Zatížení větrem: pravidla výpočtu, doporučení odborníků

Při navrhování budov a konstrukcí se musí výpočet zatížení větrem provádět poměrně často. Tento index se vypočte podle zvláštních vzorců. Je důležité vzít v úvahu takové zatížení, například při přípravě výkresů krovu střešní systémy domů, výběr umístění a konstrukci panelů a tak dále. D.

Normy SNiP

Ve skutečnosti je to samémezní hodnota tohoto parametru je dána parametrem SNiP 2.01. 07-85. Podle tohle dokument, zatížení větrem by měla být považována za soubor:

• Tlak působící na vnější povrchy konstrukcí konstrukce nebo konstrukce prvků,

• Síla tření směřující podél tečny k povrchu konstrukce, vztažená k oblasti svislé nebo horizontální projekce,

• normální tlak aplikovaný na vnitřní povrch budovy s propustnými uzavíracími konstrukcemi nebo otevřenými otvory.

Jak zjistit

Při výpočtu zatížení větrem se berou v úvahu dva hlavní parametry:

• průměrná složka-

• pulzující.

Zatížení je definováno jako součet těchto dvou parametrů.

Průměrná složka: základní vzorec

Pokud zatížení větremPři návrhu nebudou zohledněny, bude mít následně velmi negativní dopad na výkonnostní charakteristiky budovy nebo struktury. Jeho průměrná složka se vypočítá podle tohoto vzorce:

W = Wo * k.

Zde W je vypočtená hodnota zatížení větrem ve výšce z nad zemí je Wo jeho normativní hodnota, k je koeficient změny výšky tlaku. Všechna počáteční data z tohoto vzorce jsou určena z tabulek.

Někdy ve výpočtech používáme také parametr c - aerodynamický koeficient. Vzorec vypadá takto: W = Wo * ks.

Normativní hodnota

Chcete-li zjistit, jaký je tento parametr, musíte použít tabulku okresů zatížení větrem Ruská federace. Jsou tam jen osm. Tabulka zatížení větrem (závislostí Wo z této nebo té oblasti Ruska) je uveden níže.

Za málo známých oblastí země, jakož i horských oblastech, tato volba umožňuje určit SNP podle zapsaných oficiálně meteorologických stanic a na základě provozních zkušeností stávajících budov a staveb. V tomto případě je třeba určit normativní hodnotu zatížení větrem používá se speciální vzorec. Vypadá to takto:

Wo= 0,61 V2o.

Zde V2o - rychlost větru v metrech za sekundu na úrovni 10 m, což odpovídá průměru 10 minut a každých 5 let.

Jak je určen koeficient k?

K tomuto parametru je také speciální tabulka. Při určování je třeba vzít v úvahu typ lokality, ve které bude stavba nebo budova postavena. Celkově existují tři:

1. Zadejte "A" - otevřené ploché oblasti: pobřeží moří, jezer a řek, stepi, pouště, tundrové oblasti, lesní step.

2. Typ "B" - Areál pokrytý překážkami až do výše 10 metrů: městská zóna, lesy atd.

3. Typ "C" - městské oblasti s výškou budovy více než 25 m.

Druh staveniště je také určen s přihlédnutím k požadavkům SNiP. Při navrhování musí být toto zohledněno. Jakákoli budova se považuje za umístěnou v určitém typu terénu, pokud se nachází ve větrné části ve vzdálenosti 30 hodin. Zde je h konstrukční výška konstrukce na 60 m. Při vyšší stavební výšce je typ terénu Je považován za stanovený v případě, že je udržován nejméně 2 km od větrné strany.

Jak vypočítat pulzační zátěž

Podle SNiP, zatížení větrem, doJak již bylo řečeno, mělo by to být definováno jako součet průměrných normativních a pulzujících. Význam poslední parametr závisí na typu samotné konstrukce a na jejích vlastnostech. V tomto ohledu rozlišujte:

• struktury s kmitočtem přirozené oscilace přesahující stanovenou mezní hodnotu (komíny, věže, stožáry, zařízení typu sloupců) -

• konstrukce nebo součástí svých vzorů, které jsou systém s jedním stupněm volnosti (příčný rám výrobu jedno podlaží budovy, vodní věže, atd) -

• symetrické z hlediska budovy.

Vzorce pro různé typy struktur

Pro první typ struktury při určování pulzujícího zatížení větrem aVzorec je:

Wstr = WGV.

Zde W je normativní PaneZatížení, určené výše uvedeným vzorcem, G - koeficient zvlnění tlaku ve výšce z, V - korelační koeficient pulsace. Poslední dva parametry jsou určeny tabulkami.

U konstrukcí s kmitočtem kmitání při přirozeném oscilačním kmitočtu, který překračuje stanovenou mezní hodnotu, při určování pulzujícího zatížení větrem platí následující vzorec:

Wstr = WQG.

Zde Q je dynamický koeficient, určený z diagramu (znázorněného níže), v závislosti na parametru E, vypočítaného ze vzorce E = radic-RW / 940f (R - koeficient spolehlivosti zatížení, f - frekvence přirozených kmitů) a logaritmické snížení oscilací. Poslední parametr je konstantní a je přijatelný pro:

• pro budovy s ocelovým rámem jako 0,3-

• pro stožáry, futterové potrubí apod. jako 0,15.

Symetrické z hlediska budov pulzujícíThese vypočte podle vzorce:

• Wstr= mQNY.

Zde Q je koeficient dynamiky, m je hmotnost konstrukce ve výšce z a Y je horizontální vibrace struktury na úrovni z v první formě. N v tomto vzorci - speciální koeficientu, který lze určit, když předtím rozdělila strukturu na r počet sekcí, jejichž hranice jsou konstantní zatížení větrem, a využívat speciální vzorce.

Další způsob

Spustit výpočet zatížení větrem mJe možné, pomocí trochu odlišné techniky. V takovém případě musíte nejprve určit tlak větru podle vzorce:

• (Psf) = .00256 * V ^ 2.

Zde V je rychlost větru (v mílích / h).

Poté vypočítat koeficient odporu. Bude se rovnat:

• 1.2 - pro dlouhé svislé konstrukce -

• 0,8 pro krátké vertikálně-

• 2.0 - pro dlouhé horizontální konstrukce -

• 1.4 - krátce (například fasáda budovy).

Dále musíme použít obecný vzoreczatížení větrem na budově nebo struktura:

• F = A * P * Cd.

Zde A je oblast pole z, P - tlak větru, Cd - součinitel přetahování.

Můžete také použít trochu složitější vzorec:

• F = A * P * Cd * Kz * Gh.

Při použití jsou expoziční faktory Kz b a citlivost na nárazy větru Gh. První je vypočítána jako z / 33] ^ (2/7, druhá je 65 + 60 / (h / 33) ^ (1/7). V těchto vzorcích je z výška od země ke středu konstrukce, h je její celková výška.

Doporučení specialistů

Pro výpočet zatížení větrem doporučujeme inženýrů často používat známé programy MS Excel a OOo Calc z balíku Open Office. Například postup pro aplikaci tohoto softwaru může být:

• Excel je obsažen v listu větrné energie -
• rychlost větru se zaznamenává do buňky D3-
• čas v D5-
• Průřez průřezu vzduchu - v D6-
• hustota vzduchu nebo jeho specifická hmotnost - v D7-
• Účinnost větrné farmy je v D8.

Existují další způsoby, jak tento software používat s jinými počátečními údaji. V každém případě je vhodné použít aplikace MS Excel a OOo Calc pro výpočet zatížení větrem budov a konstrukcí, jakož i jejich individuálních návrhů.