Пример расчета ветровой нагрузки: Особенности расчета металлических решетчатых башен на ветровую нагрузку

Содержание

Программы и формулы для расчета ветровой нагрузки

Программы для расчета ветровой нагрузки

Формулы для расчета ветровой нагрузки

Источник: СНиП 2.01.07-85 (с изм. 1 1993)

Давление ветровой нагрузки определяется по формуле: 

W= W0kc

где Wo- нормативное значение давления (см. таб.1)
k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таб.2 в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

  • А - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, лесостепи, тундра;
  • В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой не более 10 м;
  • С - городские районы с застройкой зданниями высотой более 25 м.

с - аэродинамический коэффициент.

W= 0,61V02

где V-численно равно скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа А, соответствующей 10-минутному интервалу осреднения и превышаемой в среднем раз в 5 лет (если техническими условиями, утверждёнными в установленном порядке, не регламентированы другие периоды повторяемости скоростей ветра).

Таблица 1.

Ветровые районы СССР Ia 1 2 3 4 5 6 7
 Wo,кПа(кгс/м3)

0,17

(23)

0,23

(23)

0,30

(30)

0,38

(38)

0,48

(48)

0,60

(60)

0.73

(73)

0,85

(85)

 

Таблица 2.

Высота z,м коэффициент k для типов местности
A B C
< 5 0,75 0,5 0,4
10 1 0,65 0,4
20 1,25 0,85 0,55
40 1,5
1,1
0,8
60 1,7 1,3 1
80 1,85 1,45 1,15
10 2 1,6 1,25
150 2,25 1,9 1,55
200 2,45 2,1 1,8
250 2,652 2,3 2
300 2,75 2,5 2,2
350 2,75 2,75 2,35
>480 2,75 2,75 2,75

 

Таблица 3.

Высота z,м Коэффициент пульсаций давления ветра z для типов местности
A B C
£ 5 0,85 1,22 1,78
10 0,76 1,06 1,78
20 0,69 0,92 1,5
40 0,62 0,8 1,26
60 0,58 0,74 1,14
80 0,56 0,7 1,06
100 0,54 0,67 1
150 0,51 0,62 0,9
200 0,49 0,58 0,84
250 0,47 0,56 0,8
300 0,46 0,54 0,76
350 0,46 0,52 0,73
³ 480 0,46 0,5 0,68

Таблица 4. Определение аэродинамического коэффициента для разных типов сооружений

4.1. Сфера

 

b, град
0 15 3 45 60 75 90
с 1 0,8 0,4 -0,2 -0,8 -1,2 -1,25
               
b, град 105 120 135 150 175 180  
с
-1 -0,6 -0,2 0,2 0,3 0,4  

 

4.2. Призматические сооружения

l 5 10 20 35 50 100 беск.
k 0,6 0,65 0,75 0,85 0,9 0,95 2

 

Пример расчета ветровой нагрузки:

Для трубы диаметром D=500 мм, высотой h=1000 мм, расположенной на высоте 10 м. Скорость ветра v0=8 м/с. Местность-город.

W = W0kc = (0,61*64)*0,65*0,75 = 19,032 (кПа)

 

 

В 1991-1-4 Пример расчета ветровой нагрузки

Полностью проработанный пример Еврокода 1 (В 1991-1-4) расчеты ветровой нагрузки

В этом примере, мы будем рассчитывать расчетное ветровое давление для складской конструкции, расположенной в Аахене, Германия. Наши ссылки будут Еврокод 1 В 1991-1-4 Действие на структуры (ветровая нагрузка) и DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12. Мы будем использовать модель из нашего S3D, чтобы продемонстрировать, как нагрузки применяются к каждой поверхности.

фигура 1. Модель склада в SkyCiv S3D в качестве примера.

фигура 2. Местонахождение площадки (из Google Maps).

Стол 1. Данные здания, необходимые для расчета ветра.

Расположение Aachen, Германия
Заполняемость Разное – Структура склада
местность Плоские сельхозугодья
Размеры 19.507 м (d) × 31.699 м (б) в плане высота карниза 9.144 Высота вершины м на высоте. 10.973 м (час) Скат крыши 3:16 (10.62°) Без открытия
покрытие Пурлины расположены на расстоянии 0.6 м Стеновые шпильки на расстоянии 0.6 м

По формуле определения расчетного давления ветра:

Для базовой скорости ветра:

\({v}_{б} знак равно {с}_{тебе} {с}_{сезон} {v}_{б,0}\) (1)

куда:

\({v}_{б}\) = базовая скорость ветра в м / с
\({с}_{тебе}\) знак равно фактор направленности
\({с}_{сезон}\)= сезонный фактор
\({v}_{б,0}\) = фундаментальное значение базовой скорости ветра (DIN национальное приложение для EN 1991-1-4)

Для базовой скорости давления:

\({Q}_{б} знак равно 0.{0.07} \) : \( {с участием}_{0,II} знак равно 0.05\) (категория местности II) (7)

\({с участием}_{мин}\) = минимальная высота
\({с участием}_{Максимум}\) = максимальная высота, принятая за 200 м.

Из этих уравнений (4) в (7), DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12 Приложение B суммирует формулу для каждого параметра в зависимости от категории местности:

фигура 3. Таблица NA.B.2 из DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12.

Каждый параметр будет обсуждаться в дальнейшем.

Категория местности

Структура расположена на сельхозугодьях, который классифицируется как Категория местности II как определено в Приложении A EN 1991-1-4 и Таблица NA.B-1 Национального Приложения DIN.

фигура 4. Таблица NA.B.1 DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12.

Направленные и сезонные факторы, \({с}_{тебе}\) & \({с}_{сезон}\)

Для того, чтобы рассчитать по уравнению (1), нам нужно определить направленные и сезонные факторы, \({с}_{тебе}\) & \({с}_{сезон}\). DIN национальное приложение для EN 1991-1-4 упрощает этот расчет, так как предлагаемые значения этих факторов равны 1.0.

Основная скорость ветра и давление, \({v}_{б,0}\) & \({Q}_{б,0}\)

Как уже упоминалось ранее, Карта скорости ветра для Германии может быть взята из DIN National Annex for EN 1991-1-4. Каждая европейская страна имеет отдельное национальное приложение, в котором калибруются предлагаемые параметры ветровой нагрузки EN 1991-1-4.

фигура 5. Таблица NA.A.1 DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12.

Для нашего сайта местоположение, Aachen, Германия находится в WZ2 с

\({v}_{б,0}\) знак равно 25.0 РС как показано на рисунке выше. От этого значения, поскольку \({с}_{тебе}\) & \({с}_{сезон}\) оба равны 1.0, мы можем рассчитать основное давление ветра, \({Q}_{б,0}\), используя уравнения (1) и (2). следовательно, соответствующее значение \({Q}_{б,0}\) знак равно 0.39 кПа, также указано в ветровой карте национального приложения DIN для EN 1991-1-4.{0.16} \)
для \({с участием} ≤ {с участием}_{мин} : 0.86 {v}_{б} \)

Результаты для средней скорости ветра и пикового давления для каждого уровня показаны в таблице 2 ниже.

Стол 2. Расчетная средняя скорость ветра и пиковое давление для каждого уровня конструкции.

высота / уровень \({v}_{м}(с участием)\), РС \({Q}_{п}(с участием)\), Хорошо
3.00 20.62 614.45
6.00 23.04 725.66
9.00 24.58 799.83
10.97 (час) 25.37 838.80

Внешнее давление ветра, \({вес}_{е}\)

По расчету пикового давления, \({Q}_{п}(с участием)\), внешнее давление ветра, действующее на поверхность конструкции, может быть решено с помощью:

\({вес}_{е} знак равно {Q}_{п}(с участием) {с}_{на}\) (8)

куда:

\({вес}_{е}\) = внешнее давление ветра, Хорошо
\({Q}_{п}(с участием)\) знак равно пиковое давление, Хорошо
\({с}_{на}\) знак равно коэффициент давления для внешней поверхности

а ) Вертикальные стены

Для распределения наветренного давления (Зона D), Раздел 7.2.2 или И 1991-1-4 описывает, как это должно быть распределено в зависимости от \(час), \(b\), и \(d\). Для нашего примера, у нас есть \(час < b\) (10.973 < 31.699м), следовательно, \({с участием}_{е} = h\) как показано на рисунке 6.

фигура 6. Распределение давления для наветренной стены на основе рисунка 7.4 или И 1991-1-4.

С другой стороны, распределение давления для боковых стенок (Зоны от А до С) показаны на рисунке 7.5 или И 1991-1-4 и зависит от \(е = б < 2час). Для нашего примера, значение \(е = 21.946\), следовательно, \(е > d\) как показано на рисунке 7. более того, давление подветренной стенки обозначено как зона E. Коэффициенты внешнего давления указываются на рисунке 8 на основании таблицы NA.1 DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12.

фигура 7. Распределение давления для боковины на основе рисунка 7.5 или И 1991-1-4.

фигура 8. Коэффициент внешнего давления для вертикальных стен (Зоны от А до Е) на основании таблицы NA.1 DIN EN 1991-1-4 / NA:2010-12.

поскольку \(ч / д = 0.563\), нам нужно будет интерполировать \({с}_{на}\) значения для расчета для расчетного давления ветра. Абонементы для \({с}_{на,10}\) и \({с}_{на,1}\) означает, что значение зависит от области, где применяется давление ветра, для любого 1 кв.м. и 10 кв.м. Обычно, для зданий, \({с}_{на,10}\) это тот, который будет принят с \({с}_{на,1}\) используется для небольших элементов, таких как облицовка и кровельные элементы. Интерполированные значения для \({с}_{на}\) показаны в таблице 3 ниже.

Стол 3. Расчетный коэффициент внешнего давления для вертикальных стен.

\(ч / д ) А В С D Е
1.000 -1.2 -0.8 -0.5 0.8 -0.5
0.563 -1.2 -0.8 -0.5 0.742 -0.383
0.250 -1.2 -0.8 -0.5 0.7 -0.3

б) крыша

Распределение расчетных давлений ветра для кровли подробно описано в разделах. 7.2.3 в 7.2.10 и 7.3 или И 1991-1-4. конкретно, так как профиль крыши нашей конструкции является двойным, мы будем использовать раздел 7.2.5 получить коэффициенты внешнего давления крыши, \({с}_{на}\), как показано на рисунке 9 и 10 ниже.

фигура 9. Распределение давления для двускатной крыши на основе рисунка 7.8 или И 1991-1-4.

фигура 9. Коэффициент внешнего давления для стен кровли стен (Зоны от F до J) на основании таблицы 7.4a EN 1991-1-4.

Поскольку угол наклона крыши равен 10,62 °, нам нужно интерполировать \({с}_{на}\) значения 5 ° и 15 °. следовательно, рассчитанный \({с}_{на}\) Значения для нашей структуры приведены в таблице 4 ниже.

Стол 4. Расчетный коэффициент внешнего давления для поверхностей крыши.

\(ч / д ) Зона F Зона G Зона Н Зона I Зона J
\(-{с}_{в}\) \(+{с}_{в}\) \(-{с}_{в}\) \(+{с}_{в}\) \(-{с}_{в}\) \(+{с}_{в}\) \(-{с}_{в}\) \(+{с}_{в}\) \(-{с}_{в}\) \(+{с}_{в}\)
5.00 -1.7 0.0 -1.2 0.0 -0.6 0.0 -0.6 -0.6 0.2 -0.6
10.62 -1.250 0.112 -0.975 0.112 -0.431 0.112 -0.488 -0.263 -0.474 -0.263
15.00 -0.9 0.2 -0.8 0.2 -0.3 0.2 -0.4 0.0 -1.0 0.0

Внутреннее давление ветра, \({вес}_{я}\)

Внутреннее давление ветра, \({вес}_{я}\), может развиваться и действовать одновременно с внешним ветровым давлением. следовательно, необходимость рассчитать \({вес}_{я}\) это необходимо. Формула для расчета \({вес}_{я}\) является:

\({вес}_{я} знак равно {Q}_{п}(с участием) {с}_{число Пи}\) (9)

куда:

\({вес}_{я}\) = внутреннее давление ветра, Хорошо
\({Q}_{п}(с участием)\) знак равно пиковое давление, Хорошо
\({с}_{число Пи}\) знак равно коэффициент внутреннего давления

Раздел 7.2.9 или И 1991-1-4 утверждает, что \({с}_{число Пи}\) может быть принято как более обременительный из +0.2 и -0.3. Мы предполагаем, что наша структура не имеет доминирующего открытия.

Расчетное давление ветра

С этими \({с}_{на}\) и \({с}_{число Пи}\) ценности, Теперь мы можем рассчитать соответствующее внешнее давление ветра для каждой зоны, как показано в таблице. 5.

Стол 5. Расчетное внешнее давление ветра каждой поверхности.

поверхность зона \({вес}_{е}\) \({вес}_{я}\) комбинированный \({вес}_{е}\) и \({вес}_{я}\)
\(-{с}_{на}\) \(+{с}_{на}\) \(+{с}_{число Пи}\) \(+{с}_{число Пи}\) минимальное значение максимальное значение
стена Зона А -1006.56 167.76 -251.64 -1174.32 754.92
Зона Б -671.04 -838.80 -419.40
Зона С -419.40 -587.16 167.76
Зона D 622.11 454.35 873.75
Зона Е -321.54 -489.30 -69.9
крыша Зона F -1048.83 94.28 -1216.59 345.92
Зона G -818.00 94.28 -985.76 345.92
Зона Н -361.86 94.28 -529.62 345.92
Зона I -409.00 -220.60 -576.76 31.20
Зона J -397.93 -220.60 -565.69 31.20

Из этих значений, Теперь мы можем применить эти расчетные давления ветра к нашей структуре. Учитывая один каркасный отсек (внутренний), комбинированный \({вес}_{е}\) и \({вес}_{я}\) как следует:

фигура 10. Внутренняя рамка должна быть рассмотрена.

фигура 11. Минимальный кейс для комбинированного \({вес}_{е}\) и \({вес}_{я}\).

фигура 12. Максимальный кейс для комбинированного \({вес}_{е}\) и \({вес}_{я}\).

Все эти расчеты можно выполнить, используя SkyCiv Wind Load Software для ASCE 7-10, 7-16, В 1991, НЦББ 2015 и, как 1170. Пользователи могут войти в местоположение сайта, чтобы получить скорость ветра и факторы топографии, введите параметры здания и создайте давление ветра. С профессиональной учетной записью, пользователи могут автоматически применять это к структурной модели и выполнять структурный анализ в одном программном обеспечении..

В противном случае, пытаться наш SkyCiv Free Wind Tool для расчета скорости ветра и давления ветра на простых конструкциях.

Калькулятор ветровой нагрузки SkyCiv

Патрик Эйлсворт Гарсия
Инженер-строитель, Разработка продукта
MS Гражданское строительство

Ссылки:
  • В, В. (2005). Еврокод 1: Действия над конструкциями - часть 1–4: Общие действия - действия ветра.
  • DIN EN 1991‐1‐4. (2005). Еврокод 1: Действия на конструкции часть 1-4: Общие действия, Windlasten; Немецкий вариант EN 1991-1-4: 2005.

Обновленный расчет ветрового давления в Excel

zzzzz-5 , 15 января 2009 в 07:01

#1

спасибо .проверим

Геннадий1147 , 20 января 2009 в 00:13

#2

Спасибо. На неделе посмотрю - отпишу.

IVlad , 22 января 2009 в 16:20

#3

tutanhamon,
если не секрет, по какому нормативному документу считается
Значение коэф. K на высоте?
В нашей фирме используют к-ты поболее.

tutanhamon , 22 января 2009 в 16:26

#4

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл.6 СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия" в зависимости от типа местности. Для промежуточных значений высоты, значение коэффициента k определяется линейной интерполяцией.
А у вас, наверно, по МГСН береться?...

tutanhamon , 22 января 2009 в 16:28

#5

Но если есть желание - то можете изменять эту таблицу в экселевской книге по своему желанию =))..

IVlad , 22 января 2009 в 16:38

#6

Нет, у нас по МДС 20-1.2006.

IVlad , 22 января 2009 в 16:48

#7

...там например на 20 м и типе местности В
К(z)- 1,65, т.е. почти в 2 раза больше!

tutanhamon , 22 января 2009 в 16:51

#8

Подправил в описании к листу - сделал указание на соответствующий лист...
В принципе, тут проблемы нет никакой, достаточно подправить значения в диапазоне "Значения_по_высоте" на листе "Таблицы СНиП".. Но если возникнет у вас желание - могу добавить расчет и по МДС 20-1.2006 сегодня к вечеру...

IVlad , 22 января 2009 в 17:09

#9

tutanhamon,
нет, спасибо, мне то не надо.
Я себе сделал файлик считающий все нагрузки требуемые для статического расчета вент. фасада (учитывая тип системы, массы отделки и элементов систем и т.д.).
Я то к тому, кто по каким нормам проектирует.

vlr , 28 января 2011 в 22:14

#10

Можно добавить мелочь, но приятную? Шаг поперечных рам здания. Затем перемножить значения ветрового давления на шаг, т.е. погонную нагрузку на раму получить. Ну чтобы уж всё в одном флаконе было.

Нагрузка ветровая: правила расчета, рекомендации специалистов

При создании проектов по возведению сооружений и зданий расчет ветровой нагрузки приходится выполнять достаточно часто. Рассчитывается этот показатель по специальным формулам. Важно принимать во внимание такую нагрузку, например, при создании чертежей для возведения стропильных систем кровель домов, подборе конструкции и площади расположения рекламных щитов и проч.

Значение процедуры

Если пренебречь расчетами нагрузки движения воздуха, можно, как говорится, на корню загубить все дело и подвергнуть опасности жизни людей.

Если с давлением снега на стены зданий обычно сложностей не возникает — нагрузку эту видно, её можно взвесить и даже потрогать — то с ветровой всё гораздо сложнее. Ее не видно, предугадать ее интуитивно очень сложно. Да, конечно, ветер какое-то воздействие на несущие конструкции оказывает, и в некоторых случаях оно бывает даже разрушительное: скручивает рекламные баннеры, заваливает заборы и каркасы стен, срывает крыши. Но как же возможно предугадать и учесть эту силу? Поддаётся ли в принципе она расчётам?

Поддаётся! Однако дело это муторное, и непрофессионалы ветровую нагрузку подсчитывать крайне не любят. Тому существует понятное объяснение: значение расчетов — дело очень ответственное и трудное, гораздо сложнее расчётов снеговой нагрузки. Если в специально посвященному этому СП снеговой нагрузке уделено всего лишь две с половиной страницы, то исчисление ветровой втрое больше! Плюс к нему приписано обязательное приложение, размещаются на 19 страницах с указанием аэродинамических коэффициентов.

Если гражданам России еще повезло с этим, то для жителей Беларуси всё ещё сложнее — документ TKP_ЕN_1991−1−4−2О09 «Ветровые воздействия», регламентирующий нормативы и расчеты, имеет объем в 120 страниц!

С Еврокодом (ЕN_1991−1−4−2О09) в масштабах постройки частного сооружения по ветровым воздействиям немногим захочется разбираться дома за чашкой чая. Профессионально интересующимся рекомендуется скачать и изучать его основательно, имея в окружении специалиста-консультанта. Иначе из-за неверного подхода и понимания последствия расчетов могут быть плачевными.

Нормативы СНиП

Фактически само определение данному параметру дает СНиП № 2.01. 07−85. Согласно этому документу, нагрузка ветровых масс обязана рассматриваться как совокупность следующих входных данных:

  • давления, которое действует на наружные поверхности конструкций элемента сооружений или всего сооружения;
  • силы трения, которая направлена по касательной к плоскости конструкции, отнесенной к площади ее горизонтальной либо вертикальной проекции;
  • фактического давления, приложенного к внутренней плоскости здания с открытыми проемами или проницаемыми ограждающими конструкциями.

Как рассчитать нагрузку

При ее вычислении необходимо учитывать два ключевых параметра − пульсационную и среднюю составляющую. Нагрузка определяется как сумма двух этих параметров.

Рассмотрим основную формулу расчета средней составляющей. Если при проектировании ветровой напор учтен не будет, то впоследствии это крайне негативно отразится на эксплуатационных свойствах сооружения или здания.

Средняя составляющая рассчитывается по следующей формуле: W = Wо * k.

Расшифровывается так:

  • W — это расчетный показатель ветровой нагрузки при высоте над поверхностью земли,
  • Wo — это ее нормативный показатель,
  • k — обозначает коэффициент перемены давления по высоте.

Каждое начальное значение из указанной формулы определяется согласно уже имеющимся таблицам. В некоторых случаях при вычислениях употребляют также параметр C — это обозначение аэродинамического коэффициента. Формула в этом случае будет выглядеть таким образом: W = Wo * kс.

Нахождение нормативного значения

Чтобы определить, какое конкретное значение имеет этот параметр, потребуется прибегнуть к таблице районов по ветровой нагрузке Российской Федерации. Таковых имеется всего восемь, и они легко находятся в свободном доступе в интернете.

Для малоизученных местностей государства, а также для горных регионов этот параметр СНиП позволяет определять по информации официально зарегистрированных метеорологических станций и на основе опыта использования уже имеющихся сооружений и зданий. В таком случае для установления нормативного значения ветровой нагрузки употребляется специальная формула. Выглядит она таким образом: Wo=0.61 * V2o. Здесь V2o — скорость ветра в измерении метр в секунду на уровне 10 метров, который соответствует интервалу усреднения за 10 мин. и превышающей 1 раз за 5 лет.

Краткие рекомендации специалистов

Для подсчета показателей возможностей ветровой нагрузки инженеры зачастую советуют использовать хорошо известные большинству компьютерных пользователей программами ОOo Calc и MS Excel из пакета Open Office. Порядок расчетов при применении этого обеспечения может быть следующим:

  • Excel включают на листе «Мощность ветра»;
  • скорость ветра записывают в строку D3;
  • время — в строку D5;
  • зона сечения потока воздуха — в строке D6;
  • удельный вес воздуха или его плотность — в ячейку D7;
  • КПД ветроустановки — строка D8.

Далее программа сама произведет расчеты согласно введенным в них формулам.

Существуют и другие способы применения этого ПО с другими исходными данными. Но как бы то ни было, применять OOo Calc и МS Excel для подсчета ветровой нагрузки на сооружения и здания, а также их раздельные конструкции, довольно удобно.

Расчет ветровых нагрузок | Альпром

Итак , вы долго согласовывали, делали и наконец смонтировали свою самую лучшую наружную рекламу.

Красота! Все довольны. Но чу… после первого сильного ветра вам звонит рассерженный клиент с шокирующим известием – реклама упала!

Кошмар рекламщика стал явью…Что же случилось ?

А случилось следующее – при проектировании наружной рекламы был проигнорирован или выполнен неверно расчет ветровой нагрузки на наружную рекламу : на материал и на крепежные элементы.

Как избежать этого, как обезопасить себя от такого плачевного итога своей работы?

Ответ прост – при проектировании и монтаже наружной рекламы необходимо учитывать порывы ветра, стремящиеся сорвать ваше изделие, необходимо рассчитать и принять во внимание ветровую нагрузку на наружную рекламу.

Давайте запомним несложную формулу расчета ветровой нагрузки, которая измеряется в кг/кв.м.:

Pw = k * q

Расшифровываем хитрые буквицы

Pw – давление ветра, нормальное к воспринимающей поверхности. Это давление считается положительным.
k – аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и положения подверженного ветру

объекта.
q – скоростной напор ветра (кг/кв.м), соответствующий наибольшей для данного места скорости ветра c учётом особых порывов.

Величина q в зависимости от скорости ветра определяется следующим образом:

q = 7 / g * кв.V / 2

7 – вес воздуха (1,23 кг/куб.м) при Pатм.= 760 мм рт.ст. и tатм.= 15 °С
g – ускорение силы тяжести (9,81 м/кв.сек)
V- наибольшая скорость ветра (м/сек) на данной высоте h, т.е.

Высота h над уровнем земли, м

Скорость ветра V, км/ч м/с

Скоростной напор q, кг/кв.м

Высота h над уровнем земли, м Скорость ветра V, км/ч м/с Скоростной напор q, кг/кв.м
0 – 8 103,7  28,8 51
8 – 20 128,9  35,8 80

q = кв.V / 16

Вертикально установленное полотно, закреплённое в раме или натянутое на троссах

Конструкция – b-ширина, d-высота Соотношение размеров Площадь, S Аэродинамический коэффициент, k
Вертикально установленное полотно, закреплённое в раме или натянутое на троссах d/b < 5 b * d 1,2
d/b >= 5 b * d 1,6

Вот так вот оказывается все совсем просто.

Хотите узнать о расчете ветровых нагрузок больше и получить  консультацию наших специалистов?

Прямо сейчас звоните +7(8482) 78-20-44 или напишите на электронную почту [email protected]

Расчет снеговой и ветровой нагрузки на навес для авто по СНиПам, угол наклона кровли

Добротные сооружения требуют чертежей и расчетов. Навесы для укрытия авто считаются простыми и облегченными конструкциями, которые защищают машины от осадков и солнечных лучей. Если установить навес на скорую руку, без учета влияния природных факторов, защита может обернуться нападением и повреждением драгоценного авто.

Чтобы этого не произошло, для навеса выбирают подходящие опорные столбы, обрешетку и укрывной материал, которые выдерживают нагрузки от снега и ветра в конкретном регионе.

СНиПы и Нормы для расчета нагрузок воздействия

Умные инженеры еще в советские времена поработали над СНиПами и нормативами:

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия;
СП 16.13330.2017 СНиП II-23-81 Стальные конструкции;
СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии

Своды норм и правил распространяются на проектирование и строительство зданий и сооружений и содержат правила по учету атмосферных нагрузок.

Рассмотрим СНиПы детально, применительно к нагрузкам на навес для автомобиля, выясним зачем нужно рассчитывать нагрузки и что будет, если строить наобум.

Для чего соблюдать снеговые и ветровые нагрузки

Крыша без наклона накапливает снег, он оседает, становится плотным и тяжелым. В результате - навесы складываются пополам, крыша разваливается. Порывы ветра могут силой снести плохо закрепленную конструкцию. Если не заглубить столбы – сила пучения вытолкнет их из земли.

Вот почему опытные строители прежде, чем закупить материалы и приступить к установке делают чертеж, исходя из таблиц и формул нагрузок.

Заранее подготовленные чертежи с учетом нагрузок – залог прочности и надежности конструктива. Продумывайте какие опоры, ферму, обрешетку будете использовать, выбирайте правильный материал и навес простоит десятки лет.

Расчет нагрузок и угла наклона на примере односкатного навеса

На подготовительном этапе установки навеса учитываем:

  • угол наклона;
  • снеговую нагрузку;
  • ветровую нагрузку;
  • пучинистость грунта.

Пример: Односкатный навес для машины с расчетами снеговой и ветровой нагрузки

Воспользуемся формулами из СНиПа нагрузок. Расчет снеговой и ветровой нагрузки производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

Уклон наклона кровли

Чтобы кровля выдерживала снеговую нагрузку, и дождевая вода не задерживалась делают скат. Все понимают, что чем круче горка, тем быстрее с нее скатываются. Однако, если сделать слишком большой угол уклона, снег задерживаться не будет, но на кровлю в большей степени будет воздействовать сила ветра – увеличится ветровая нагрузка, которая давит под разными углами в зависимости от направления ветра и воздействует на опоры.

Для того, чтобы подобрать нужный угол наклона, учитываем правило сочетания нагрузок:

Угол наклона выбирают исходя из региона:

  • 15-30 градусов – универсальный угол наклона навеса, подходящий для односкатной крыши из любых материалов.
  • 9-20 градусов – открытые и ветреные местности;
  • 45-60 градусов – снежный районы;

С наклоном разобрались, теперь переходим к расчету нагрузок.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле:

S = Sg *μ

где

Sg — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли;

μ — поправочный коэффициент, который определяется по уклону кровли: (μ = 1 для уклона меньше 25°, μ = 0 для уклона больше 60°)

Определяется значение Sg по карте снеговых районов и по таблице:

Ссылка на карту снеговых районов

Так в Москве и области, в Омске и Тюмени – III снеговой район, значение Sg будет 1,8 кПа, а в Уфе и Надыме V снеговой район, соответственно Sg = 3,2 кПа.

Переводим кПа (килопаскали) в привычные для нас килограммы на квадратный метр (кг/м2) для этого делим значение кПа на 0, 00980665 и получаем снеговую нагрузку на горизонтальную поверхность в том или ином районе.

(В Уфе по данным таблицы снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность Sg = 3,2 кПа:0, 00980665 = 326 кг/м2)

Пример расчет снеговой нагрузки в Московской области, при наклоне кровли 15 градусов:

Если взять в расчет универсальный угол наклона кровли, в 15 градусов, то формула расчета будет выглядеть так:

S = Sg *μ = 1,8 кПа 

Переводим килопаскали в килограммы 1,8:0,00980665= 183 кг/м2

Выяснили, что наш навес должен выдерживать снег тяжестью 183 кг на квадрат.

При этом, на навес помимо снега будут воздействовать и силы ветра.

Ветровая нагрузка - расчет по формуле

Нормативное значение ветровой нагрузки над поверхностью земли определяют по формуле:

w = w0 *k(ze)*С

где,

w0 — нормативное значение ветрового давления в зависимости от района;
k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
С - аэродинамический коэффициент.

Значение ветрового давления w0 и поправочный коэффициент по высоте в том или ином типе местности k(ze) указаны в СНиП 2.01.07- 85.

Пример: рассчитаем ветровую нагрузку на нашу кровлю под углом 15 градусов в Московской области

Итак, берем все тот же навес для авто односкатный, с уклоном 15°.

Нам надо найти значения: w0, k(ze), С и подставить их в формулу расчета ветровой нагрузки.

w0

Московская область находится в 1 ветровом районе, поэтому w0 = 0,23 кН/м².

Ссылка на карту ветров

k(ze)

Коэффициент К, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z

Коэффициент k(ze) будет равен 0,5, поскольку высота постройки меньше 5 м, а тип местности B.

С

Аэродинамический коэффициент С (Приложение 4 СНиПа) С = cp1 + сp2 см. схему ниже.

Согласно схеме, значение cp1 каждые 5 градусов увеличивается на 0,2. Следовательно, для 15° оно будет равно 1,6.

Значение cp2 каждые 5 градусов растет на 0,05, следовательно в нашем случае cp2 = 0,45.

С = 1,6+ 0,45

Итого ветровая нагрузка:

w = w0 *k(ze)*С = 0,23*0,5*(1,6+0,45) = 0,24 кН/м².

Переводим килоньютоны в кг:

0,24*101,97 = 25 кг/ м²

Сочетание нагрузок

Мы выяснили, что на односкатный навес с углом наклона в 15 градусов действует нагрузка снеговая 183 кг и ветровая 25 кг.

Складываем ветровую и снеговую нагрузки:

183 кг/кв.м+25 кг/кв.м = 208 кг/кв.м

Итак, наш навес должен выдерживать нагрузку 208 кг на 1 квадратный метр.

Для такого навеса оптимальными по запасу прочности будут металлические трубы диаметром/сечением 80-100 мм. При выборе укрывного материала надо учитывать его прочность. Например, если делать навес из профнастила, то надо брать лист толщиной от 0,5 мм, из поликарбоната 8-10 мм. При использовании более тонкого материала навесы усиливают и укрепляют частой обрешеткой.

Теперь, зная, как работают формулы расчетов, с легкостью можно вычислить нагрузку в любом регионе нашей страны. Это необходимо для того, чтобы грамотно подобрать материал – не переплачивать там, где в этом нет необходимости и наоборот, усилить конструкцию и обратить внимание на прочность, там, где в этом есть нужда.

При этом, не стоит забывать о правильной установке опорных столбов с учетом глубины промерзания грунта в том или ином регионе, не забывать о сыпучести и подвижке привозного грунта.

Для чего нужен расчет ветровой нагрузки на плоской кровле?

Основная задача расчета ветровой нагрузки — это безопасная эксплуатация кровли.

Ниже приведены примеры того, что происходит в случае пренебрежения правилами безопасной эксплуатации и выполнении крепления на глазок.




Также от расчета ветровой нагрузки сильно зависит количество крепежных элементов и ширина рулонов мембраны. Чем выше ветровая нагрузка, тем больше нужно крепежей на 1 м2, при этом ширину мембраны необходимо уменьшать, чтобы нужное количество крепежа можно было поместить в шов мембраны. Из-за этого вырастает коэффициент расхода.

Ниже представлены схемы крепления мембраны и количество крепежа, которое можно установить в продольный шов мембраны на примере профилированного листа Н75-750.





Рассмотрим влияние ветровой нагрузки на конкретном примере.

Дан объект: Склад, высотой 10 метров и габаритами в плане 100х100 м, расположенный в городе Санкт-Петербург. Тип местности – А.

Площадь:  Sкр =10 000 м2.

Кровельный пирог: ТН-КРОВЛЯ Классик, основание кровли – профилированный лист Н75-750-0.8


Рассмотрим усредненный расчет материалов мембраны и крепежа, не привязанный к ветровому расчету.

Для усредненного расчета используются следующие усредненные коэффициенты:

·         расход крепежа мембраны – 4 шт./м2,

·         коэффициент запаса для полимерной мембраны – 1,15.

Итого:

Крепеж: Sкр*4 шт./м2 = 40 000 шт.

Количество мембраны: Sкр *1,15 =11 500 м2

А теперь сделаем расчет для того же объекта в калькуляторе ветровой нагрузки на кровлю.




Получаем:

Крепеж: 37 885 шт. или 3,79 шт/м2

Количество мембраны: 11 316 м2

Представим, что объект находится в регионе с высокой ветровой нагрузкой, например, в г. Новороссийск. 



Получаем:

Крепеж: 84 110 шт. или 8,41 шт/м2

Количество мембраны: 12 348 м2

А теперь сравним результаты:


Разница в количестве материалов при точном и при усреднённом расчете составляет до 210%! Поэтому приходим к однозначному выводу, что делать расчет ветровой нагрузки крайне важно!

Смотрите так же:

Как сделать ветровой расчет для плоской кровли?

Как определить ветровое давление (кПа) зная значение скорости ветра (м/с)?

Была ли статья полезна?

ASCE 7-10 Пример расчета ветровой нагрузки

Полностью рабочий пример расчета ветровой нагрузки ASCE 7-10

SkyCiv выпустила бесплатный калькулятор ветровой нагрузки, в котором есть несколько кодовых ссылок, включая процедуру ветровой нагрузки ASCE 7-10. В этом разделе мы собираемся продемонстрировать, как рассчитать ветровые нагрузки, используя модель склада S3D ниже:

Рис. 1. Модель склада в SkyCiv S3D в качестве примера.

Рисунок 2.Расположение сайта (из Google Maps).

Таблица 1. Строительные данные, необходимые для нашего расчета ветра.

Расположение Кордова, Мемфис, Теннесси
Занятость Разное - Структура завода
Рельеф Плоский приусадебный участок
Размеры 64 фута × 104 фута в плане
Высота карниза 30 футов
Высота апекса на отметке. 36 футов Уклон крыши 3:16 (10,62 °)
С отверстием
Облицовка Прогоны на расстоянии 2 фута
Стеновые стойки на расстоянии 2 футов

В нашем примере ветровой нагрузки ASCE 7-10 будет определено расчетное давление ветра для большой трехэтажной конструкции завода.На рис. 1 показаны размеры и каркас здания. Данные по зданию приведены в таблице 1.

Несмотря на то, что существует ряд программ, в которых расчет ветровой нагрузки уже интегрирован в их разработку и анализ, лишь некоторые из них обеспечивают подробный расчет этого конкретного типа нагрузки. Пользователям потребуется выполнить ручные вычисления этой процедуры, чтобы проверить, совпадают ли результаты с результатами, полученными с помощью программного обеспечения.

Формула для определения расчетного ветрового давления:

Для закрытых и частично закрытых домов:

\ (p = qG {C} _ {p} - {q} _ {i} ({GC} _ {pi}) \) (1)

Для открытых построек:

\ (p = q {G} _ {f} {C} _ {p} - {q} ({GC} _ {pi}) \) (2)

Где:

\ (G \) = коэффициент воздействия порыва
\ ({C} _ {p} \) = коэффициент внешнего давления
\ (({GC} _ {pi}) \) = коэффициент внутреннего давления
\ (q \) = скоростное давление в фунтах на квадратный дюйм, определяемое по формуле:

\ (д = 0.2 \) (3)

\ (q \) = \ ({q} _ {h} \) для стен с подветренной стороны, боковых стен и крыш, оценивается по средней высоте крыши, \ (h \)
\ (q \) = \ ({q } _ {z} \) для наветренных стен, оценка по высоте, \ (z \)
\ ({q} _ {i} \) = \ ({q} _ {h} \) для отрицательного внутреннего давления, \ ((- {GC} _ {pi}) \) оценка и \ ({q} _ {z} \) для оценки положительного внутреннего давления \ ((+ {GC} _ {pi}) \) частично закрытого зданий, но можно принять консервативное значение как \ ({q} _ {h} \).
\ ({K} _ {z} \) = коэффициент давления скорости
\ ({K} _ {zt} \) = топографический коэффициент
\ ({K} _ {d} \) = коэффициент направленности ветра
\ ( V \) = основная скорость ветра

миль / ч

Ниже мы подробно рассмотрим каждый параметр.Кроме того, мы будем использовать процедуру направленного действия (глава 30 ASCE 7-10) для решения расчетных значений давления ветра.

Категория риска

Первое, что нужно сделать при определении расчетного давления ветра, - это классифицировать категорию риска конструкции, основанную на использовании или занятости конструкции. В этом примере, поскольку это заводская структура, она классифицируется как Категория риска IV . См. Таблицу 1.5-1 ASCE 7-10 для получения дополнительной информации о классификации категорий риска.

Базовая скорость ветра, \ (В \)

ASCE 7-10 предоставляет карту ветров, на которой соответствующая базовая скорость ветра в месте может быть получена из рисунков 26.5-1A – 1C. Категория размещения определяется и классифицируется в Международном строительном кодексе.

При просмотре карт ветров возьмите номер наивысшей категории определенной категории риска или занятости. В большинстве случаев, включая этот пример, они одинаковы. Как видно из рисунка 26.5-1B, Кордова, Мемфис, Теннесси каким-то образом находится рядом с красной точкой на Рисунке 3 ниже, и отсюда основная скорость ветра \ (V \) составляет 120 миль в час.Обратите внимание, что для других мест вам потребуется интерполировать базовое значение скорости ветра между контурами ветра.

Рис. 3. Базовая карта скорости ветра из ASCE 7-10.

SkyCiv теперь автоматизирует расчет скорости ветра с несколькими параметрами. Попробуйте наш SkyCiv Free Wind Tool

Калькулятор ветровой нагрузки SkyCiv

Категория воздействия

См. Раздел 26.7 ASCE 7-10, в котором подробно описана процедура определения категории воздействия.

В зависимости от выбранного направления ветра экспозиция конструкции должна определяться с наветренного сектора 45 °. Принимаемая экспозиция должна быть такой, которая вызовет наибольшую ветровую нагрузку в указанном направлении.

Описание каждой классификации воздействия подробно описано в разделах 26.7.2 и 26.7.3 стандарта ASCE 7-10. Чтобы лучше проиллюстрировать каждый случай, в таблице ниже приведены примеры каждой категории.

Таблица 2. Примеры зон, классифицированных в соответствии с категорией воздействия (глава C26 стандарта ASCE 7-10).

Экспозиция Пример
Экспозиция B
  • Пригородный жилой район, в основном состоящий из домов на одну семью - Малоэтажные строения высотой менее 30 футов в центре фотографии имеют участки, обозначенные как экспозиция b, с неровностями поверхности категории B Рельеф вокруг участка на расстоянии более 1500 футов при любом направлении ветра.
  • Городской район с многочисленными близко расположенными препятствиями размером с одноквартирное жилище или больше - Для всех показанных конструкций местность, представляющая категорию шероховатости поверхности b, превышает высоту конструкции более чем в двадцать раз или на 2600 футов, в зависимости от того, что больше, в противотоке.Структуры на переднем плане расположены на экспозиции B - Структуры в центре вверху фотографии рядом с поляной слева, длина которой превышает примерно 656 футов, расположены на экспозиции c, когда ветер дует слева над фотографией. расчистка.
Экспозиция C
  • Плоские открытые луга с разбросанными препятствиями высотой обычно менее 30 футов
  • Открытая местность с разбросанными препятствиями, высота которых обычно составляет менее 30 футов для большинства направлений ветра, все одноэтажные конструкции со средней высотой крыши менее 30 футов на фотографии меньше 1500 футов или в десять раз превышают высоту конструкции, в зависимости от того, что больше, из открытого поля, которое не позволяет использовать экспозицию B.
Экспозиция D
  • Здание на береговой линии (исключая береговые линии в регионах, подверженных ураганам) с ветром, обтекающим открытую воду на расстояние не менее 1 мили. Береговые линии на экспозиции D включают внутренние водные пути, великие озера и прибрежные районы Калифорнии, Орегона, Вашингтона и Аляски.


Для нашего примера, поскольку конструкция расположена на сельскохозяйственных угодьях в Кордове, Мемфис, Теннесси, без каких-либо построек высотой более 30 футов, поэтому территория классифицируется как Exposure C .Полезным инструментом для определения категории воздействия является просмотр вашего потенциального сайта через спутниковое изображение (например, Google Maps).

Коэффициент направленности ветра, \ ({K} _ {d} \)

Коэффициенты направленности ветра \ ({K} _ {d} \) для нашей конструкции равны 0,85, поскольку здание является основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также имеет компоненты и облицовку, прикрепленные к конструкции. Это показано в таблице 26.6-1 ASCE 7-10, как показано ниже на рисунке 4.

Рисунок 4. Коэффициент направленности ветра в зависимости от типа конструкции (Таблица 26.6-1 ASCE 7-10).

Топографический фактор, \ ({K} _ {zt} \)

Поскольку конструкция расположена на плоской сельскохозяйственной земле, мы можем предположить, что топографический фактор, \ ({K} _ {zt} \), равен 1,0. В противном случае коэффициент можно определить с помощью рисунка 26.8-1 ASCE 7-10. Чтобы определить, требуются ли дальнейшие расчеты топографического фактора, см. Раздел 26.8.1. Если ваш участок не соответствует всем перечисленным условиям, то топографический фактор можно принять равным 1.0.

Рис. 5. Параметры, необходимые для расчета топографического фактора, \ ({K} _ {zt} \) (Таблица 26.8-1 ASCE 7-10).

Примечание. Факторы топографии могут быть автоматически рассчитаны с помощью программного обеспечения SkyCiv Wind Design

.

Коэффициент скорости давления, \ ({K} _ {z} \)

Коэффициент скоростного давления, \ ({K} _ {z} \), можно рассчитать с помощью таблицы 27.3-1 стандарта ASCE 7-10. Этот параметр зависит от высоты над уровнем земли точки, в которой учитывается давление ветра, и категории воздействия.{2 / α} \) (5)

Где:

Таблица 3. Значения и \ ({z} _ {g} \) из таблицы 26.9-1 стандарта ASCE 7-10.

Экспозиция α \ ({z} _ {g} \) (футы)
B 7 1200
С 9,5 900
D 11,5 700


Обычно коэффициенты скоростного давления на средней высоте крыши, \ ({K} _ {h} \), и на каждом уровне этажа, \ ({K} _ {zi} \), являются значениями, которые мы потребуется для расчета расчетного давления ветра.В этом примере, поскольку давление ветра с наветренной стороны носит параболический характер, мы можем упростить эту нагрузку, предположив, что равномерное давление применяется к стенам между уровнями пола.

Структура завода состоит из трех (3) этажей, поэтому мы разделим наветренное давление на эти уровни. Более того, поскольку крыша является двускатной крышей, среднюю высоту крыши можно принять как среднее значение высоты карниза и вершины крыши, что составляет 33 фута

.

Таблица 4. Расчетные значения коэффициента скоростного давления для каждой высоты возвышения.

Высота (фут) \ ({K} _ {z} \)
10 0,85
20 0,90
30 0,98
33 1,00 \ ({K} _ {zh} \)

Скорость Давление

Из уравнения (3) мы можем найти скоростное давление \ (q \) в PSF на каждой рассматриваемой высоте.

Таблица 5.Расчетные значения скоростного напора на каждой высоте возвышения.

Высота (фут) \ ({K} _ {z} \) \ (q \) (psf) Замечания
10 0,85 26,63 1 этаж
20 0,90 28,20 2 этаж
30 0,98 30,71 Карниз крыши
33 1.00 31,33 Средняя высота крыши, \ ({q} _ {h} \)

Фактор порывов ветра, G

Коэффициент воздействия порыва, \ (G \), установлен на 0,85, поскольку конструкция считается жесткой (раздел 26.9.1 ASCE 7-10).

Классификация корпуса и коэффициент внутреннего давления

Предполагается, что в конструкции завода есть проемы, которые удовлетворяют определению частично закрытого здания в Разделе 26.2 из ASCE 7-10. Таким образом, коэффициент внутреннего давления \ (({GC} _ {pi}) \) должен составлять +0,55 и -0,55 на основе таблицы 26.11-1 стандарта ASCE 7-10.

Рис. 6. Коэффициент внутреннего давления, \ (({GC} _ {pi}) \), из таблицы 26.11-1 ASCE 7-10.

Коэффициент внешнего давления, \ ({C} _ {p} \)

Для закрытых и частично закрытых зданий коэффициент внешнего давления \ ({C} _ {p} \) рассчитывается с использованием информации, представленной на рисунках с 27.4-1 по 27.4-3. Для частично закрытого здания с двускатной крышей используйте Рисунок 27.4-1.

Коэффициенты внешнего давления для стен и крыши рассчитываются отдельно с использованием параметров здания L, B и h, которые определены в примечании 7 к рисунку 27.4-1.

Таким образом, нам нужно рассчитать L / B и h / L:

Средняя высота кровли, h = 33 ′
Длина здания, L = 64 ′
Ширина здания, B = 104 ′
L / B = 0,615
h / L = 0,516
h / B = 0,317

Из этих значений мы можем получить коэффициенты внешнего давления \ ({C} _ {p} \) для каждой поверхности с помощью таблицы 27.4-1 ASCE 7-10. Обратите внимание, что мы можем использовать линейную интерполяцию, когда значения угла крыши, θ, L / B и h / L находятся между значениями, указанными в таблице. В нашем примере коэффициенты внешнего давления для каждой поверхности показаны в таблицах с 6 по 8.

Таблица 6. Расчетные коэффициенты внешнего давления для поверхностей стен.

Поверхность \ ({C} _ {p} \)
Наветренная стена 0,8
Подветренная стена -0.5
Боковая стенка -0,7


Таблица 7. Расчетные коэффициенты внешнего давления для поверхностей кровли (ветровая нагрузка по L).

Коэффициенты внешнего давления для крыши \ ({C} _ {p} \) (вдоль L)
ч / л Наветренная Подветренная
10 ° 10,62 ° 15 ° 10 ° 10,62 ° 15 °
0.5 -0,9
-0,18
-0,88
-0,18
-0,7
-0,18
-0,50 -0,50 -0,50
0,516 -0,91
-0,18
-0,89
-0,18
-0,71
-0,18
-0,51 -0,51 -0,50
1,0 -1,3
-0,18
-1,26
-0,18
-1,0
-0.18
-0,70 -0,69 -0,60


Таблица 8. Расчетные коэффициенты внешнего давления для поверхностей кровли (ветровая нагрузка по B).

Коэффициенты внешнего давления для крыши \ ({C} _ {p} \) (вдоль B)
h / B Расположение \ ({C} _ {p} \)
0,317 0 до h -0,9
-0,18
ч / 2 до ч -0.9
-0,18
ч до 2 ч -0,5
-0,18
> 2 часа -0,3
-0,18


Коэффициент внешнего давления с двумя значениями, показанными в таблицах 7 и 8, должен быть проверен для обоих случаев.

Расчетное давление ветра для системы сопротивления основной ветровой рамы

Используя уравнение (1), можно рассчитать расчетное давление ветра. Результаты наших расчетов представлены в таблицах 8 и 9 ниже.Обратите внимание, что на структуру будут действовать четыре случая, поскольку мы будем рассматривать давления, решаемые с помощью \ ((+ {GC} _ {pi}) \) и \ ((- {GC} _ {pi}) \), и \ (+ {C} _ {p} \) и \ (- {C} _ {p} \) для крыши.

Таблица 9. Расчетное ветровое давление для поверхностей стен.

Расчетное давление, \ (p \), для стен
Этаж \ ({q} _ {z} \), psf Наветренная Подветренная сторона Боковая стенка
\ ((+ {GC} _ {pi}) \) \ ((- {GC} _ {pi}) \) \ ((+ {GC} _ {pi}) \) \ ((- {GC} _ {pi}) \) \ ((+ {GC} _ {pi}) \) \ ((- {GC} _ {pi}) \)
10 26.63 0,88 (0,88) 35,35 (35,35) -30,55
(-30,55)
3,92
(3,92)
-35,88
(-35,88)
-1,41
(-1,41)
20 28,20 1,94 (1,94) 36,41 (36,41)
30 30,71 3,65 (3,65) 38,12 (38,12)
33 31,33 4,07 (4,07) 38,54 (38.54)

(результаты ветровой нагрузки SkyCiv)

Таблица 10. Расчетное ветровое давление для поверхностей кровли.

ч
Расчетное давление на крышу, фунт-фут (фунт-сила) (по длине) Расчетное давление на крышу, psf (вдоль B)
Поверхность \ ((+ {GC} _ {pi}) \) \ ((- {GC} _ {pi}) \) Расположение
(от наветренной кромки)
\ ((+ {GC} _ {pi}) \) \ ((- {GC} _ {pi}) \)
Наветренный -40.87 (-40,87) -6,41 (-6,40) 0 до h / 2 -41,20 (-41,20) 12,44 (12,44)
-22,03 (-22,03) 12,44 (12,44) ч / 2 до -41,20 (-41,20)
подветренная сторона -30,71 (-30,71) 3,76 (3,83) ч. До 2 ч. -30,55 (-30,55)
> 2 часа -25,22 (-25,22)

(результаты ветровой нагрузки SkyCiv)

Чтобы применить эти давления к конструкции, мы рассмотрим одну раму на конструкции.Пример применения случая 1 и 2 (для обоих \ (({GC} _ {pi}) \)) показан на рисунках 7 и 8. Направление ветра, показанное на вышеупомянутых рисунках, соответствует длине L здания. .

Обратите внимание, что положительный знак означает, что давление действует по направлению к поверхности, а отрицательный знак - от поверхности. Длина бухты 26 футов.

Рис. 7. Расчетное давление ветра на одну раму - \ ((+ {GC} _ {pi}) \) и случай абсолютного максимального давления на крышу.

Рис. 8. Расчетное давление ветра на одну раму - \ ((- {GC} _ {pi}) \) и случай абсолютного максимального давления на крышу.

SkyCiv упрощает эту процедуру, просто определяя параметры. Попробуйте наш SkyCiv Free Wind Tool

Калькулятор ветровой нагрузки SkyCiv

Расчетное давление ветра для компонентов и оболочки (C&C)

Компоненты и оболочки определены в главе C26 стандарта ASCE 7-10 следующим образом: «Компоненты принимают ветровые нагрузки напрямую или от облицовки и передают нагрузку на MWFRS», в то время как «облицовка принимает ветровые нагрузки напрямую.«Примеры компонентов включают« крепеж, прогоны, стойки, настил крыши и фермы крыши », а для облицовки -« настенные покрытия, навесные стены, кровельные покрытия, наружные окна и т. Д. »

Из главы 30 ASCE 7-10 расчетное давление для компонентов и оболочки должно быть рассчитано с использованием уравнения (30.4-1), показанного ниже:

\ (p = {q} _ {h} [({GC} _ {p}) - ({GC} _ {pi})] \) (6)

Где:

\ ({q} _ {h} \): скоростное давление, рассчитанное на средней высоте крыши, h (31.33 psf)
\ (({GC} _ {pi} \)): коэффициент внутреннего давления
\ (({GC} _ {p} \)): коэффициент внешнего давления

Для этого примера \ (({GC} _ {p} \)) будет найден, используя Рисунок 30.4-1 для Зоны 4 и 5 (стены) и Рисунок 30.4-2B для Зоны 1-3 (крыша). . В нашем случае правильное значение зависит от уклона крыши θ, который составляет 7 ° <θ ≤ 27 °. \ (({GC} _ {p} \)) можно определить для множества типов крыш, изображенных на рисунках с 30.4-1 по 30.4-7 и 27.4-3 в главах 30 и 27 ASCE 7-10, соответственно.

Мы будем рассчитывать только расчетное давление ветра для прогонов и стоек. Зоны для компонентов и давления оболочки показаны на рисунке 9.

Рисунок 9. Расположение расчетных давлений C&C.

Расстояние a от краев может быть рассчитано как минимум 10% от наименьшего горизонтального размера или 0,4h, но не менее либо 4% от наименьшего горизонтального размера, либо 3 фута.

a: 10% от 64 футов = 6,4 фута> 3 фута
0,4 (33 фута) = 13.2 фута 4% от 64 футов = 2,56 фута
a = 6,4 фута

Стеновые шпильки (C&C Wall Pressure)

На основании рисунка 30.4-1, \ (({GC} _ {p} \)) можно рассчитать для зон 4 и 5 на основе эффективной площади ветра. Обратите внимание, что определение эффективной ветровой площади в главе C26 ASCE 7-10 гласит: «Для лучшего приближения к фактическому распределению нагрузки в таких случаях ширина эффективной ветровой площади, используемая для оценки \ (({GC} _ { p} \)) не должно быть меньше одной трети длины области.”Следовательно, эффективная ветровая площадь должна быть максимальной:

Эффективная ветровая зона = 10 футов * (2 фута) или 10 футов * (10/3 фута) = 20 кв. Футов. или 33,3 кв. фута
Эффективная ветровая площадь = 33,3 кв. фута

Положительные и отрицательные значения \ (({GC} _ {p} \)) для стен можно аппроксимировать, используя график, показанный ниже, как часть рисунка 30.4-1:

Рисунок 10. Приблизительные значения \ (({GC} _ {p} \)) из рисунка 30.4-1 ASCE 7-10.

Таблица 11.Расчетное давление C&C для каркаса стены.

Зона \ (+ ({GC} _ {p} \)) \ (- ({GC} _ {p} \)) C&C Давление, фунт / кв. Дюйм
\ (+ ({GC} _ {p} \)) \ (- ({GC} _ {p} \))
4 0,90 -1,0 10,97
45,43
-48,56
-14,10
5 0,90 -1,2 10.97
45,43
-54,83
-20,36

Прогоны (давление на крышу C&C)

Из 30.4–2B можно определить эффективное давление ветра для Зон 1, 2 и 3. Поскольку фермы расположены на расстоянии 26 футов, следовательно, это будет длина прогонов. Эффективная ветровая площадь должна быть максимум:

Эффективная ветровая площадь = 26 футов * (2 фута) или 26 футов * (26/3 фута) = 52 кв. Фута или 225,33 кв. Фута.
Эффективная площадь ветра = 225.33 кв. Фута

Положительные и отрицательные значения \ (({GC} _ {p} \)) для крыши можно аппроксимировать, используя график, показанный ниже, как часть рисунка 30.4-2B:

Рисунок 11. Значения \ (({GC} _ {p} \)) из рисунка 30.4-2B ASCE 7-10.

Таблица 12. Расчетное давление C&C для прогонов.

Зона + (GCp) - (GCp) C&C Давление, фунт / кв. Дюйм
+ (GCpi) - (GCpi)
1 0.30 -0,80 -7,83
26,63
-42,30
-7,83
2 0,30 -1,2 -7,83
26,63
-54,83
-20,36
3 0,30 -2,0 -7,83
26,63
-79,89
-45,43

Все эти расчеты могут быть выполнены с использованием программного обеспечения SkyCiv для ветровой нагрузки для ASCE 7-10, 7-16, EN 1991, NBBC 2015 и AS 1170.Пользователи могут войти в местоположение площадки, чтобы получить данные о скорости ветра и факторах топографии, ввести параметры здания и сгенерировать давление ветра. С профессиональной учетной записью пользователи могут автоматически применять это к модели конструкций и выполнять структурный анализ в одном программном обеспечении.

В противном случае, попробуйте наш SkyCiv Free Wind Tool для расчета скорости ветра и давления ветра на простых конструкциях.

Калькулятор ветровой нагрузки SkyCiv

Патрик Эйлсворт Гарсия
Инженер-конструктор, разработка продуктов
MS Гражданское строительство

Каталожные номера:
  • Мехта, К.К., и Коулбурн, У. Л. (2013, июнь). Ветровые нагрузки: Руководство по положениям о ветровой нагрузке ASCE 7-10. Американское общество инженеров-строителей.
  • Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций. (2013). ASCE / SEI 7-10. Американское общество инженеров-строителей.

примеров анализа ветровой нагрузки | PAKTECHPOINT

Пример 1: Определите ветровую нагрузку на каркас, противостоящий основной ветровой силе, для закрытого здания. См. Рис. 3 ниже.Для этого примера принятая базовая скорость ветра составляет 115 миль / ч, экспозиция C.
Примечание. Расчетное давление ветра для всех стен и крыши см. В 9.1.2. Британские единицы используются только для иллюстрации примеров .

Примеры анализа ветровой нагрузки

Рисунок 3 - Описание здания - Пример 1

В (базовая скорость ветра) = 115 миль / ч; выдержка C
Наветренная стена
Для V = 115 миль / ч:

Боковые стенки
Cp = -0.7 (Таблица VIII)

Рассчитанная выше ветровая нагрузка показана на рисунке 4.

Рисунок 4 - Диаграмма ветровой нагрузки - пример 1

Рисунок 4 - Диаграмма ветровой нагрузки - пример 1

Примечание: Ветровая нагрузка на подветренную стену всегда одинакова для любой высоты здания.

Пример 2: Определение ветровой нагрузки на основную ветроустойчивую раму квадратного сечения ферменная башня (Ɛ = 0.27 для Раздела 1; Ɛ = 0,19 для раздела 2). См. Рисунок 5 ниже. Для этого примера предполагаемая скорость ветра составляет 130 миль / ч, экспозиция C.

Рисунок 5 - Описание диаграммы - Пример 2

Рисунок 5 - Описание диаграммы - Пример 2

В (основной ветер скорость) = 130 миль / ч; экспозиция C.

Раздел 1:

Расчетная ветровая сила, наклонная к лицевой стороне башни и действующая по диагонали:

Выше рассчитанная ветровая нагрузка показана в Рисунок 6.

Рисунок 6 - Диаграмма ветровой нагрузки - Пример 2

Рисунок 6 - Диаграмма ветровой нагрузки - Пример 2

Информация о системе сопротивления ветру

Например, конструкции, чувствительные к ветру высокие здания с отношением высоты к ширине более 5, стопки и технологические колонны должны быть проанализированы в соответствии с ASCE 7-95 (методы, указанные в таблице 6-1 и параграфе 6.6 комментария) или консультант признан хорошо осведомленным в этой области.Рациональный анализ, включающий динамические свойства основной системы сопротивления ветру, часто необходим для определения реакции этих конструкций на ветер.

Ниже приведены изменения в ASCE 7-95 по сравнению с ASCE 7-93.

а. Скорректированная скорость ветра (V) на основе 3-секундной скорости порыва ветра.

б. Пересмотренная формула скоростного давления (qz).

с. Скорректированный коэффициент воздействия скоростного давления (Kz).Пересмотренный коэффициент реакции на порыв ветра (G). Пересмотренный фактор важности (I).

ф. Пересмотрены классификационные категории зданий и других сооружений.

Как это:

Нравится Загрузка ...

Рабочий пример расчета ветровой нагрузки

Рекомендуется ознакомиться с объяснением по этой теме, прежде чем продолжить работу с отработанным примером. Щелкните здесь, чтобы прочитать

.

Работал Пример 1

Склад площадью 25 м x 50 x 10 м, 14,5 м должен быть построен в 20 км от города Лагос, Нигерия и в 40 км от береговой линии.Определите ветровые воздействия на все стороны, включая крышу этого здания, при условии, что влияние орографии незначительно.

Возьмите высоту площадки = 105 м над уровнем моря

Согласно национальному приложению, территория этого участка может быть классифицирована как ________? (ЧИТАТЬ)

Шаг 1

- Основная скорость Vb, o

Шаг 2

Базовая скорость ветра V b

v b = v b, 0 * c dir * c сезон

v b = 44.2 * 1

v b = 44,2 м / с

Базовое давление ветра qb

q b = ½ * ρ * v b ², где ρ = 1,226

q b = ½ * 1,226 * 44,2²

q b = 1,198 кН / м²

  • Коэффициент направленности принят равным 1.0.
  • Сезонный фактор также был проигнорирован, поскольку конструкция считается постоянной постройкой

Шаг 3

Пиковое давление ветра q b

  • Здание считается цельным, т.к. h
  • Поскольку влияние орографии незначительно, можно использовать упрощенный подход для определения максимального скоростного давления.
  • Участок расположен на открытой местности, поэтому c e, (T) = 1 & h dis = 0

q p (z) = c e (z) C e (T) q b

из

С е, (Z) = 2,6

q p (z) = 2,6 * 1,0 * 1,198 = 3,115 кН / м2

q p (z) = 3,115 кН / м2

Шаг 4

Коэффициенты ветрового давления

Коэффициенты внешнего и внутреннего давления

Здание прямоугольной формы с двускатной крышей.Показаны ветровые зоны.

При наблюдении зоны больше 1 м², поэтому применимы C pe, 10

Нет информации относительно проемов в этой структуре, поэтому (при условии отсутствия доминирующего проема) C pi принимается как более обременительный из -0,3 или +0,2.

Коэффициенты внешнего и внутреннего давления C pe, 10

Уклон кровли α = tan -1 4,5 / 12,5 = + 19,8 °

ч / д = 15 / 30 = 0.5

C pe, 10 значений

Вертикальные стены

  • Зона A = -1,2
  • Зона B = -0,8
  • Зона D = + 0,71
  • Зона E = -0,31

Крыша

  • Зона F = -0,92 или + 0,39
  • Зона G = -0,7 или +0,3
  • Зона H = -0,35 или +0,24
  • Зона I = -0,5 или -0,5
  • Зона J = -1,18 или -1,18

–C pe, 10 значений получены из таблиц NA.4 и NA.7a

–NA.4 относится к зонам внутри вертикальных стен

–NA.7a применяется к зонам двускатной крыши, когда ветер действует перпендикулярно длине здания.

–C pi значений = –0,3 - 0,2

–Поскольку здание меньше 15 м, структурный фактор C sCd = 1.0

–Также h / d <1 коэффициент отсутствия корреляции может применяться к зонам D и E.

Шаг 5

Ветровые нагрузки

w k = q p (z) * (c pe - c pi ) * c s * c d

Зона A: w k = 3.115 * (-1,2 - 0,2) * 1,0 = 4,36 кН / м²

Зона B: w k = 3,115 * (-0,8 - 0,2) * 1,0 = 3,12 кН / м²

Зона D: w k = 3,115 * (+0,73 - −0,3) * 1,0 * 0,85 = 2,73 кН / м²

Зона E: w k = 3,115 * (-0,37 - 0,20) * 1,0 * 0,85 = 1,51 кН / м²

Зона F: w k = 3,115 * (-0,92 - 0,2) * 1,0 = 3,49 кН / м²

Коэффициент полезного давления: из диаграммы в NA.2.2.2

C net = 1.15

Зона G: w k = 3,115 * (−0,7 - 0,2) * 1,0 = 2,80 кН / м²

Зона H: w k = 3,115 * (-0,35 - 0,2) * 1,0 = 1,71 кН / м²

Зона I: w k = 3,115 * (-0,5 - 0,2) * 1,0 = 2,18 кН / м²d

Зона J: w k = 3,115 * (−1,18 - 0,2) * 1,0 = 4,30 кН / м²

Общая ветровая нагрузка: w k = q p (z) * (C net ) * C s * C d = 3.115 × 0,95 × 1 × 0,85 = 2,52 кН / м²

Шаг 6

Структурный анализ

Если предположить, что складское здание будет построено из портальных рам, ветровая нагрузка преобразуется в равномерно распределенную нагрузку путем умножения на расстояние.

Расстояние между рамами = 3,75 м

  • Следует применять частные коэффициенты
  • Используйте любой метод для анализа кадров
  • Анализ упругости
  • Пластиковый анализатор

Работал Пример 2

20-этажное здание будет построено в центре города Лагос, Нигерия.Участок находится в 20 км от границы города и в 18 км от берега. Определите ветровую нагрузку на стены этого здания, предполагая, что влияние орографии незначительно.

Возьмите высоту площадки = 15 м над уровнем моря

Согласно Национальному приложению, территория этого участка может быть классифицирована как _____? (ПРОЧИТАТЬ)

Шаг 1

Основная скорость Vb, o

Шаг 2

Базовая скорость ветра V b

v b = v b, 0 * c dir * c сезон

v b = 42.6 * 1

v b = 42,46 м / с

Базовое давление ветра qb

q b = ½ * ρ * v b ², где ρ = 1,226

q b = ½ * 1,226 * 42,46²

q b = 1,11 кН / м²

  • Коэффициент направленности принят равным 1.0.
  • Сезонный фактор также игнорируется, потому что конструкция не временная

Шаг 3

Пиковое давление ветра qb

Здание следует рассматривать в двух частях, так как h> b (75 м> 50 м).

Нижняя часть, простирающаяся от земли до высоты b = 50 м, и верхняя часть, состоящая из остатка

Поскольку влияние орографии также незначительно, можно использовать упрощенный подход для определения максимального скоростного давления.

Участок расположен в городской местности

Информация о высоте существующих построек неизвестна, поэтому

можно использовать значение по умолчанию h dis h dis = 3m

Пиковое давление ветра qb

q p (z) = c e (z) C e (T) q b

q п. (50) = 3.68 * 0,91 * 1,11 = 3,72 кН / м²

q p (75) = 3,85 * 0,95 * 1,11 = 4,06 кН / м²

  • Коэффициент воздействия Ce (z) на высоте 50 м и 75 для здания составляет 3,68 и 3,85 соответственно.
  • Модификатор экспозиции Ce (T) на высоте 50 м и 75 для здания составляет 0,91 и 0,95 соответственно.

Шаг 4

Коэффициенты ветрового давления

  • Здание прямоугольной формы с плоской крышей.Поэтому можно использовать ветровые зоны, указанные на слайде 28.
  • При наблюдении зоны больше 1м2, поэтому применимы Cpe, 10
  • Нет информации относительно проемов в этой структуре, поэтому (при условии отсутствия доминирующего проема) Cpi принимается как более обременительный из -0,3 или +0,2.

Коэффициенты структурного фактора ветрового давления C с C d

Шаг 5

Ветровые нагрузки

w k = q p (z) * (c pe - c pi ) * c s * c d

Зона A: w k (50 м) = 3.72 * (−1,2 - 0,2) * 0,85 × 1,05 = 4,65 кН / м²

w k (75 м) = 4,06 * (-1,2 - 0,2) * 0,85 × 1,05 = 5,08 кН / м²

Зона B: w k (50 м) = 3,72 * (-0,8 - 0,2) * 0,85 × 1,05 = 3,32 кН / м²

w k (75 м) = 4,06 * (-0,8 - 0,2) * 0,85 × 1,05 = 3,6 кН / м²

Зона D: w k (50 м) = 3,72 * (0,8 - -0,3) * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 3,14 кН / м²

w k (75 м) = 4,06 * (0,8 - -03) * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 3,43 кН / м²

Зона E: w k (50 м) = 3.72 * (- 0,53 - 0,2) * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 2,08 кН / м²

w k (70 м) = 4,06 * (-0,53 - 0,2) * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 2,27 кН / м²

Общие ветровые нагрузки: w k = q p (z) * (C net ) * C s * C d

w k (50 м) = 3,72 * 1,15 * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 3,28 кН / м²

w k (70 м) = 4,06 * 1,15 * 0,85 * 1,05 * 0,86 = 3,58 кН / м²

Шаг 4: Структурный анализ

Нагрузка распределяется в соответствии с жесткостью бокового стабилизирующего элемента e.грамм. стены сдвига или стальные распорки.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экология или экономия энергии

курсов. "

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации."

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по твоей роте

имя другим на работе. "

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

"Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно с учетом того, что я думал, что уже знаком с

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

"Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. "

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что разрешили просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину. "

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

"Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие ".

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

"Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов."

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

"Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном давали хорошее представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь."

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам.

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

по «нормальная» практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. "

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

"Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата."

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

.

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов "очень полезен.

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии. "

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

"Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

Сертификат ВОМ."

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

.

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. "

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

"Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать, где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. "

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

"Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утра

метро

на работу."

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

"Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. "

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники."

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

пониженная цена

на 40%. "

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

"Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику.

кодов и Нью-Мексико

правил. "

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

"Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

сертификация. "

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

"У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил - много

оценено! "

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

"Курс был по разумной цене, а материал был кратким, а

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

"Вопросы подходили для уроков, а материал урока -

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. "

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку».

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве - проектирование

Здание курс и

очень рекомендую ."

Денис Солано, P.E.

Флорида

"Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике штата Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлены. "

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

"Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда."

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

"Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Тщательно

и исчерпывающий ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

"Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ."

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

"Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

"Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину "

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

"Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог позвонить по номеру

.

успешно завершено

курс."

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

"Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. "

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет."

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

"Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. "

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

"Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея , чтобы заплатить за

материал ."

Ричард Вимеленберг, П.Е.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, которому требуется

улучшение."

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

"Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. "

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

"Учебные модули CEDengineering - это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различных технических областей вне

по своей специализации без

надо ехать."

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Расчеты ветровых нагрузок - Руководство по конструкции

Расчеты ветровых нагрузок в соответствии с CP 3: Глава V-2: 1972

Во всем мире могут использоваться коды, которые используются для анализа стриктур на воздействие ветра. CP 3: Глава V - это старый код, используемый для расчета ветровых нагрузок на конструкцию. Если мы сослались на новые коды и сравнили их с этим кодом, это не показывает большой разницы.Однако этот код нельзя использовать для анализа структуры на предмет динамических действий. С помощью этого кода нельзя найти ускорения, вызываемые ветром, и его ограничения. Этот код можно использовать для общего назначения.

Давление ветра можно рассчитать по следующему уравнению.

P = CqA

Где C = Cpi -Cpe
q = Давление ветра
A = Площадь притока

Давление ветра рассчитывается с учетом скорости ветра на площадке.

q = kVz 2

K зависит от страны.Значение указывается в коде или может использоваться другое подходящее значение.

Нам нужно объединить коэффициенты ветрового давления при расчете нагрузок. Однако не всегда удается совместить коэффициент ветрового давления, полученный для наветренной и рычажной сторон. Например, когда вы рассчитываете давление ветра в здании, мы должны учитывать внутреннее давление.

Если мы планируем безнадежно применять нагрузку отдельно для наветренной и лицевой сторон, мы рассчитываем ветровую нагрузку отдельно, комбинируя каждый коэффициент давления с коэффициентом внутреннего давления.

Коэффициент внутреннего давления может изменяться. Как правило, у него есть фиксированные значения. Это могло быть положительно или отрицательно. Рассмотрим расчет ветровой нагрузки с наветренной стороны. Скажем, коэффициент внешнего давления равен +0,7, а коэффициент внутреннего давления -0,3 и +0,2 (для здания с незначительной вероятностью возникновения доминирующих отверстий во время сильного шторма).

Тогда коэффициент ветрового давления будет следующим.
0,7 - (-0,3) = 1,0 или
0,7 - 0,2 = 0,7

Давление ветра можно рассчитать с учетом обоих.Аналогичным образом можно рассчитать коэффициент давления на другой стороне.
Скажем, коэффициент давления на рычаге равен -0,5

-0,5 - (-0,3 = -0,2
-0,5 - 0,2 = -0,7

Теперь мы можем применить нагрузку после расчета давления.
Случай 01
Коэффициент давления наветренный 1,0
Коэффициент давления Leaved -0,2

Случай 02
Коэффициент давления Наветренный 0,7
Коэффициент давления Наружный -0,7

Таким образом, мы можем рассчитать давление ветра на каждой стороне конструкции.{3}} \) - и \ (v \) - скорость ветра (обычно максимальное значение, зафиксированное в месте расположения здания), а \ (C_D \) - коэффициент лобового сопротивления, который зависит от формы здания. и обычно дается строительными нормами.

Хотя этот расчет всегда требуется по закону в сочетании с указанным коэффициентом безопасности, он включает несколько упрощений:

  1. Коэффициент сопротивления \ (C_D \) только предполагаемый, а не рассчитанный на самом деле , он может существенно варьироваться в зависимости от формы здания, и это трудно узнать из таблиц, поскольку каждая форма здания отличается.
  2. Предполагается, что давление на здание является постоянным , на самом деле оно меняется по высоте здания и в большинстве случаев поднимается к вершине конструкции, поэтому в действительности плечо рычага ветровой нагрузки выше, чем предполагалось в предыдущем уравнении.
  3. Он не принимает во внимание форму местности и наличие других зданий вокруг расчетной конструкции, которые потенциально могут повлиять на поток и, в конечном итоге, на уровень нагрузки на основную конструкцию.
  4. Предполагается постоянное направление ветра без учета экстремальной угловатости потока, возникающей в результате шторма, и их взаимодействия с формой здания.

Хотя стоит подчеркнуть, что вышеупомянутый расчет должен быть выполнен для соответствия соответствующим строительным нормам, важно дополнить его специальным анализом вычислительной гидродинамики (CFD), который позволяет оценить ветровая нагрузка с точки зрения сил и моментов без перечисленных выше ограничений.Можно выполнить как расчет ветровой нагрузки на основе формулы, требуемой строительными нормами, так и использовать модель CFD для проверки результатов, что дает повышенную уверенность в оценке структурной целостности здания.

Ветровая нагрузка - обзор

Ветер, противодействующий сдвиговым стенам

В этой группе вся ветровая нагрузка воспринимается стенами и / или сердцевинами, перекрытиями и колоннами, несущими в основном вертикальные нагрузки. Вторичные эффекты деформации стенок сдвига на остальную часть конструкции должны быть проверены.Эти системы оцениваются как экономичные и эффективные для высот примерно до 1500 футов. В этом разделе можно сгруппировать стены с поперечным срезом с консольными перекрытиями, напоминающими форму дерева (см. Рис. 1g и рис. 11), стены с поперечным срезом с широко расположенными по периметру колоннами или стойками, шарнирно закрепленными на уровне пола и опирающимися на них (рис. 1a-m), и стенами с поперечным разрезом с опорами по периметру в виде гибких стяжек, подвешенных к жесткой платформе (рис. 1g и рис. .11).

РИС.11. Девелопмент Drapers Gardens, Лондон. Архитекторы: R. Seifert & amp; Партнеры. Инженеры-консультанты: C. J. Pell & amp; Партнеры. Подрядчики: Джордж Вимпи & amp; Co. Ltd.

Расположение стенок сдвига (рис. 2). Влияние на конструктивное поведение различных мест стенок сдвига кратко обсуждается ниже.

РИС. 2. Расположение жил.

Расположение, показанное на рис. 2а, является конструктивно эффективным, особенно для узких башен, так как вся глубина здания используется в критическом направлении.Особое внимание следует уделить подбору элементов во избежание растрескивания, которое может возникнуть из-за воздействия вторичных напряжений, вызванных деформацией ветряных башен.

Расположение, показанное на рис. 2b, наиболее желательно с архитектурной точки зрения и разумно приемлемо с инженерной точки зрения. Кроме того, эта форма плана поддается подвесной конструкции, которая будет обсуждаться позже.

При расположении, показанном на рис. 2с, в активной зоне и в основании возникают большие скручивающие напряжения из-за эксцентричного расположения сердечника.Их можно преодолеть в конструкции только с большими затратами. Основное архитектурное преимущество заключается в том, что ядро ​​размещается за пределами полезной площади, в результате чего пространство полностью беспрепятственно.

Подвесные постройки. По существу, они состоят из конструкции, консольно закрепленной на сердечнике, к которому подвешены подвески. Эти подвески используются для поддержки напольной системы.

Эта форма здания обеспечивает легкую и элегантную структуру с открытым пространством без колонн на уровне земли.Таким образом, структурная сетка ниже уровня земли может быть выполнена в соответствии с функцией цоколя независимо от решетки башни. Значительную экономию можно также получить при конструкции пола, поскольку относительно небольшие размеры подвесов позволяют использовать больше опор на данной площади пола.

Возможный метод строительства такого здания изложен ниже.

Ядро возводится в полную высоту на подготовленном фундаменте с какой-либо формой раздвижной или скользящей опалубки.Дверные проемы, выемки и т. Д. Для подсоединения к системе пола могут быть выполнены путем заливки подкладок из полистирола. Консоли из стальных конструкций или предварительно напряженного бетона выступают из верхней части сердечника, и на них подвешиваются стяжки. Стяжки могут состоять из тросов, стальных листов или предварительно напряженных железобетонных элементов. Огнестойкость стальных анкеров может быть достигнута с помощью распыленного асбеста. Все этажи, разделенные подходящим образом, залиты друг на друга на уровне фундамента, пока строится центральное ядро.

Наконец, полы поднимаются и соединяются с центральным ядром и с подвесками по периметру. Метод строительства показан на рис. 3. В качестве альтернативы, пол может быть отлит на подвижной опалубке, которая подвешивается к прочной спинке, а полы отливаются сверху вниз.

РИС. 3. Способ строительства подвесных зданий.

Некоторое экономическое преимущество может быть получено за счет использования консольных кронштейнов через каждые 20–30 этажей (обычно это служебный пол), тем самым уменьшая размер и протяженность стяжек.Отклонение полов в их окончательном положении можно преодолеть, напрягая связи относительно фундамента и снимая напряжение поэтапно по мере размещения полов. При плохих грунтовых условиях или, в качестве альтернативы, в очень высоких зданиях может быть выгодно использовать более одной башни, поскольку в противном случае преимущества, полученные в надстройке, могут быть потеряны при стабилизации здания на уровне фундамента. Если в здании более одного ядра, вместо консольных кронштейнов выгодно использовать арки, цепные линии или перекрытия с усилением, как показано на рис.4.

РИС. 4. Различные подвесные системы.

Описанные выше формы плана обычно подходят для офисов. На рис. 5 показаны две видоизмененные формы плана, которые были признаны наиболее подходящими для высоких жилых домов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *