Différence entre les tours autoportantes et haubanées

Les tours sont des structures critiques utilisées pour diverses applications, y compris les télécommunications, diffusion, et l'énergie éolienne. Deux types courants de tours sont tours autoportantes et tours haubanées. Comprendre leurs différences nécessite un examen approfondi de leur conception structurelle, utilisation matérielle, Répartition de la charge, implications financières, et applications spécifiques. Cette analyse détaillée élucidera les distinctions fondamentales et nuancées entre ces deux types de tours..

Design structurel

Tours autoportantes

tours autoportants, également connu sous le nom de tours autoportantes, sont conçus pour être autonomes sans soutien externe. Ils sont généralement construits à l'aide d'un cadre en treillis, qui crée une structure stable grâce à l'interconnexion de plusieurs composants en acier ou en aluminium. Ces tours peuvent être carrées, triangulaire, ou polygonale en section transversale.

1. La structure en treillis:
   • La conception en treillis répartit les charges sur de nombreux éléments, améliorer la capacité de la tour à résister à diverses forces telles que le vent, activité sismique, et le poids de l'équipement attaché.
   • Les membres interconnectés forment des triangles, offrant de la rigidité et minimisant la déformation sous charge.
2. Base et Fondation:
   • Les tours autoportantes nécessitent une fondation robuste pour supporter les forces de poids et de moment importantes à la base. Les fondations sont généralement profondes et impliquent d'importantes armatures en béton et en acier..
   • La conception des fondations doit tenir compte des conditions du sol et des facteurs environnementaux pour garantir la stabilité et la longévité..
3. Matériaux:
   • L'acier ou l'aluminium à haute résistance sont couramment utilisés pour les éléments du treillis.. Le choix du matériau dépend de facteurs tels que le poids, coût, et les conditions environnementales (par exemple,, résistance à la corrosion dans les zones côtières).

Tours haubanées

pylônes haubanés sont des structures élancées qui reposent sur des haubans (câbles tendus) ancré au sol pour maintenir la stabilité. Ces tours peuvent être beaucoup plus hautes que les tours autoportantes tout en utilisant moins de matériaux pour la structure principale..

1. Mât Central:
   • Le mât central d'un tour haubanée est généralement une structure verticale unique, qui peut être un simple poteau ou une charpente légère en treillis.
   • Le mât seul ne peut pas résister à des forces latérales importantes sans le soutien de haubans.
2. Fils de haubanage:
   • Les haubans sont des câbles tendus en acier à haute résistance, généralement galvanisé pour résister à la corrosion. Ces fils sont ancrés au sol en plusieurs points selon un motif radial.
   • La tension dans les haubans neutralise les forces latérales, les répartir au sol et réduire la charge sur le mât central.
3. Ancrages et fondations:
   • Les ancrages des haubans doivent être robustes et profondément enfoncés pour supporter les forces de tension. Ces ancrages peuvent être des blocs de béton, chevilles à vis, ou pieux battus, en fonction des conditions du sol.
   • Le mât central nécessite une fondation plus petite que les tours autoportantes, une grande partie de la charge est transférée à travers les haubans.

Répartition de la charge

Tours autoportantes

• Porteur de charge: La structure entière supporte directement les charges, avec le cadre en treillis répartissant les forces uniformément entre les membres interconnectés.
• Les charges de vent: Ces tours sont conçues pour résister aux charges de vent grâce à leur rigidité inhérente et à leur intégrité structurelle.. La conception en treillis minimise la résistance au vent en permettant à l'air de passer à travers la structure.
• Charges sismiques: Les tours autoportantes sont généralement plus résistantes aux forces sismiques en raison de leur base stable et de leurs capacités portantes réparties.

Tours haubanées

• Porteur de charge: Le mât central supporte principalement les charges verticales (poids de la tour et de l'équipement attaché), tandis que les haubans supportent les forces latérales (vent, activité sismique).
• Les charges de vent: Les haubans réduisent considérablement la charge du vent sur le mât central en transférant les forces aux ancrages au sol. La conception élancée du mât lui-même minimise également la résistance au vent.
• Charges sismiques: Les tours haubanées peuvent être plus flexibles, leur permettant de mieux dissiper l'énergie sismique. toutefois, la stabilité des haubans et des ancrages lors d'événements sismiques doit être soigneusement étudiée.

Implications financières

Tours autoportantes

• Coût des matériaux: Plus élevé en raison de l’utilisation intensive d’acier ou d’aluminium dans la structure du treillis.
• Les coûts de construction: Plus cher en raison de la nécessité d'une fondation robuste et de la complexité d'assemblage de la structure en treillis.
• Coûts de maintenance: Généralement inférieur car il y a moins de composants (pas de haubans) qui nécessitent une inspection régulière et des ajustements de tension.

Tours haubanées

• Coût des matériaux: Plus bas en raison du minimum de matériaux requis pour le mât central.
• Les coûts de construction: Moins cher en raison de la conception plus simple du mât et des exigences réduites en matière de fondations. toutefois, le coût des haubans et des ancrages doit être pris en compte.
• Coûts de maintenance: Plus élevé en raison de la nécessité d'une inspection et d'un entretien réguliers des haubans et des ancrages pour garantir une tension et une intégrité appropriées..

Applications

Tours autoportantes

• Télécommunications: Idéal pour les zones urbaines où l'espace est limité et où les considérations esthétiques sont importantes. Ils peuvent supporter de lourdes charges, tels que plusieurs antennes et plats à micro-ondes.
• Diffusion: Utilisé pour la radiodiffusion télévisuelle et radiophonique où une grande stabilité structurelle est requise.
• L'énergie éolienne: Convient aux éoliennes, en particulier dans les endroits où la disponibilité des terres est limitée, et une intégrité structurelle élevée est nécessaire.

Tours haubanées

• Télécommunications: Couramment utilisé dans les zones rurales et éloignées où l'espace est abondant. Ils peuvent atteindre de grandes hauteurs avec un minimum de matériaux.
• Stations météorologiques: Idéal pour soutenir les équipements de surveillance météorologique à haute altitude.
• Radiodiffusion: Souvent utilisé pour la transmission radio AM en raison de leur capacité à supporter des structures hautes avec des coûts de matériaux minimes.