Антенні опори на дахах будівель: конструкція й кріплення до покриття

Чим дах відрізняється від землі

У вежі на землі навантаження приймає фундамент, а за ним ґрунт. Фундамент підбирають під опору: момент від вітру, вертикальна сила й зсув відомі, ґрунт вивчено вишукуваннями (див. Проєктування веж зв’язку).

На даху роль фундаменту виконує будівля. Вона вже стоїть, її конструкції розраховані на власну вагу, сніг, обладнання на покритті й людей, і запасу під нову опору може не бути. Тому порядок зворотний: спершу з’ясовують, що витримає покриття, і під це добирають опору, а не навпаки.

Є ще одна відмінність. Вітровий тиск росте з висотою над землею, і верх опори на даху високої будівлі стоїть у сильнішому потоці, ніж така сама опора внизу. Біля краю й кута даху потік місцями ще й прискорюється. Тож момент в основі дахової опори може бути більшим, ніж здається за її власною висотою.

З чого складається опора на даху

Склад той самий, що й у вежі на землі (див. Типи веж зв’язку): стовбур із секцій, опорна плита внизу, майданчик, драбина, кронштейни під антени, блискавкоприймач. Відмінність у тому, що кожен елемент тут важить на покритті, тому зайвого металу не кладуть.

Які навантаження беруть до розрахунку

Навантаження ті самі, що й для вежі на землі: вітер на стовбур і на антени, ожеледь, власна вага опори й обладнання, а також люди на майданчику й монтаж. Вітер діє з будь-якого боку, а ожеледь додає вагу на антенах, кабелях і кронштейнах і збільшує площу, на яку тисне вітер. Для антенно-щоглових пристроїв ДБН вимагає враховувати ожеледно-вітрове навантаження, докладніше в статті Висота щогли й вежі зв’язку.

Для розрахунку потрібні вихідні дані: район за вітром і за ожеледдю, тип місцевості, висота верхньої точки обладнання над землею (не над дахом), площа обладнання під вітром і його маса.

Результат розрахунку — три величини в основі опори для кожного поєднання навантажень. Вертикальна сила стискає покриття під плитою. Поперечна сила прагне зсунути плиту по покриттю. Згинальний момент від вітру стискає покриття під одним краєм плити й вириває анкери з протилежного, а оскільки вітер змінює напрям, анкери розраховують по всьому колу. Саме ці три величини передають проєктувальникові будівлі.

Як опору кріплять до покриття

Спосіб вибирають за конструкцією покриття й за тим, чи можна свердлити плиту. Нижче чотири основні варіанти; у конкретному проєкті вони можуть поєднуватися.

Де проходить опора крізь покрівлю

На легких покриттях із сталевого профільованого настилу навантаження не передають на сам настил: його доводять до прогонів, ферм і колон. Якщо опорна плита лягає на настил, під нею ставлять допоміжну раму, а вже вона спирається на несучі елементи.

Де стовбур чи рама перетинає гідроізоляцію, вузол погоджують із проєктом покрівлі: плиту піднімають на стакан або підставку, гідроізоляцію заводять на неї. Вузол потрібно зробити так, щоб гідроізоляцію можна було відновити, не знімаючи опору.

Що перевіряє проєктувальник будівлі

Опорні реакції опори — вихідні дані для перевірки будівлі, а не її результат. Проєктувальник будівлі дивиться, чи витримають конструкції нове навантаження, і зазвичай перевіряє таке:

• плиту покриття: загальний згин від нової зосередженої точки й місцеві ефекти під опорною плитою, тобто вирив анкерів і продавлювання;
• колони й стіни, на які спирається покриття: приріст осьових сил від моменту, що передається вниз;
• фундаменти й основу під ними: додатковий тиск і нерівномірне осідання, особливо в старих будівель;
• поворот і прогин покриття: відхилення верхівки опори складається з її власного прогину й повороту основи, а допустиме значення задає виробник антен;
• фактичний стан конструкцій: корозія арматури, тріщини, знос, бо розрахунок ведуть за тим, що є, а не за тим, що було в проєкті.

Креслення КМ і КМД опори та опорного вузла розробляємо ми: проєктування КМ і КМД, виготовлення опори, плит і рам: виготовлення металоконструкцій. Перевірку й, за потреби, посилення конструкцій будівлі виконує проєктувальник будівлі, а ми передаємо навантаження в основі для всіх поєднань. Стан покриття й несучих конструкцій оцінює технічне обстеження, яке виконується як окрема послуга. Монтаж виконує партнерська будівельна компанія.

Блискавкозахист і заземлення

Дахова опора зазвичай найвища точка будівлі, тож блискавка влучає насамперед у неї. На будівлі блискавкозахист може вже бути, і нова опора змінює картину: її стовбур або окремий струмовідвід з’єднують із системою блискавкозахисту будівлі та її заземлювачем. Яким шляхом піде струм від верхівки до землі й як вирівнюють потенціали між опорою, конструкціями будівлі й екранами кабелів антен, визначає проєкт блискавкозахисту.

Що робить сама конструкція опори: стовбур як струмовідвід, стики секцій, блискавкоприймач на верхівці. Це описано в статті Блискавкозахист вежі зв’язку, заземлення розібрано в статті Заземлення опор, а сталеву щоглу як блискавкоприймач розглянуто в статті Сталева щогла як блискавкоприймач і струмовідвід.

Анкерне кріплення на нерівній плиті, під шаром цинку чи фарби, не варто вважати надійним електричним з’єднанням без перевірки. Краще передбачити окрему перемичку з перевіркою опору.

Цинкування й захист від корозії

Опору, опорну плиту, раму й кріплення на даху зазвичай захищають гарячим цинкуванням: гаряче цинкування. На даху потім важче доглядати за покриттям, тож цинкують до монтажу.

Є дві дахові особливості. Біля опорної плити застоюється вода, тому вузол проєктують так, щоб вона стікала й не стояла на фланці. А там, де оцинкована сталь торкається покриття чи інших металів, дивляться на гальванічну пару: наприклад, контакт цинку з міддю корозійно небезпечний. Зону, де після свердління чи зварювання пошкоджено цинк, ремонтують на місці.

Що передати для розрахунку

Для підбору опори й вузла кріплення знадобиться:

• адреса будівлі (для вітрового й ожеледного районів), висота будівлі й висота верху опори над покриттям;
• перелік антен: кількість, розміри, маса, висота підвісу;
• креслення чи ескізи покриття: тип плити або настилу, товщина, крок колон і прогонів, місце, де можна ставити опору;
• результати обстеження покриття, якщо воно було;
• спосіб, яким можна підняти секції на дах, і те, чи можна свердлити покриття.

Чого немає, залиште порожнім: уточнимо в ході роботи.

Нормативи й чинність

Рішення узгоджують із чинними редакціями цих документів (зі змінами): навантаження й впливи за ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи. Норми проектування», сталеві конструкції за ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування», залізобетонні конструкції покриття та вузол анкерів у бетоні за ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення», надійність і конструктивну безпеку за ДБН В.1.2-14:2018 «Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель і споруд», блискавкозахист за ДСТУ EN 62305-3:2021.