[m]

10

18

32

α

0,14

0,19

0,24

A.4 Opór aerodynamiczny i powierzchnie nawietrzne

A.4.1 Wartości współczynnika oporu aerodynamicznego C

x

wież i masztów wysokiej i normalnej klasy niezawodności oraz

konstrukcji o dużym nagromadzeniu różnych elementów wyposażenia zaleca się zbadać doświadczalnie w tunelu
aerodynamicznym.

A.4.2 Jeśli brak wiarogodnych danych doświadczalnych, to wartości współczynnika oporu aerodynamicznego C

x

należy

przyjmować z następujących tablic normy

PN-77/B-02011

:

- tablica Z1-17

dla trzonów powłokowych;

- tablica Z1-21 i Z1-22

dla ustrojów kratowych przestrzennych;

- tablica Z1-17 i Z1-18

dla elementów liniowych (odciągi, rury itd.).

Współczynniki oporu aerodynamicznego C

x

elementów wyposażenia należy przyjmować jak następuje:

- 1,0 dla anteny liniowej,
- 2,4 dla drabin komunikacyjnych z osłonami;
- dla anten parabolicznych według danych doświadczalnych dla danego typu anteny lub według specyfikacji producenta.

A.4.3 Współczynniki C

x

elementów wyposażenia można redukować współczynnikiem ϕ

x

o wartości:

- 0,6 w przypadku elementów wyposażenia wewnątrz trzonu,
- 0,7 w przypadku elementów wyposażenia na zewnątrz trzonu
i dodawać do powierzchni nawietrznej trzonu.

A.4.4 Powierzchnię nawietrzną F trzonu kratowego o przekroju trójkątnym lub prostokątnym należy przyjmować wg

PN-77/B-

02011

, Z1-21 względnie Z1-22. Powierzchnię nawietrzną wyposażenia F

w

należy dodać do powierzchni nawietrznej

elementów konstrukcyjnych F

k

(rys. A.3). W przypadku obliczeń masztu oblodzonego należy zwiększyć powierzchnie

nawietrzne o grubość warstwy oblodzenia o wartości charakterystycznej wg

PN-87/B-02013

p. 4.

Strona 21

Rys. A.3 Powierzchnia nawietrzna segmentu trzonu kratowego

A.4.5 Powierzchnię nawietrzną odciągów określa się względem płaszczyzny równoległej do cięciwy odciągu. Jako obciążenie
odciągu wiatrem należy przyjmować do obliczeń tylko składową normalną do cięciwy odciągu pomijając składową styczną.
Przy ustalaniu wartości obciążenia wiatrem odciągu należy uwzględniać kąt nachylenia cięciwy odciągu i kąt odchylenia rzutu
odciągu od kierunku wiatru na płaszczyźnie poziomej.

A.5 Oddziaływania zmęczeniowe

A.5.1 Charakterystyki procesu prędkości wiatru V(t) zaleca się oszacować doświadczalnie na podstawie analizy widmowej
wyników pomiarów prędkości chwilowych wiatru w terenie projektowanego obiektu. Dla obliczeń oddziaływań zmęczeniowych
należy oszacować:
- liczbę porywów wiatru w roku w okresie odniesienia 50 lat,
- widmo oddziaływań wiatru i współczynnik wypełnienia widma.

A.5.2 Jeśli nie ma wiarogodnych oszacowań meteorologicznych i gdy nie przeprowadza się analizy tłumionych drgań budowli
wywołanych porywami wiatru, to można przyjmować:
- współczynnik wypełnienia widma α

K

= 0,25;

- liczbę cykli N

x

drgań w kierunku wiatru ze wzoru

(A.8)

- t

u

(w latach) - obliczeniowy okres użytkowania, ustalony wg 3.3.

A.5.3 Jeśli możliwe jest wzbudzenie wirowe budowli w okolicznościach podanych w p. 5.2.1, i gdy nie przeprowadza się
analizy ryzyka przekroczeń pasma prędkości rezonansowych przez proces losowy wiatru, to można przyjmować:
- jednorodne widmo drgań, tj. współczynnik wypełnienia widma α

K

= 1;

- liczbę N

y

cykli drgań poprzecznych wg

PN-93/B-03201

, wzór (7).

Zaleca się uwzględnić sytuacje, gdy wyższe częstotliwości drgań własnych mogą mieć znaczenie dla wzbudzenia wirowego
masztów z odciągami.

A.5.4 Zakresy zmienności naprężeń ∆σ

x

, ∆τ

x

w przypadku drgań budowli w kierunku wiatru, wywołanych porywami wiatru,

Strona 22

należy obliczać dla charakterystycznych obciążeń odcinkowych ∆w

p

.

Zakresy zmienności naprężeń ∆σ

y

, ∆σ

y

w przypadku samowzbudnych drgań poprzecznych do kierunku wiatru, należy

obliczać przyjmując obciążenie p

y

wg

PN-77/B-02011

rozdz.6.

ZAŁĄCZNIK B

(normatywny)

SMUKŁOŚCI PRĘTÓW WIEŻ I MASZTÓW KRATOWYCH

B.1 Układy skratowania

B.1.1 Podane zasady należy stosować do układów skratowania wież i masztów, np. typowych układów pokazanych na
rysunku B.1. Skratowanie drugorzędne, np. układy IIb, IIIb, IVb na rysunku B.1, zaleca się wprowadzać w celu podziału
prętów głównych i redukcji ich długości wyboczeniowych.

Rysunek B.1 - Układy skratowania głównego (a) i drugorzędnego (b)

B.1.2 Smukłości prętów konstrukcji kratowej są określone ogólnym wzorem

Strona 23

(B.1)

w którym:
L

o

- długość teoretyczna pręta,

i - promień bezwładności przekroju poprzecznego,
µ - współczynnik długości wyboczeniowej, L = µ L

o

.

Jeśli nie przeprowadza się dokładniejszych obliczeń z uwzględnieniem podatności węzłów, to smukłości λ w obliczeniach
wyboczenia giętnego należy ustalać według zasad podanych w rozdziałach B.2 do B.5. Zasady te dotyczą wież i trzonów
masztów o przekrojach poprzecznych prostokątnych lub trójkątnych.

B.1.3 Długości obliczeniowe prętów L

o

, współczynniki długości wyboczeniowej µ

ω

oraz odpowiednie promienie iω, przy

wyboczeniu skrętnym należy obliczać wg

PN-90/B-03200

, załącznik 1, p. 3.

Przy wyboczeniu skrętnym pojedynczych kątowników dopuszcza się obliczenie smukłości λ

z

według wzoru

(B.2)

w którym b

p

, t - szerokość obliczeniowa i grubość ramienia kątownika.

Smukłość λ

z

ze względu na wyboczenie skrętne dwóch kątowników w układzie teowym lub krzyżowym można przyjmować

równą połowie smukłości skrętnej jednego kątownika.

B.2 Krawężniki wieży lub trzonu masztu

B.2.1 Smukłość przy wyboczeniu giętnym krawężników (pasów) z ciągłych prętów pojedynczych (kątowników, rur, prętów
pełnych) należy obliczać przyjmując najmniejszy promień bezwładności i

1

przekroju pręta oraz długość wyboczeniową µL

o

równą odległości między węzłami L

o

. Współczynnik długości wyboczeniowej µ krawężników z pojedynczych kątowników

można redukować wg tablicy B.1 (gdzie

oznacza smukłość względną) w zależności od układu prętów skratowania w

dwóch sąsiednich ścianach:
a) symetrycznego (stężenie przestrzenne),
b) przestawnego (stężenie płaskie).
W przypadku stężenia płaskiego L

o

jest większą z odległości między węzłami jednej i drugiej ściany.

Tablica B.1 - Współczynniki długości wyboczeniowej µ

Krawężniki

z pojedynczych kątowników

inne

przestrzennie stężone

µ = 0,8 + 0,1

lecz 0,9 ≤ µ ≤ 1

µ = 1

płasko stężone

µ = 0,96 + 0,12

lecz 1,08 ≤ µ ≤ 1,2

µ = 1,2

B.2.2 Smukłości λ

x

, λ

y

przy wyboczeniu giętnym krawężników złożonych z dwóch kątowników w układzie teowym albo

krzyżowym, połączonych przewiązkami, należy obliczać zależnie od kierunku wyboczenia wg

PN-90/B-03200

p.4.7. Długość

wyboczeniową innych krawężników złożonych należy przyjmować równą długości teoretycznej L

o

.

B.3 Krzyżulce kraty pojedynczej

B.3.1 Smukłość przy wyboczeniu giętnym krzyżulców z prętów pojedynczych należy obliczać przyjmując najmniejszy promień
bezwładności i

1

przekroju pręta oraz długość wyboczeniową µL

o

równą odległości między węzłami.

B.3.2 Smukłość krzyżulców złożonych z dwóch kątowników należy obliczać biorąc pod uwagę kierunek wyboczenia i sposób
połączenia z krawężnikami. Współczynniki długości wyboczeniowej µ dla różnych typów krzyżulców należy przyjmować z
tablicy B.2.

Tablica B.2 - Współczynniki długości wyboczeniowej µ krzyżulców

Strona 24

Kątowniki połączone z blachami węzłowymi lub bez blach - połączenia:

Wyboczenie

jedno-śrubowe lub dwu-śrubowe na

obu końcach

dwu-śrubowe na jednym końcu zaś na

drugim jedno-śrubowe

- w płaszczyźnie kraty

0,7+0,35/

0,7+0,35/

- z płaszczyzny kraty

0,65+0,58/

0,7+0,35/

Rury lub pręty pełne połączone z blachami węzłowymi - połączenia:

jedno-śrubowe

dwu-śrubowe

spawane

- w płaszczyźnie kraty

0,95

0,85

0,85

- z płaszczyzny kraty

0,95

0,95

0,95

Rury lub pręty pełne połączone bez blach węzłowych - połączenia:

ciągłe

rozcięte

spawane

- w płaszczyźnie kraty

1,00

0,70

0,70

- z płaszczyzny kraty

1,00

0,85

0,85

B.4 Krzyżulce kraty podwójnej

B.4.1 Jeśli siła poprzeczna wieży lub trzonu masztu jest równo rozdzielona na krzyżulec rozciągany i ściskany i obydwa pręty
są ciągłe (rysunek B.1, układ II a), to smukłość przy wyboczeniu giętnym krzyżulców należy obliczać przyjmując najmniejszy
promień bezwładności i

1

przekroju pręta oraz długość wyboczeniową L równą odległości od osi krawężnika do środka

skrzyżowania zarówno w przypadku wyboczenia z płaszczyzny kraty jak i w płaszczyźnie kraty.

B.4.2 Jeśli siła poprzeczna wieży lub trzonu masztu nie jest równo rozdzielona na siły rozciągające w jednym i ściskające w
drugim pręcie kraty podwójnej i obydwa pręty są ciągłe, to należy sprawdzić pręty ściskane na wyboczenie z płaszczyzny
kraty, przy czym suma nośności na wyboczenie obu krzyżujących się prętów nie powinna być mniejsza od wartości
bezwzględnej sumy algebraicznej sił podłużnych w tych elementach. Jako długość wyboczeniową L należy przyjąć długość
pręta L

d

i odpowiedni promień bezwładności przekrojów krzyżulca.

B.4.3 Gdy wprowadza się pręty drugorzędne, np. jak pokazano na rysunku B.1, układy II b, III b i IV b), to można zredukować
długość L

d1

krzyżulca w obliczeniach wyboczenia w płaszczyźnie kraty do odległości od krawężnika do miejsca przyłączenia

pręta drugorzędnego. Należy sprawdzić także nośność krzyżulca o pełnej długości L

d

ze względu na wyboczenie z

płaszczyzny kraty oraz warunek sumy algebraicznej sił podłużnych.

B.4.4 Gdy wprowadza się ciągły słupek w połowie krzyżulców (rysunek B.1, układ IV a), to należy sprawdzić słupek na
wyboczenie z płaszczyzny kraty jako pręt ściskany na całej długości siłą równą sumie algebraicznej sił podłużnych dwóch
krzyżulców kraty podwójnej.

B.5 Krzyżulce kraty wielokrotnej

B.5.1 Krzyżulce kraty wielokrotnej ciągłe i połączone we wszystkich punktach przecięcia ich osi (rysunek. B.1, układ V a)
należy sprawdzać na wyboczenie z płaszczyzny kraty tak jak pręty o długościach wyboczeniowych od L = L

o

(krata

podwójna) do L = 1,4 L

o

(krata czterokrotna), przyjmując odpowiedni promień bezwładności i

x

lub i

y

. Promień bezwładności i

y

kątowników względem osi równoległej do płaszczyzny kraty powinien być większy od 1,5-krotnego minimalnego promienia
bezwładności i

1

kątownika.

B.5.2 Krzyżulce kraty wielokrotnej należy dodatkowo sprawdzać przyjmując długość wyboczeniową L równe odległości L

o

między połączeniami z innymi prętami kraty. Należy przyjmować najmniejszy promień bezwładności i

1

.

B.6 Pręty drugorzędne

B.6.1 Drugorzędne pręty skratowania należy wymiarować na siły wynikające z obciążenia umowną siłą poprzeczną Q
działającą prostopadle do krawężnika, przyłożoną po kolei do każdego węzła w płaszczyźnie kraty i będącą w równowadze z

Strona 25

siłami prętów skratowania. Siłę Q ustala się w zależności od siły podłużnej N działającej w krawężniku, uwzględniając jego
największą smukłość λ,

(B.2)

lecz nie mniej niż 0,01 ⋅ N i nie więcej niż 0,025 ⋅ N, w kiloniutonach.

B.6.2 Gdy jest więcej niż jeden pośredni węzeł w przedziale, to układ kraty drugorzędnej należy sprawdzać na siłę umowną
równą 2,5 % całej siły podłużnej N wieży lub trzonu masztu, dzieląc ją równo pomiędzy wszystkie węzły. Można przyjąć, że
siły umowne działają jednocześnie i w tym samym kierunku w płaszczyźnie kraty, pod kątem prostym do krawężnika.

B.6.3 Siłę umowną według punktu B.6.1 albo według punktu B.6.2 rozkłada się na pręty kraty drugorzędnej. Siły składowe
należy dodawać do sił głównych wyznaczonych z obliczeń statycznych prętów głównych wież i masztów kratowych.

B.7 Sekcja podporowa wieży kratowej

B.7.1 Zaleca się stosować tężnik poziomy w płaszczyźnie prętów poziomych u góry sekcji podporowej jak pokazano linią
kreskowaną na rysunku B.2.
W przypadku zastosowania tężnika należy obliczać smukłości elementów sekcji podporowej uwzględniając odległości
węzłów tężnika przy wyboczeniu z płaszczyzny kraty lub odległości węzłów krawężnika przy wyboczeniu w płaszczyźnie kraty i
przyjmować odpowiednie promienie bezwładności i

x

lub i

y

, lecz w przypadku pojedynczych kątowników należy przyjmować

promień minimalny i

1

.

W przypadku braku tężnika poziomego należy przyjmować przy wyboczeniu w płaszczyźnie kraty długości wyboczeniowe L

h1

,

gdy nie ma skratowania drugorzędnego albo L

h2

gdy jest skratowanie drugorzędne. Współczynniki długości wyboczeniowej µ

należy przyjmować wg B.3.

B.7.2 Jeśli pas wewnętrzny sekcji podporowej wież o dużej szerokości podstawy jest załamany (rysunek B.2, układ I b), dla
usztywnienia układu podporowego wieży zaleca się dodać poziomy pręt łącząc węzły załomu i zamienić kratownicę sekcji
podporowej na ramę kratową (rysunek B.2, układ II b). Zaleca się projektować skratowanie drugorzędne w celu zmniejszenia
wrażliwości na odkształcenia sprężyste ramy kratowej, zwłaszcza gdy przewiduje się osiadanie lub ruchy podłoża.

Strona 26

Rysunek B.2 - Sekcja podporowa wież kratowych

B.8 Tężniki poziome

B.8.1 Tężniki poziome kratowych wież i trzonów masztów, przedstawione przykładowo na rys B.3, powinny odpowiadać
warunkom punktu 6.1.6 normy. Nie zaleca się stosowania tężników z niezupełnym podziałem na trójkąty. Jeżeli zastosowano
dwa pręty ukośne, to każdy z nich można wymiarować tylko na rozciąganie.

B.8.2 Smukłość prętów zewnętrznych tężnika należy ustalać przyjmując długość wyboczeniową równą:
- odległości pomiędzy krawężnikami przy wyboczeniu z płaszczyzny tężnika,
- odległości między końcami pręta tężnika przy wyboczeniu w jego płaszczyźnie
i odpowiedni promień bezwładności prętów tężnika.
Smukłość prętów wewnętrznych tężnika należy ustalać wg B.3.

B.8.3 Tężnik poziomy należy sprawdzić na zginanie skupioną siłą poziomą Q = 1,5 L w kiloniutonach, gdy długość L podana
jest w metrach. Siła Q przyłożona jest w środku pręta poziomego o długości L. Ugięcia tężnika pod działaniem tej siły nie
powinny przekraczać wartości L/1000.

Strona 27

Rysunek B.3 - Tężniki poziome

ZAŁĄCZNIK C

(informacyjny)

ANALIZA MASZTU Z ZERWANYM ODCIĄGIEM

C.1 Informacje ogólne
W przypadkach określonych w punkcie 4.2.1 normy, dokonuje się sprawdzenia stateczności masztu w wyjątkowej sytuacji
zerwania jednego odciągu lub obliczenia wartości granicznych obciążenia wiatrem lub oblodzeniem, przy których maszt
ulegnie zniszczeniu. Zachowanie bezpieczeństwa konstrukcji masztu, który byłby także użytkowalny po zerwaniu odciągu,
może być ważne zwłaszcza dla obiektów wysokiej klasy niezawodności.
Model obliczeniowy opisany w punkcie C.2 pozwala ocenić zachowanie masztu po zerwaniu odciągu i zaprojektować
wzmocnioną konstrukcję, jeśli jest to uzasadnione na podstawie analizy ryzyka awarii.

Strona 28

Rysunek C.1 - Maszt przechylony w sytuacji zerwania odciągu

C.2 Model obliczeniowy

C.2.1 Siły wewnętrzne masztu oblicza się zakładając, że na poziomie h, gdzie został zerwany odciąg, działa siła dynamiczna
H prostopadle do trzonu jak pokazano na rysunku C.1. Sprawdzając maszt w sytuacji awaryjnej redukuje się obliczeniowe
wartości działania wiatru i obciążenia oblodzeniem lub pomija się je, jeśli ograniczyć sprawdzenie bezpieczeństwa do
wypadków zerwania odciągu na skutek aktów wandalizmu lub błędów ludzkich podczas remontu.

C.2.2 Wartość obliczeniową H

B

siły dynamicznej ustala się tak, by przemieszczenie uszkodzonego węzła masztu były równe

takiemu przemieszczeniu, które zachodzi w chwili maksymalnego przechyłu trzonu φ

B

po zerwaniu odciągu masztu. Drgania

masztu, który następują po tym, są tłumione i ich amplitudy są mniejsze. Jedną z metod obliczeń jest ustalenie siły H

B

na

podstawie rozważań energetycznych.

C.2.3 Podstawą obliczeń jest bilans energii, gdy po zerwaniu odciągu rozpoczyna się dynamiczny przechył i przyrost zwisu
odciągów. Efekt rozproszenia energii w wyniku tłumienia można pominąć w pierwszym cyklu przemieszczeń. Energia
sprężysta Φ(φ) odciągów pozostałych w węźle uszkodzonym maleje w miarę jak praca siły H na przemieszczeniu u = φ h
rośnie. Przy wartości przechyłu φ

A

siła w tych odciągach jest równa sile H

A

, tj. sile statycznego oddziaływania odciągu. Maszt

przechyla się dalej dzięki nabytej energii kinetycznej. Przy przechyle φ

B

> φ

At

energia sprężysta odciągów uszkodzonego

węzła Φ

A

zrówna się z pracą Φ

B

siły H. Stanowi granicznemu Φ

A

= Φ

B

odpowiada siła H

B

> H

A

, którą powinien wytrzymać

trzon i pozostałe odciągi.

C.2.4 Zasady obliczeń statycznych masztu według teorii drugiego rzędu, podane w rozdziale 4.3, zachowują ważność w
obliczeniach masztu z zerwanym odciągiem. W szczególności zachodzi równość momentów sił destabilizujących z
uwzględnieniem momentu siły dynamicznej H

B

oraz składowych obciążeń grawitacyjnych prostopadłych do trzonu i

oddziaływań stabilizujących odciągów w węzłach nieuszkodzonych.
W masztach wieloprzęsłowych, które zerwania odciągu nie wytrzymają w stanie sprężystym, jest jeszcze rezerwa nośności
dzięki redystrybucji plastycznej momentów zginających i sił poprzecznych. Obliczenie nośności granicznej masztu statyczną
metodą teorii plastyczności daje ostrożny, dolny kres nośności granicznej masztu.

C.3 Ograniczenie następstw awarii

C.3.1 Prędkość wiatru lub grubość warstwy oblodzenia, przy których maszt nie wytrzyma obciążeń powodujących zerwanie
odciągu, powinna być wpisana do książki obiektu budowlanego zgodnie z punktem 7.5.2. Dane te mogą być pomocne dla
wcześniejszego przedsięwzięcia środków prewencyjnych, ograniczających następstwa grożącej katastrofy.

C.3.2 Jeśli stateczność masztu po zerwaniu odciągu sprawdzono bez uwzględnienia działania wiatru lub przy zredukowanej
jego sile, a nastąpi zerwanie odciągu, to obowiązkiem właściciela lub zarządcy jest bezzwłoczne zabezpieczenie terenu, na
który maszt może upaść, gdyby przed podjęciem naprawy wystąpiła wichura. Zakres zabezpieczeń i sposób postępowania w
sytuacji wyjątkowej zerwania odciągu zależą od tego, czy zerwanie odciągu zagraża tylko przęsłu górnemu z częścią

Strona 29

wspornikową, czy też zerwanie jednego odciągu może spowodować postępujące zerwanie odciągów w innych węzłach i
złamanie lub wywrócenie trzonu masztu.

C.3.3 Jeśli przy sprawdzeniu masztu na zerwanie odciągu dopuszczono redystrybucję plastyczną momentów wzdłuż trzonu
lub redystrybucję naprężeń w przekrojach krytycznych, to mogą pozostać odkształcenia trwałe konstrukcji wymagające
naprawy i rektyfikacji masztu.

Strona 30