Декоративні опори освітлення з кронштейнами: як їх проєктують і на що дивитися

Чим декоративна опора відрізняється від звичайної

У такої опори стовбур заввишки кілька метрів, а на ньому вигнутий по дузі кронштейн з одним або двома ріжками. Ріжок — це місце кріплення світильника. У прикладах, які розглядаємо, стовбур має 4 або 5 м: це висота парків, алей і пішохідних зон, де світильник має висіти ближче до людини.

Від звичайного прямого кронштейна декоративний відрізняється формою. Дуга довша за прямий виніс, вона несе додаткові смуги й напівкільця, і вага світильника діє на згин у вигнутій трубі. Тому головним місцем розрахунку стає перехід від кронштейна до стовбура, а не сам стовбур.

Стовбур для такої опори беруть із паркових серій, багатогранної ПМО або конічної ПКО, про них у статті Паркові опори освітлення. Загальну будову опори й типи звичайних кронштейнів КО та КП описано в статтях Ліхтарний стовп і Кронштейни, траверси й оголовки.

1-ріжкові й 2-ріжкові кронштейни

1-ріжковий кронштейн несе один світильник з одного боку від осі стовбура. 2-ріжковий симетричний: два світильники висять з обох боків, і якщо вони однакові, їхні статичні моменти на верх стовбура гасять один одного. Лишається згин від вітру, а для 1-ріжкового додається ще й постійне скручування верху стовбура.

У таблиці наведено параметри двох кронштейнів, які розглядаємо. Обидва виконані з труб Ø48×3 мм зі сталі С245 і сидять на стовбурах 4 та 5 м.

Із чого й як зроблено кронштейн

Основу складають дві труби Ø48×3 мм: дуга завдовжки близько 2,07 м, зігнута з радіусом 300 мм, і вертикальна ніжка близько 0,93 м. Їх з’єднують накладками, які проходять крізь овальні отвори 20×30 мм у стінках труб, і поперечними смужками 4 мм. Окрема смуга 4×40 мм, зігнута за дугою, є лише декоративним елементом.

На кінці дуги стоїть окрема деталь під світильник, а внизу кронштейна є патрубок меншого діаметра, який входить у верх стовбура. Усі заводські шви виконують напівавтоматичним зварюванням, і всі вони замкнуті, крім оговорених. Це важливо для вологи: у відкритий зазор потрапляє вода, а в замкнений об’єм під час цинкування потрібен вихід для газів, тому в кінці труби передбачають технологічний отвір Ø8 мм. Він же слугує для підвішування бирки з маркою.

Вузол кріплення до стовбура

Вузол кріплення працює складніше, ніж здається за малюнком. Патрубок завдовжки близько 0,3 м входить у верх стовбура, а над ним є диск діаметром 85 мм. Згин від ваги світильника й від вітру передається від дуги через ніжку на цей патрубок, а звідти на тонку стінку стовбура.

Для вузла важать кілька речей. Патрубок має сідати у стовбур без люфту, бо люфт під вітром розхитує кронштейн і втомлює шов. Положення кронштейна фіксують після вирівнювання, а не залишають тримати тільки тертям. Через вузол проходить кабель до світильника, тому отвір для нього не повинен різати проводи, а кабель на виході з труби не має різко згинатися.

Окремо дивляться на стінку стовбура біля патрубка. У паркових опорах вона має 3 мм, і там, де кронштейн і патрубок додають навантаження, перевіряють її на місцеву міцність і стійкість, а не лише загальний момент в основі.

Навантаження: вага, вітер, коливання

Вагу світильника беруть за паспортом. На виносі 0,75 м світильник масою 15 кг (така межа на ріжок у наших таблицях) дає статичний момент близько 110 Н·м; для 2-ріжкового він симетричний, для 1-ріжкового діє як скручування верху стовбура. Значення порівняно невелике, але воно діє постійно й складається з вітровим моментом.

Вітрове навантаження на світильник складається з площі виду збоку, тиску та коефіцієнтів. Для прикладу з калькулятора підбору опори (світильник 700 × 350 мм, площа 0,245 м²) і тиску 500 Па вийде близько 122 Н до введення коефіцієнтів. На висоті 5 м це дає в основі опори приблизно 0,6 кН·м від одного світильника, а два на 2-ріжковому кронштейні подвоюють цей момент. Труби кронштейна й декоративні смуги додають свою вітрову площу, яку теж враховують.

Окремо дивляться на коливання. Дуга з світильником на кінці поводиться як пружина: порив розгойдує її, і коливання повторюються тисячі разів на рік. Тому шви біля основи ніжки й біля патрубка проєктують і виконують з запасом на втому. Додаткове навантаження на кронштейн, наприклад квіткові кошики, прапорці чи камери, змінює і вагу, і площу, тож про нього кажуть до замовлення.

Як перевіряють опору з декоративним кронштейном

Перевірка йде знизу вгору й згори вниз по одному ланцюжку. Спочатку збирають вихідні дані: тип кронштейна, виніс, маса й площа світильника з паспорта, кількість ріжків, вітровий район. Далі перевіряють сам кронштейн на згин у дузі й ніжці та міцність швів, потім патрубок і стінку верху стовбура, потім стовбур і момент в основі, фланець і анкери.

Для підбору серії та висоти за площею й масою світильників зручно скористатися калькулятором підбору опори. Він дає попередній підбір, а остаточну перевірку роблять за вашим проєктом. Таблиці в ньому закінчуються на 15 кг на ріжок і виносі до 1,5 м; три світильники на кронштейні чи нестандартну дугу рахують окремо.

Для декоративної опори прогин верху важливий не лише за міцністю: коли верх коливається чи нахилений, світильник дивиться вже не туди, куди його спрямовано. Для фундаменту й анкерів корисні статті Фундаменти опор освітлення та Фланцеві чи прямостоячі опори.

Цинкування й фарбування декоративних елементів

Захист кронштейна починають із гарячого цинкування, товщиною не менше 80 мкм, а потім за бажанням замовника наносять ґрунт і фарбу. Цинк тримає метал від корозії, а колір задає фарба; опора з одним лише цинком має сірий матовий вигляд. Кольорове фарбування поверх цинку виконуємо як окрему послугу: порошкове фарбування.

Для цинкування трубчаста конструкція вимагає отворів. У закритих об’ємах під час занурення в розплав виникає тиск, тож кінці труб і місця, де накладки перекривають одна одну, мають отвори для виходу газів і стікання цинку. Правила й розміри отворів розібрано в статті Проєктування конструкцій під гаряче цинкування. Габарити кронштейна не обмежують: ванна нашого цеху має розміри 13 000 × 1 600 × 3 200 мм.

Після гнуття й зварювання в металі лишаються напруження, і в розплаві (близько 450 °C) частина з них знімається, тож деталь може деформуватися. Тому кронштейн вузлами роблять симетричними й підвішують так, щоб дуга не провисала під власною вагою. Смужки 4 мм на трубі 3 мм різкої різниці товщин не дають, а таку різницю, наприклад смугу на масивній плиті, уникають.

Після цинкування шви й місця кріплення оглядають. Там, де потім буде порошкове фарбування, поверхню цинку готують, інакше покриття відшаровується. Що впливає на порошкове фарбування, розібрано в статті про чинники вартості порошкового фарбування.

Що надіслати для заявки

Щоб ми запропонували опору з декоративним кронштейном, надішліть:

• висоту стовбура й спосіб кріплення: на фундамент чи в ґрунт;
• тип кронштейна: 1- чи 2-ріжковий, виніс і висоту;
• паспорт світильника: маса, площа виду збоку, діаметр посадкового місця;
• місто чи район будівництва для вітрового навантаження;
• додаткові елементи на опорі, якщо вони є;
• колір, якщо опору треба фарбувати поверх цинку;
• креслення чи ескіз, якщо форма кронштейна задана замовником: виготовляємо й за кресленнями замовника.

Креслення КМ і КМД розробляємо як послугу проєктування КМ і КМД, виготовлення виконуємо на виробництві металоконструкцій. Загальний перелік даних є в статті Як замовити опори й щогли.

Нормативи й чинність

Конструкцію кронштейна й опори розраховують за ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування» (чинний, зі зміною № 1), а вітрове навантаження визначають за ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи. Норми проектування» (за даними реєстру Мінрозвитку чинний, зі змінами № 1 і № 2).

Стаття не замінює розрахунку опори за вашим проєктом. Чинну редакцію кожного документа звіряйте перед посиланням у проєкті.