Натоварване от вятър: правила за изчисляване, препоръки на специалисти

При проектирането на сгради и съоръжения, изчисляването на натоварването от вятър трябва да се извършва доста често. Този индекс се изчислява по специални формули. Важно е да се вземе предвид това натоварване, например при изготвяне на чертежи на покрива на покриви на къщи, избор на местоположение и дизайн на билбордове и др.

Норми SNiP

Всъщност, многограницата на този параметър е дадена от SNiP 2.01. 07-85. Според това документ, вятър трябва да се разглежда като колекция:

• Налягането, действащо върху външните повърхности на конструкциите на конструкцията или елементите,

• Силата на триене, насочена по допирателната към повърхността на конструкцията, отнасяща се до зоната на нейната вертикална или хоризонтална проекция -

• нормалното налягане, приложено върху вътрешната повърхност на сградата с пропускливи обграждащи конструкции или отворени отвори.

Как да се определи

При изчисляване на натоварването от вятър се вземат предвид два основни параметъра:

• средният компонент-

• пулсация.

Товарът се определя като сумата от тези два параметъра.

Средна съставна част: основна формула

Ако вятърПри проектирането няма да се вземе предвид, в последствие ще има много отрицателно въздействие върху характеристиките на сградата или структурата. Средният му компонент се изчислява по тази формула:

W = Wo * k.

Тук W е изчислената стойност вятър на височина z над земята, Wo е неговата нормативна стойност, k е коефициентът на изменение на налягането във височина. Всички първоначални данни от тази формула се определят от таблиците.

Понякога при изчисленията използваме параметър c - аеродинамичен коефициент. Формулата изглежда така: W = Wo * kа.

Нормативна стойност

За да разберете какъв е този параметър, трябва да използвате таблицата области чрез натоварване от вятъра Руската федерация. Има само осем. Таблица на натоварването на вятъра (в зависимост от стойностите на Wo от този или този район на Русия) е представен по-долу.

За слабо проучените райони на страната, както и за планинските райони, този параметър на SNiP позволява да се определят според данните на официално регистрираните метеорологични станции и на базата на експлоатационния опит на съществуващите сгради и съоръжения. В този случай, за да се определи нормативната стойност вятър се използва специална формула. Това изглежда така:

Wo= 0.61 V2о.

Ето V2о - скоростта на вятъра в метри за секунда на ниво от 10 м, което съответства на интервала за осредняване за 10 минути и надвишава на всеки 5 години.

Как се определя коефициентът k?

Има и специална таблица за този параметър. При определянето му се взема предвид вида на мястото, където ще бъде построен строежът или сградата. Общо има три:

1. Напишете "A" - открити площи: бреговете на моретата, езерата и реките, степите, пустините, тундрите, горската степ.

2. Напишете "B" - Районът е покрит с препятствия до 10 метра височина: градска зона, гори и др.

3. Напишете "С" - градските райони с височина на сградата над 25 метра.

Видът на строителната площадка също се определя, като се вземат предвид изискванията на SNiP. При проектирането трябва да се има предвид това. Всяка сграда се счита за разположена в определен тип терен, ако тя се намира на вятъра от нея на разстояние 30 часа. Тук h е проектната височина на конструкцията до 60 м. При по-висока височина на сградата, типа терен Счита се, че се определя в случай, че се задържа най-малко на 2 км от вятърната страна.

Как да изчислите натоварването на пулсацията

Според SNiP, натоварването на вятъра, доКакто вече беше споменато, то трябва да се определи като сумата от средната нормативна и пулсираща. стойност последната параметърът зависи от вида на самата конструкция и характеристиките на нейния дизайн. В тази връзка разграничавайте:

• структури с честота на естествено колебание над определената гранична стойност (комини, кули, мачти, устройства тип колона);

• конструкции или елементи на тяхната конструкция, представляващи система с една степен на свобода (напречни сечения на производствени едноетажни сгради, водни кули и др.) -

• симетрични по отношение на сградата.

Формули за различни видове структури

За първия тип структура при определяне на пулсиращата натоварване от вятъра иФормулата е:

Wр = WGV.

Тук W е нормативен пНатоварването, определено от представената по - горе формула, G - коефициент на пулсация на налягането при височина z, V - корелационен коефициент на пулсации. Последните два параметъра се определят от таблиците.

За структури с честота на естествено колебание над определената гранична стойност при определяне на пулсиращата вятър се прилага следната формула:

Wр = WQG.

Тук Q е динамичният коефициент, определен от диаграмата (показана по-долу), в зависимост от параметъра E, изчислен от формулата E = radic-RW / 940f (R - коефициент на надеждност чрез натоварване, f - честота на естествените трептения) и логаритмичното намаляване на трептенията. Последният параметър е постоянен и се приема за:

• за сгради със стоманена рамка като 0.3-

• за мачти, футер тръби и т.н. като 0.15.

За симетрични по отношение на сградите, пулсиращиetrovaya натоварванесе изчислява по формулата:

• Wр= mQNY.

Тук Q е коефициентът на динамика, m е масата на структурата във височина z и Y е хоризонталната вибрация на структурата на z ниво в първата форма. N в тази формула - специален коефициент, който може да бъде определен, като предварително е разделена структурата на r на броя на участъците, в границите на които ветровото натоварване е постоянно, и като се възползвате от него специални формули.

Друг начин

тичам изчисляване на натоварването на вятъра mВъзможно е, използвайки малко по-различна техника. В този случай първо трябва да определите налягането на вятъра съгласно формулата:

• (Psf) = .00256 * V ^ 2.

Тук V е скоростта на вятъра (в мили / ч).

След това изчислете драг коефициента. То ще бъде равно на:

• 1.2 - за дълги вертикални структури -

• 0.8 за къси вертикално-

• 2.0 - за дълги хоризонтални структури -

• 1.4 - за кратко (например, фасадата на сграда).

След това трябва да използваме общата формуланатоварване от вятъра на сградата или структура:

• F = A * P * Cd.

Тук А е районът поле на, P - вятър, Cd - коефициент на плъзгане.

Можете също така да използвате малко по-сложна формула:

• F = А * Р * Cd * Kz * Gh.

Когато се прилагат, коефициентите на експозиция KZ b и чувствителност към порив на вятъра Gз. Първият се изчислява като z / 33] ^ (2/7, втората е 65 + 60 / (h / 33) ^ (1/7). В тези формули, z е височината от земята до средата на конструкцията, h е общата височина на втората.

Препоръки на специалисти

За да изчислите натоварването на вятъра, инженерите често препоръчват използването на добре познатите много MS Excel и OOo Calc програми от пакета Open Office. Например, процедурата за прилагане на този софтуер може да бъде:

• Excel е включен в листа "Вятърна енергия"
• скоростта на вятъра се записва в клетка D3-
• време в D5-
• сечение на въздушния поток - в D6-
• плътност на въздуха или неговата специфична тежест - в D7-
• Ефективността на вятърния парк е в D8.

Съществуват и други начини за използване на този софтуер с други първоначални данни. Във всеки случай е удобно да се прилагат MS Excel и OOo Calc, за да се изчисли натоварването на вятъра на сградите и конструкциите, както и техните индивидуални конструкции.