Opterećenje vjetrom: pravila izračuna, preporuke stručnjaka

Prilikom projektiranja zgrada i konstrukcija, izračun vjetrovnog opterećenja mora biti dosta često. Ovaj se indeks izračunava posebnim formulama. Važno je uzeti u obzir takvo opterećenje, na primjer, prilikom crtanja crteža raftovih sustava krovova kuća, odabira mjesta i dizajna plakata itd.

Norme SNiP

Zapravo, vrlogranicu ovog parametra daje SNiP 2.01. 07-85. Prema ovo dokument, opterećenje vjetrom treba smatrati zbirkom:

• Tlak koji djeluje na vanjske površine struktura strukture ili elemenata -

• Sila trenja usmjerena uzduž tangente na površinu strukture, koja se odnosi na područje njegove vertikalne ili horizontalne projekcijsko-

• normalan pritisak nanesen na unutarnju površinu zgrade s propusnim ograđivanjem ili otvorenim otvorima.

Kako odrediti

Prilikom izračunavanja opterećenja vjetrom uzimaju se u obzir dva glavna parametra:

• prosječna komponenta-

• pulsiranje.

Opterećenje je definirano kao zbroj ovih dvaju parametara.

Prosječna komponenta: osnovna formula

Ako je opterećenje vjetromU dizajnu se neće uzeti u obzir, ona će kasnije imati vrlo negativan utjecaj na karakteristike izvedbe zgrade ili strukture. Njegova prosječna komponenta izračunava se pomoću ove formule:

W = Wo * k.

Ovdje W je izračunata vrijednost opterećenje vjetrom na visini z iznad tla, Wo je njegova normativna vrijednost, k je koeficijent promjene tlaka u visini. Svi početni podaci iz ove formule određeni su iz tablica.

Ponekad, u izračunima, koristimo i parametar c - aerodinamički koeficijent. U ovom slučaju formula izgleda ovako: W = Wo * ka.

Normativna vrijednost

Da biste saznali što je taj parametar, trebate upotrijebiti tablicu područja opterećenjem vjetrom Ruska Federacija. Postoje samo osam. Tablica opterećenja vjetra (ovisno o vrijednosti Wo iz ove ili one regije Rusije) prikazana je u nastavku.

Za loše proučavane regije zemlje, kao i za planinske regije, ovaj parametar SNiP omogućuje određivanje prema podacima službeno registriranih meteoroloških postaja i na temelju operativnog iskustva postojećih zgrada i struktura. U tom slučaju, odrediti normativnu vrijednost opterećenje vjetrom koristi se posebna formula. Izgleda ovako:

Wo= 0.61 V2o.

Ovdje V2o - brzinu vjetra u metrima po sekundi na razini od 10 m, što odgovara intervalu usrednjavanja za 10 minuta i prelazi svake 5 godine.

Kako je određen koeficijent k?

Tu je i posebna tablica za ovaj parametar. Prilikom određivanja, uzima se u obzir vrstu mjesta gdje se gradnja ili zgrada treba graditi. Ukupno ima tri:

1. Upišite "A" - otvorena ravna područja: obale mora, jezera i rijeke, stepa, pustinja, tundra, šumska stepa.

2. Upišite "B" - Područje pokriveno preprekama do 10 metara visok: gradska zona, šume, itd.

3. Upišite "C" - urbana područja s visinom građevine veće od 25 m.

Vrsta gradilišta je također određena uzimajući u obzir zahtjeve SNiP-a. Prilikom projektiranja mora se uzeti u obzir. Bilo koja zgrada se smatra smještenom na određenoj vrsti terena, ako se na drugoj strani nalazi na udaljenosti od 30h. Ovdje je h visina dizajna strukture do 60 m. Sa višom visinom zgrade, vrstu terena Smatra se da se određuje u slučaju da se zadrži najmanje 2 km od strane vjetra.

Kako izračunati opterećenje pulsiranja

Prema SNiP, vjetar opterećenje, doKao što je već spomenuto, ona bi trebala biti definirana kao suma prosječnog normativnog i pulsirajućeg. vrijednost posljednji parametar ovisi o vrsti same strukture i svojstvima njegova dizajna. U tom smislu razlikovati:

• strukture s prirodnom oscilacijskom frekvencijom koja prelazi navedenu graničnu vrijednost (dimnjaci, tornjevi, jarboli, uređaji tipa stupca)

• Struktura i elementi svojim dizajnom, koji su sustav s jednim stupnjem slobode (poprečno okvir za proizvodnju jednog kata zgrade, voda tornjeve, itd) -

• simetričan u smislu zgrade.

Formule za različite tipove struktura

Za prvu vrstu strukture u određivanju pulsiranja opterećenje vjetrom iFormula je:

Wp = WGV.

Ovdje W je normativ nOpterećenje, određeno gornjom formulom, koeficijent napetosti G - pritiska na visini z, V - korelacijski koeficijent pulsiranja. Posljednja dva parametra određuju tablice.

Za strukture s prirodnom oscilacijskom frekvencijom koja prelazi utvrđenu graničnu vrijednost pri određivanju pulsiranja opterećenje vjetrom primjenjuje se sljedeća formula:

Wp = WQG.

Ovdje je Q dinamički koeficijent određen dijagramom (prikazan ispod), ovisno o parametru E izračunatom iz formule E = radikalno-RW / 940f (R - koeficijent pouzdanosti po opterećenju, f - frekvencija prirodnih oscilacija) i logaritamsko smanjenje oscilacija. Zadnji parametar je konstantan i prihvaćen je za:

• za zgrade s čeličnim okvirom kao 0,3-

• za jarbole, futrole, itd. kao 0,15.

Za simetričan u smislu zgrade, pulsiranjeetrovaya opterećenjeizračunava se pomoću formule:

• Wp= mQNY.

Gdje Q - dinamički faktor, m - masa konstrukcije na visini z Y - horizontalnih vibracija na razini z konstrukcije prvi oblik. N u ovoj formuli - poseban koeficijent, koji se može odrediti, nakon što je prethodno podijelio strukturu u r broj sekcija u granicama čiji je vjetar konstantan, i iskoristiti posebne formule.

Još jedan način

trčanje izračunavanje opterećenja vjetra mMoguće je, koristeći malo drugačiju tehniku. U tom slučaju prvo morate odrediti tlak vjetra prema formuli:

• (Psf) = .00256 * V ^ 2.

Ovdje V je brzina vjetra (u milja / h).

Zatim izračunajte koeficijent otpora. To će biti jednako:

• 1.2 - za duge vertikalne strukture -

• 0,8 za kratki vertikalni-

• 2,0 - za dugo horizontalne strukture -

• 1.4 - kratko (na primjer, fasada zgrade).

Zatim moramo koristiti opću formuluvjetar na zgradi ili struktura:

• F = A * P * Cd.

Ovdje je A područje polje, P - tlak vjetra, Cd - koeficijent povlačenja.

Možete upotrijebiti i nešto složeniju formulu:

• F = A * P * Cd * Kz * Gh.

Kada se primjenjuju, faktori ekspozicije Kz b i osjetljivost na udara vjetra Gh. Prva se računa kao z / 33] ^ (2/7, drugi je 65 + 60 / (h / 33) ^ (1/7). U ovim formulama, z je visina od tla do sredine strukture, h je ukupna visina potonje.

Preporuke stručnjaka

Kako bi izračunali opterećenje vjetrom, inženjeri često preporučuju korištenje poznatih mnogih programa MS Excel i OOo Calc iz paketa Open Office. Na primjer, postupak primjene ovog softvera može biti:

• Excel je uključen u listu "Wind Energy"
• brzina vjetra se bilježi u ćeliji D3
• vrijeme u D5-
• područje presjeka strujanja zraka - u d6-
• gustoća zraka ili njegove specifične težine - u D7-
• Učinkovitost vjetroelektrane je u D8.

Postoje i drugi načini korištenja ovog softvera s drugim inicijalnim podacima. U svakom slučaju, prikladno je primijeniti MS Excel i OOo Calc kako bi izračunali opterećenje vjetra na zgradama i strukturama, kao i njihove pojedinačne projekte.