Расчет на ветровую нагрузку: Как рассчитать ветровую нагрузку на опору освещения

Как правильно рассчитать ветровую нагрузку и закрепить кровлю, чтобы ее точно не сорвало

Из-за ошибок, допущенных при строительстве, у домов нередко срывает кровли во время непогоды. Кажется, что не так часто случаются сильные ураганы и смерчи, но даже один катаклизм в год может полностью разрушить крышу.

Это происходит потому, что исполнители работ не рассчитывают количество крепежа для мембраны по необходимым формулам и обычно делают все по принципу «на глазок». В итоге плохо закрепленная кровля может попросту оторваться и ее надо будет заново монтировать. Также от точного расчета зависит расход материалов, которые при неправильных подсчетах приходится докупать, либо иногда остается лишнее.

Рассказываем, как сделать правильный расчет ветровой нагрузки для крепления кровли и определить количество крепежа, чтобы конструкция устояла перед стихийным бедствием и долго служила.

Как ветровая нагрузка действует на кровлю

Представьте себе, что на постройку непрерывно с разной скоростью и силой дует ветер.

Потоки воздуха создают давление, которое способно навредить покрытию кровли. При этом совершенно необязательно, чтобы ветер дул перпендикулярно или по касательной к поверхности крыши – даже если он направлен вдоль плоской кровли, он создает значительную отрывающую нагрузку.

Суммируя все ветреные дни и добавив катаклизмы, которые хоть и редко, но случаются, мы получаем постепенное непрерывное разрушение материала. Именно поэтому возникает необходимость рассчитывать ветровую нагрузку и количество креплений кровельного материала.

Как рассчитывают ветровую нагрузку для крепления кровли

От ветровой нагрузки зависит, сколько нужно использовать крепежных элементов и какую выбрать ширину рулона мембраны. Чем выше нагрузка, тем больше нужно крепежа на квадратный метр. Ширину мембраны также приходится уменьшать, чтобы крепеж уместился в шов.

Чтобы самостоятельно рассчитать ветровое воздействие на кровлю, можно воспользоваться методикой в 7 пункте документа, разработанного специалистами ТЕХНОНИКОЛЬ вместе с ЦНИИПромзданий.

Существует и более простой способ расчета ветровой нагрузки

Если вы хотите быстро получить точный результат и не связываться со сложными формулами, таблицами и картами, воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором для кровли из материалов ТЕХНОНИКОЛЬ.

Калькулятор помогает рассчитать не только ветровую нагрузку для плоских крыш, но и количество необходимого крепежа на каждом участке, а также требуемую ширину рулонов гидроизоляции.

Расчеты основаны на действующих российских нормах СП 20.13330.2016 и СП 17.13330.2017.

В калькулятор встроена карта России с районированием по давлению ветра, так что вам не нужно самостоятельно искать на картах и в таблицах нужные значения. Достаточно выбрать место и кликнуть или указать точное название населенного пункта.

Вы выбираете тип местности – открытую, равномерно покрытую препятствиями или высотную городскую застройку. По этим двум параметрам калькулятор выдает первое значение – пиковую ветровую нагрузку согласно СП 20.133330.2016 п.11.

Далее переходим к основанию кровли и выбираем – тяжелый бетон, ОСП и металлическое основание профлист (0,7 мм или 0,75–2,5 мм). При выборе профлиста калькулятор предложит еще пять вариантов в зависимости от шага между гофрами. Вы также можете указать свой вариант.

На третьем этапе нужно указать толщину утеплителя, который вы будете использовать, и способ его укрепления. Также возможен вариант без утеплителя.

На этапе гидроизоляции нужно указать способ ее фиксации. В калькуляторе предусмотрено два варианта крепления: механический и балластный. Если у вас балластный, также нужно указать его тип – армированная стяжка или гранитный щебень. Далее выбирайте тип мембраны: битумная или полимерная. Кстати, у каждого материала можно посмотреть характеристики и всю необходимую информацию, нажав на кнопку с вопросом.

Пятый этап включает работу с геометрией объекта, где нужно вводить параметры участка кровли. Калькулятор рассчитывает значение только для плоских крыш прямоугольной формы, поскольку методика расчета использует пиковые значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки. Вам нужно указать высоту здания и его габариты. Высоту принимаем по самой высокой точке здания – парапетной зоне.

После вы получаете промежуточный расчет, где видите основные результаты, например, ширину рулона и шаг крепежа, и проверяете введенные значения, которые можно подкорректировать, если ошиблись.

После этого получаете готовый отчет, где рассчитано:

• деление кровли на участки (центральная, парапетная, угловая) и ветровое давление на каждый из них;
• какую ширину рулонов гидро- и теплоизоляции использовать;
• сколько потребуется крепежа на один квадратный метр и его шаг.

На любой стадии расчета можно «откатить» назад на любой этап и изменить исходные данные. А также сохранить и отправить себе на почту в виде ссылки, чтобы потом вернуться к нему, если вы что-то не доделали. Благодаря формату PDF расчет можно вносить в проект или просто удобно хранить и использовать эти данные.

Расчет ветровой нагрузки, ветровой район таблица

Основные повреждения, которые получают здания при порывистых ветрах, приходятся, в основном, на крышу. По телевизору, в интернете мы можем увидеть достаточно много наглядных примеров того, как не только отдельные элементы крыши, но и вся крыша, полностью, срывается под порывами ураганного ветра. Почему же происходят подобные случаи? Давайте рассмотрим механику подобных явлений и попробуем сделать расчет ветровой нагрузки.

Ветровые потоки

Расчет ветровой нагрузки учитывает направление господствующих ветров. При фронтальном направлении ветра происходит столкновение с фасадной частью здания и крышей. У вертикальной поверхности поток создаёт вихревые разнонаправленные векторы, —

происходит деление на нижнюю, боковую и вертикальную составляющие:

1. нижнее направление – самое безопасное для здания, так как все усилия направлены в сторону фундамента, то есть одной из самой прочной и массивной части дома.
2. боковые составляющие воздействуют на фасадные части здания, окна, двери.
3. вертикальный поток направлен прямо на свес крыши и создаёт подъёмное усилие, стремящееся приподнять кровлю, сдвинуть её с места.

Атака ветрового потока, направленная на скат крыши, образует три усилия, влияющие на расчет ветровой нагрузки, стремящиеся сдвинуть кровлю:

• касательное, скользящее вдоль кровли, огибающее конёк и, захватывая свободные молекулы воздуха, уходящее прочь, стремясь, при этом, опрокинуть крышу;
• перпендикулярное скату кровли, создавая давление, способное вдавить элементы кровли внутрь конструкции крыши;
• и, наконец, из-за разницы давлений воздушной массы (с наветренной стороны образуется зона высокого давления, а с подветренной стороны – низкого), в верхней, подветренной, стороне строения образуется подъемная тяга, как у крыла самолета, стремящаяся  поднять крышу.

Силы, действующие на крышу

Проанализировав все усилия воздушных потоков, можно сделать вывод, что при высокой наклонной кровле ветер образует силы, стремящиеся опрокинуть крышу. Но чем больше угол наклона крыши, тем меньше действуют на нее касательные силы и больше – перпендикулярные скату.

Пологие скаты способствуют созданию больших подъёмных сил, старающихся приподнять конструкцию, отправив её в свободный полёт.

Расчет ветровой нагрузки

Как видим, если не подойти серьезно к учету ветровой нагрузки на крышу, то может произойти беда. Как и кто может это сделать?

Расчёт ветровой нагрузки на крышу, в зависимости от высоты её местонахождения над уровнем земли, определяется специалистами-проектировщиками по формуле:

Wр = 0,7 * W * k * C.

• W – нормативная величина усилия, создаваемого напором воздуха; определяется по картам в приложении к СП 20.133330.2011;
• k – коэффициент, показывающий зависимость давления от высоты над срезом верхнего уровня земли;
• C – аэродинамический коэффициент, учитывающий направление «набегания» воздушного потока на скат крыши.

Таблица коэффициента k для типов местности:

Высота над уровнем земли, метр	Тип местности
	A	B	C
≤ 5	0,75	0,5	0,4
10	1,25	0,65	0,4
20	1,25	0,85	0,55
40	1,5	1,1	0,8
60	1,7	1,3	1,0
80	1,85	1,45	1,15
100	2,0	1,6	1,25
150	2,25	1,9	1,55
200	2,45	2,1	1,8
250	2,65	2,3	2,0
300	2,75	2,5	2,2
350	2,75	2,75	2,35
≥ 480	2,75	2,75	2,75

Типы местности:

• A – открытые пространства на побережьях морей, озёр, водохранилищ, пустыня, степь, лесостепь, тундра;
• B – населённые пункты, лес, местность с равномерно распределёнными искусственными строениями с высотой больше 10 метров;
• C – территория города с плотным расположением строительных сооружений высотой более 25 метров.

Таблица значений коэффициента С для двускатной кровли при векторе потока в скат крыши:

Угол наклона ά	F	G	H	I	J
15°	-0,9	-0,8	-0,3	-0,4	-1,0
	0,2	0,2	0,2
30°	-0,5	-0,5	-0,2	-0,4	-0,5
	0,7	0,7	0,4
45°	0,7	0,7	0,6	-0,2	-0,3
60°	0,7	0,7	0,7	-0,2	-0,3
75°	0,8	0,8	0,8	-0,2	-0,3

Таблица значений коэффициента С для двускатной кровли при направлении потока во фронтон крыши:

Угол наклона ά	F	H	G	I
0°	-1,8	-1,7	-0,7	-0,5
15°	-1,3	-1,3	-0,6	-0,5
30°	-1,1	-1,4	-0,8	-0,5
45°	-1,1	-1,4	-0,9	-0,5
60°	-1,1	-1,2	-0,8	-0,5
75°	-1,1	-1,2	-0,8	-0,5

Положительная величина аэродинамического коэффициента означает, что ветер давит на поверхность. Отрицательные показатели – поток создаёт разрежение у поверхности кровли, иными словами – «отсос» воздушной подушки.

Зависимость давления, создаваемого потоком воздуха от высоты здания

Как бороться с ветровыми «проказами»?

Во избежание разрушений строители нижние концы стропил надежно прикрепляют к вмонтированным в стену кронштейнам. Если неизвестно, с какой стороны будет направление господствующих ветров, то стропила закрепляют подобным образом по всему периметру здания. Общую устойчивость каркаса крыши обеспечивают ее элементы — подкосы, раскосы и связки, сечение которых рассчитано, исходя из тех природных условий, в которых ведется строительство или ремонт здания.

Уважаемые посетители!

Мы с удовольствием ответим на возникшие вопросы. Для этого Вы можете:

позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74

или отправить сообщение по адресу: [email protected]

и получить подробную консультацию.

 

Почему нужно учитывать влияние ветровой нагрузки при заказе окон

Высокие ветровые нагрузки на окна способны спровоцировать немало неприятностей, если были неправильно подобраны профильные системы и стеклопакеты. Европейская часть России больше не может считаться спокойной климатической зоной – часто повторяющиеся в последние годы ураганы наглядно продемонстрировали, что составным элементам зданий необходим дополнительный запас прочности. Вследствие этого во всех регионах РФ сегодня рекомендуется покупать и устанавливать окна с учетом повышенной ветровой нагрузки.

Чем опасны высокие ветровые нагрузки

Даже умеренные порывы ветра с сильным ливнем при низком качестве окон приводят к возникновению проблем. Для определения их масштаба было проведено тестирование окон из разных видов профиля на специальных испытательных стендах. На них моделируются ситуации, когда окна подвергаются высоким ветровым и дождевым нагрузкам во время реальной эксплуатации.

Испытания показали, что конструкции из некачественного профиля не справляются с нагрузками:

• протекают в разных местах;
• разгерметизируются по периметру активных створок.

Избыток влаги в таких случаях может спровоцировать бурное развитие грибка и плесени, а продувание – понизить уровень энергоэффективности окон. Поскольку сильные ветры дуют в основном в осенне-зимний период, утечки тепла из-за разгерметизации конструкций приводят к ощутимому снижению температуры во внутренних помещениях и значительному увеличению расходов на отопление.

Финансовые потери при неучтенных ветровых нагрузках в ряде случаев составляют до 30% от счета за отопление. За весь осенне-зимний период скапливается приличная сумма.

Как регламентируется ветровая нагрузка на окна

Этот параметр регламентируется двумя стандартами – отечественным и немецким (ГОСТ и DIN). Разработанные в Германии стандарты считаются более полными и эффективными, поэтому многие производители пользуются именно ими. Согласно DIN EN 12210 максимально допустимая деформация любого элемента оконных и дверных блоков составляет 1/300 от его длины. При холодном остеклении нормативы не такие строгие – допускается прогиб на 1/200 от длины детали.

При проведении вычислений по немецким стандартам берется во внимание сопротивляемость стальных вкладышей, а не самого ПВХ профиля. Это связано с тем, что жесткость армирования и пластика несопоставимы – разница составляет почти 100 раз. Это определяется после сравнения модуля Юнга (упругости) стали и поливинилхлорида. У металла коэффициент сопротивления при упругой деформации составляет 210 000 Н/мм², а у ПВХ – 2 700 мм². Именно поэтому любые пластиковые профили должны армироваться, поскольку без стальных вкладышей они не смогут должным образом сопротивляться деформациям.

Согласно немецким стандартам ветровая нагрузка увеличивается с этажностью. Каждый производитель окон получает от поставщиков профильных систем диаграммы, в которых отображены в зависимости от этажности и ветровых нагрузок максимально допустимые размеры (ширина/высота) оконных конструкций. Нормативная ветровая нагрузка, которую способны выдерживать окна, по стандартам DIN делится на 4 группы.

Класс окна	Максимальная ветровая нагрузка (Па)	Высота здания (м)
A	150	До 8
B	150-300	От 8 до 20
C	300-600	От 20 до 100
D	>600	>100

Эти стандарты подходят для расчетов во всех ветровых районах в РФ. При составлении документации также учитывалась толщина стекол и коэффициент запаса для ураганных порывов ветра. Более 10 лет практического опыта свидетельствуют, что эти нормативы актуальны для России. При этом отечественные нормативы строже – ими установлен диапазон давлений 200-1000 Па – классификация изделий приведена в ГОСТ 23166-99.

Класс оконных и дверных блоков	Способность выдерживать нагрузку (Па)
А	>1000
Б	до 1000
В	до 800
Г	до 600
Д	от 200 до 400

Если в немецких нормативах все предельно просто – достаточно сопоставить этажность и нагрузку, то по российским стандартам необходимо сначала самостоятельно рассчитать силу воздействия ветра. Для этого разработана специальная методика.

Как рассчитать ветровую нагрузку на окна

Применять данные из таблиц на практике все же лучше после того, как вычислена реальная нагрузка в конкретной местности. Чтобы самостоятельно определить оптимальный уровень устойчивости окон, необходимо воспользоваться формулой:

Wm=Wo*k*C, где:

• Wm – среднее составляющее искомой ветровой нагрузки;
• Wo – нормативное значение давления ветра;
• K – коэффициент учета изменения давления в зависимости от высоты;
• C – аэродинамический коэффициент.

Все необходимые для вычислений величины собраны в СНиП 2.01.07-85. Для правильного выбора исходных данных в таблицах следует узнать номер своего региона и высоту расположения окон.

Для наглядности приведем пример расчета ветровой нагрузки на окна для частного коттеджа в Москве. Поскольку этот город относится к первому ветровому району, а местность к типу «B», то для формулы необходимо использовать следующие данные:

• Wo – 23 кг/м²;
• K – 0,65;
• C – 0,6 (на заветренной стороне) и 0,8 (на наветренной стороне).

Согласно этим данным получается два варианта средней составляющей ветровой нагрузки:

• для наветренной стороны: Wm1=119,6 Па;
• для заветренной стороны: Wm2=89,7 Па.

Поскольку вычисления ведутся для объекта высотой менее 40 метров, который расположен в местности типа «В», в формуле можно не учитывать пульсационную составляющую ветра. Чтобы получить окончательную расчетную величину, необходимо нормативную ветровую нагрузку умножить на коэффициент надежности f=1,4. То есть в конечном итоге при выборе окон нужно ориентироваться на Wm=168 Па.

Во время определения ветроустойчивости окон также следует учитывать качество монтажа. Для проведения надежной установки должна быть определена сопротивляемость верхнего ряда анкеров вырыванию. 

Дополнительная защита от ветровых нагрузок

Если окна были заказаны и установлены без учета климатических особенностей региона, ситуацию можно исправить путем монтажа дополнительных элементов. Их использование поможет в нужный момент защититься от сильного ветра. Повысить уровень безопасности окон можно при помощи:

• роллет;
• штормовых окон;
• ставен.

Чтобы защититься от сильного ветра, рекомендуется также использовать климатические датчики. Эти устройства функционируют в комплексе с электроприводами, которые после поступления команды в автоматическом режиме закрывают окна.

Расчет ветровой нагрузки рекламных конструкций

Одним из основных воздействий на рекламные уличные конструкции является ветровая нагрузка. Порядок её расчета прописан в СНиП 2.01.07-85 ” Нагрузки и воздействия” . В этой статье мы постараемся систематизировать методику определения ветровой нагрузки применительно к рекламным вывескам.

 

Для расчета ветровой нагрузки нам понадобятся:

1. Исходные данные:

• месторасположение рекламной установки на территории РФ.
• тип местности, на которой установлена реклама
• габаритные размеры вывески
• высота расположения вывески над поверхностью земли.
• монтажная схема вывески ( отдельностоящая, на фасаде здания и т.д.)

2. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздествия» ( буду ссылаться как на [1] )

3. Калькулятор

 

НУЖЕН РАСЧЕТ ВЫВЕСКИ НА ВЕТЕР? ЗВОНИ: 8-962-934-44-16

---

 

1. Согласно п. 6.2 [1] – ветровую нагрузку следует определять как сумму среденей и пульсационной составляющих:

W = Wm + Wp,

где :

Wm- нормативное значение среденей составляющей,

Wp- нормативное значение пульсационной составляющей,

 

2. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

Wm = w0 · k ·c,

где

w0- нормативное значение ветрового давления ( см. п. 6.4 [1] ),

k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте ( см. п. 6.5 [1] )

c – аэродинамический коэффициент ( см. п. 6.6 [1] ). В конце статьи в Таблице 1 приведены аэродинамические коээфициенты наиболее часто встречающихся расчетных схем.


Нормативное значение ветрового давления w0 следует принимать в зависимости от ветрового района РФ по данным табл.5 [1]. К примеру, Москва – Ι ветровой район, w0= 0,23 кПа



Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл.6 [1] в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

А- открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В- городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м.

С- городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Как правило, к рекламщикам относятся типы местности В и С. Нужно определить к какому типу местности относится наша вывеска. Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h ( h – высота сооружения )

 

3. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z следует определять:

а) для сооружений ( и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f1, Гц, больше предельного значения собственной частоты fl=2,9, по формуле :

Wp= Wm·ζ ·ν,

где

Wm- определяется в соответствии с пунктом 2 данной статьи.

ζ- коэффициент пульсаций давления ветра на уровне z, принимаемый по табл.7 [1]

ν- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра ( см. п 6.9[1] )



б) для сооружений ( и их конструктивных элементов), которые можно рассматривать как систему с одной степенью свободы ( например, водонапорная башня) , при f1< 2,9

Wp=Wm·ξ·ζ ·ν,

где ξ- коэфиициент динамичности , определяемый по черт.2 [1] в зависимости от параметра



и логарифмического декремента колебаний б=0,15 ( см. 6.8 [1] )



γf- коэффициент надежности по нагрузке = 1,4

w0- нормативное значение ветрового давления, Па , см табл.5 [1]. ( к примеру, для Москвы =23000 Па)

4. После того, как определены нормативные составляющие ( средняя и пульсационная), определяем расчетную величину ветровой нагрузки.

Wрасч = (Wm + Wр ) ·γf ,

где

γf – коэффициент надежности по нагрузке = 1,4

 

Таблица 1

Таблица аэродинамических коэффициентов , с
№	Схема	с	Примечание
1		с=1,4	Отдельностоящие рекламные конструкции ( реламные щиты, пилоны, стеллы и т.д.), панель-кронштейны, крышные установки. Вывески прямоугольной формы, где присутствует ветровое давление как с наветренной стороны, так и с заветренной
2		с=-0,6	Вывески , расположенные на фасадах боллее 1,5 м от краев и углов здания. Ветер отрывает вывеску от фасада.
3		с=-2	Вывески, расположенные на фасадах в области 1,5 м от краев и углов здания, и во внурненних углах здания. Зона повышенного отрицательного давления ветра!!!
4		с(ф)=1,4·φ	Плоская ферма φ= ∑f1/ F -коэффициент заполнения, где ∑f1- сумма проекции элементов фермы на плоскость фермы F= h·L- площадь всей фермы
5		с(пр)=с(ф)(1+m) при f ≥0,6 и b/h=6…m=0,4; f ≥0,6 и b/h=4…m=0,3; f ≥0,6 и b/h=2…m=0,2; f ≥0,6 и b/h=1…m=0,05; f =0 и при любом b/h…m=1;	Пространственная ферма с(пр)- аэродинам. коэфф-т пространственной фермы с(ф)- аэродинам. коэфф-т плоской фермы Для промежуточных значений геометрических параметров аэродинамический коэфф-т определяется интерполяцией.

Расчет монолитного каркаса на действие ветровой нагрузки

14.03.2017

Автор: Амирханов Мурат

При расчете монолитного каркаса здания существует обязательная необходимость приложения ветровой нагрузки. Процедура весьма кропотливая, поскольку помимо вычисления самих значений ветровой нагрузки требуется пересчитывать ее согласно грузовой площади. Ветер ложится на здание по трапеции и действует, чаще всего, на диск перекрытия. В таком случае инженер должен преобразовать ветровую нагрузку, используя площадь трапеции (см. рис.1), причем таких трапеций в расчете монолитного каркаса здания может быть очень много (зависит от разницы высот этажей, сложности конфигурации конструктивного решения и др.).

Разработчики программного комплекса ЛИРА 10.6 создали новый тип нагрузки «нагрузка на расчетную схему». Благодаря новому функционалу в ЛИРА 10.6 появилась возможность автоматически работать с грузовыми площадями приложения нагрузки на поверхность, достаточно только задать контур со значениями.

Программное решение расчета ветровой нагрузки

Модуля расчета значения ветрового давления в ЛИРА 10.6 пока нет (но разработчики планируют данную функцию в ПК ЛИРА 10.6), поэтому на данный момент я использовал программу ВЕСТ. Программа ЛИРА 10.6 по заданным параметрам шаблона конструкции здания и ветрового района может согласно всем требованиям нормативных документов вычислить значения давления для расчета монолитного каркаса здания рис.2.

Перенеся все значения в ЛИРА 10.6 необходимо выбрать тип элементов, воспринимающих ветровую нагрузку. Свой выбор можно, например, остановить на узлах. Узлы подойдут и при работе с архитектурной моделью: ветровая нагрузка на узел будет перераспределена корректно, не взирая на выбранный шаг триангуляции пластины. После расчета правильность перераспределения ветровой нагрузки может быть оценена с помощью цветового отображения зон перераспределения ветровой нагрузки, которая находится в атрибутах представления (функция доступна только в результатах расчета).

Особенности расчета ветровой нагрузки монолитного каркаса здания

Нагрузки на грань плиты при расчете монолитного каркаса здания, ЛИРА 10.6 не предусматривает, поэтому для тех, кто привык работать с линейными нагрузками, в модели необходимо предусмотреть установку стержня на грани плиты. Стержень устанавливается с жёсткостью близкой к нулю (в модуле упругости материала стержня можно установить значение 100т/м², по сравнению с реальным модулем упругости в 3*10⁶ т/м²). Принципиальной разницы в моделях нет, результаты расчета будут соизмеримы.

В статье рассматриваем приложение нагрузок на уровень плиты, хотя встречается приложение нагрузок и на колонны. Если при расчете монолитного каркаса здания вы используете стержневые элементы, моделирующие колонны, то можно использовать трапециевидную нагрузку на группу стержневых элементов. При моделировании колонн пластинами, необходимо пользовать новой нагрузкой на поверхность. Напомню, СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий» в п. 5.7 регламентирует тип конечного элемента для колонн: «Прямоугольные колонны (пилоны) с вытянутым поперечным сечением имеют соотношения b/а<4 или h_эт/b>4.Более вытянутые в плане колонны следует относить к стенам»

Богатство цветовой палитры ЛИРА 10.6 делает использование поверхностной палитры очень удобным: цвета не смешиваются и пользователь без труда сможет определить границы зоны сбора ветровой нагрузки. Также очень нужным инструментом является возможность исключения элементов из восприятия ветровых нагрузок, поскольку в плоскости могут быть, например, связи, элементы перегородок и тд.

Новый тип нагрузок значительно упрощает работы при расчете монолитного каркаса здания, ветер прикладывается удобнее, и, думаю, «не за горами» автоматическое приложение ветровой нагрузки по выбору города строительства и может, аэродинамическая труба.

В 1991 Расчет ветровой нагрузки

Использование генератора нагрузки SkyCiv на английском языке 1991-1-4 Расчет ветровой нагрузки

Расчет давления ветровой нагрузки на конструкцию с помощью генератора нагрузки SkyCiv, процесс состоит в том, чтобы сначала определить ссылку на код. Оттуда, рабочий процесс должен определить параметры на вкладке проекта, Вкладка сайта, и вкладка “Строительство”, соответственно. тем не мение, бесплатные пользователи могут использовать расчет только для двускатной крыши максимум на 3 решает за день. С Профессиональный аккаунт или купив автономный модуль генератора нагрузки, вы можете использоватьвсе особенности этот расчет столько, сколько вы хотите Вы можете приобрести отдельный модуль через это ссылка на сайт.

Зарегистрируйте профессиональный аккаунт сегодня

Поддерживаемые страны для EN 1991-1-4 Расчеты в этом модуле следующие:

• Бельгия
• Чехия
• Финляндия
• Франция
• Германия
• Греция
• Ирландия
• Италия
• Люксембург
• Нидерланды
• Польша
• Сан-Марино
• Словакия
• Словения
• объединенное Королевство

Данные сайта

Пользователи могут получить скорость ветра по местоположению в любое время из базы данных бесплатных карт скорости ветра SkyCiv.. Использование EN 1991-1-4, вам просто нужно указать адрес структуры, расположенной в любой из поддерживаемых стран. Необходимые параметры будут отображаться в соответствии с Национальным приложением, регулирующим расположение конструкции.. Чтобы объяснить это дальше, мы будем использовать улица Оксфорд, Манчестер, Великобритания как произвольный адрес.

фигура 1. Вкладка сайта.

Для некоторых мест, Сезон / Месяц появится раскрывающийся список для расчета сезонного фактора, с_сезон. В противном случае, с_сезон предполагается равным 1.0. более того, Направление ветра и Категория местности варианты зависят от действующего национального приложения. Направление ветра параметр используется для расчета коэффициента направленности, с_тебе, и должен основываться на направлении ветра относительно истинного севера.. следовательно, значение противоположно направлению источника ветра, которое используется для получения с_тебе. С другой стороны, Категория местности используется при расчете коэффициента шероховатости, с_р(с участием). более того, специфический для BS EN 1991-1-4 и IS EN 1991-1-4, Расстояние с подветренной стороны до береговой линии или внутри города и Высота смещения, час_{расстояние}, должен быть определен. Модуль генератора нагрузки автоматически рассчитает Расстояние с наветренной стороны до береговой линии в зависимости от выбранного направления ветра. тем не мение, его следует изменить на Расстояние внутри города если Категория местности выбран Город.

фигура 2. График высот и другие параметры.

Попробуйте наш бесплатный генератор нагрузки

Данные структуры

Структурные данные и параметры ветра и снега разделены на разные аккордеоны.. Для расчета расчетных давлений ветра, флажок ветровой нагрузки должен быть установлен. Для AS / NZS 1170, Здание – единственный вариант для раскрывающегося списка “Структура”.

• Здание – поддерживает следующий профиль крыши:
  • Duopitch, Бедра, Монокон
  • Открыть Duopitch, Открытый моносклон

фигура 3. Размер здания.

Обратите внимание, что для бесплатные пользователи, только двускатная крыша доступна для строительства. После того, как вы завершили ввод всех структурных данных, Вы можете визуализировать структуру, щелкнув 3D-рендеринг справа.

фигура 4. 3D визуализация структуры.

Следующим шагом является определение параметров ветра в зависимости от структуры, выбранной на основе EN. 1991-1-4. Вы можете выбрать расчеты для Здания или Навес на крыше. более того, Площадь компонента стены и Площадь элемента крыши могут быть изменены, особенно если разрабатываются Компоненты / Облицовки.

Полученные результаты

Как только все параметры определены, нажатие кнопки Generate Loads даст результат, как показано ниже.:

фигура 5. Результаты давления. фигура 6. Цифра результатов.

Детальный расчет

Подробные расчеты ветровой нагрузки доступны только для Пользователи профессиональных аккаунтов и те, кто купил автономный модуль генератора нагрузки. Все параметры и допущения, использованные в расчетах, отображаются в отчете, чтобы сделать его прозрачным для пользователя.. Вы можете скачать образец подробного расчета через это ссылка на сайт.

Зарегистрируйте профессиональный аккаунт сегодня

фигура 7. Детальный отчет.

Попробуйте наш бесплатный калькулятор ветровой нагрузки

Для дополнительных ресурсов, вы можете использовать эти ссылки для справки:

Расчёт ветровой нагрузки на здания ЖК “Пётр и Екатерина”

Данные расчеты проведены на основе численного решения трехмерных уравнений газовой динамики с учетом турбулентности внешнего ветрового потока. В расчеты закладывался логарифмический профиль скорости ветра в приземном слое атмосферы, определяемый в соответствии с ветровой нагрузкой, рассчитанной по нормативной документации для 2-го ветрового района (город Санкт-Петербург) и типа местности «А». Выбор типа местности как «А» несмотря на то, что здание расположено в черте города, связан с наличием вблизи строящихся зданий обширного водного пространства и многокилометрового лесопаркового массива.

В результате математического моделирования были получены поля давления и скорости, формирующиеся при обтекании высотного жилого здания. Полученные при расчете ветровой нагрузки на здание данные в дальнейшем использовались для расчета на прочность в специализированном программном комплексе.

Ветровая нагрузка на мачты.
Отличительной особенностью подобных высотных строений является размещение на их кровле свободно и на мачтах различного радио- и телекоммуникационного оборудования, а также шпили и молниеприёмные устройства. При этом, иногда недостаточно определить только расчётное давление на мачты. Как в этом случае рассчитать ветровую нагрузку?

Для подобных объектов, высота которых более чем в 10 раз превышает их толщину, современные строительные нормы требуют также учитывать резонанс и такие аэродинамические неустойчивые колебания, как галопирование, флаттер, дивергенцию и т.д. В некоторых случаях производители прямо указывают на какую ветровую нагрузку рассчитаны их мачты. В данном случае она должна сравниваться с расчётной нагрузкой на высоте установки. Для данного расчёта аналитическое приближение не выявило условий возникновения аэродинамических неустойчивых колебаний, поэтому для данной мачту такой расчёт не требовался и остался за гранью исследования. Была определена лишь расчётная ветровая нагрузка на мачту.

Как рассчитать ветровую нагрузку на основе скорости ветра

Обновлено 30 марта 2020 г.

Ли Джонсон

Проверено: Lana Bandoim, B.S.

Все наружные конструкции должны выдерживать силу ветра, поэтому возможность расчета ветровой нагрузки имеет решающее значение при проектировании зданий. Однако расчеты усложняются, если учесть большее количество факторов. Это означает, что для наиболее точного расчета ветровой нагрузки часто лучше использовать онлайн-калькулятор (см. Ресурсы), который учитывает все соответствующие факторы при наличии достаточных исходных данных.

Если вы просто ищете базовое представление о том, как рассчитать ветровую нагрузку на основе скорости ветра, вы можете выполнить быстрый расчет для приблизительной оценки.

Что такое ветровая нагрузка?

Ветровая нагрузка – это мера силы, действующей на поверхность ветром, которая может быть выражена как сила, действующая на всю поверхность, или давление (которое просто представляет собой силу на единицу площади). Следовательно, единицей измерения ветровой нагрузки в системе СИ являются Ньютоны или Паскали. На самом деле существует три типа сил, которые ветер оказывает на среднюю конструкцию: подъемная нагрузка, поперечная нагрузка и поперечная нагрузка.

Подъемная нагрузка – это подъемный эффект, оказываемый на крышу за счет прохода воздуха вокруг нее (аналогично подъемной силе на крыльях самолета). Сдвигающая нагрузка – это горизонтальное давление, которое может наклонить здание. Наконец, боковая нагрузка больше похожа на широкое «толкание», которое может сдвинуть конструкцию с фундамента.

В этой статье основное внимание будет уделено поперечной нагрузке, поскольку расчеты для других более сложны и необходимо учитывать множество различных переменных.

Калькулятор скорости ветра для расчета силы

Простейшая формула для определения ветровой нагрузки использует скорость ветра для определения величины силы, которую он оказывает. Необходимая вам формула:

Здесь ρ – это плотность воздуха (которая зависит от высоты и температуры, но может быть принята как 1,2 кг / м ³ в зависимости от уровня моря и температуры 15 градусов Цельсия), v – это скорость ветра, а A – это область, где дует ветер. Таким образом, это уравнение представляет собой преобразователь скорости ветра в силу, но вы можете разделить его на площадь, чтобы получить ветровую нагрузку как давление, основанное на скорости ветра.

Задача использования этого уравнения – найти значения плотности воздуха в вашем районе и точное измерение скорости ветра, которую вам нужно будет рассчитать (поскольку максимальная скорость ветра определяет, сколько ветровой нагрузки требуется конструкции. чтобы выдержать). Область A достаточно легко найти для правильных форм. Например, для плоской прямоугольной поверхности вы просто умножаете ширину на высоту, чтобы найти площадь.

Добавление коэффициентов сопротивления

Если вам нужно рассчитать силу (или давление), создаваемую ветром на неровной поверхности, учет эффекта сопротивления более важен.В то время как для плоской пластины вы можете использовать коэффициент лобового сопротивления, равный 1 (поэтому он не имеет значения для приведенной выше формулы), для цилиндра (например) коэффициент 0,67 учитывает уменьшенное воздействие ветра на поверхность.

Вы просто добавляете этот коэффициент в правую часть приведенного выше уравнения. Вы можете найти стандартные значения коэффициентов для наиболее распространенных форм и структур в таблицах.

Другие факторы

К сожалению, существует многих других факторов, которые влияют на ветровую нагрузку на данную поверхность, включая изменение скорости ветра с высотой, точное качество поверхности (например.грамм. гладкое стекло по сравнению с текстурированной поверхностью) и влияние окружающих конструкций на скорость ветра, которая может возникнуть.

Таким образом, выполнение точных расчетов для вашей конструкции будет более сложным процессом, чем кажется в этой статье, и вам понадобится гораздо больше, чем просто скорость ветра и плотность воздуха, чтобы найти надежный ответ.

Калькулятор ветровой нагрузки | Какую силу производит ветер?

Калькулятор ветровой нагрузки позволяет вычислять силу ветра на любой конструкции .Будь то крыша, вывеска или стальная конструкция, с помощью этого калькулятора силы ветра вы можете определить создаваемое на нее давление ветра в зависимости от скорости ветра, помогая вам убедиться, что она достаточно прочная, чтобы выдержать даже самый сильный шторм.

Ветер: друг и враг

Всякий раз, когда люди возводят сооружение, против природы разгорается вечная битва за то, чтобы оно сохранилось. Эрозия постепенно разрушает наши конструкции, крыши рушатся под тяжестью снега, а наводнения и пожары могут свести на нет дело вашей жизни за секунды.

Но один из самых разрушительных элементов – это тот, на который мы упорно полагаемся для нашего выживания: воздух. Только в 2019 году ураганы нанесли ущерб на сумму более 40 миллиардов долларов и повлекли за собой многочисленные отключения электроэнергии. Чрезмерная ветровая нагрузка на крыши разрушает здания и угрожает жизни. Но не волнуйтесь, этот калькулятор силы ветра поможет вам оценить ветровую нагрузку, оказываемую на любую конструкцию, в зависимости от скорости ветра и площади поверхности конструкции. Таким образом, вы можете убедиться, что нестабильная крыша, окно или вывеска угрожают вашим близким и вашей собственности.

И, может быть, будучи в безопасности, зная, что ветер не причинит вам вреда, вы сможете использовать его и получать экологически чистую и дешевую энергию с помощью своей ветряной турбины. Или используйте его для забавных упражнений, таких как виндсерфинг или даже более сложный кайтсерфинг.

Какая ветровая нагрузка действует на конструкцию?

Сила ударов частиц воздуха о поверхность известна как ветровая нагрузка на определенную конструкцию. Чтобы рассчитать точную силу, нам нужно больше информации о ветре и конструкции:

• Молекулы воздуха, сталкивающиеся с объектом, создают динамическое давление, зависящее от скорости ветра и плотности воздуха .Плотность воздуха зависит от влажности, температуры и давления. В этом калькуляторе мы принимаем значение по умолчанию 1,225 кг / м3 / 0,0765 фунт / кв. Дюйм, что эквивалентно температуре 15 ° C / 59 ° F на уровне моря. Эти условия известны как стандартные температура и давление (STP). Если вы живете в месте со значительно отличающимися условиями, мы рекомендуем использовать калькулятор плотности воздуха, чтобы определить вашу плотность воздуха и соответствующим образом скорректировать значение в этом калькуляторе.

• Ветровая нагрузка также зависит от эффективной площади вашей конструкции .Эффективная поверхность – это поверхность, перпендикулярная направлению ветра. В предположении, что ветер всегда параллелен горизонту, мы можем вычислить эффективную поверхность из общей поверхности и угла . Например, поверхность под углом 90 ° к земле испытывает гораздо большую ветровую нагрузку, чем крыша с уклоном 45 °, даже если скорость ветра и площадь поверхности одинаковы.

Учитывая все эти факторы, калькулятор давления ветра определяет динамическое давление и ветровую нагрузку:

Динамическое давление = 0.5 * Плотность воздуха * Скорость ветра²

Ветровая нагрузка = Динамическое давление * Эффективная поверхность = Динамическое давление * Общая площадь * sin (угол)

Как пользоваться калькулятором ветровой нагрузки?

Здесь мы покажем вам, как использовать калькулятор ветровой нагрузки.

1. Установите характеристики ветра, а именно скорость ветра и плотность воздуха. Плотность воздуха по умолчанию должна быть адекватной, если вы не живете в очень жарком, холодном или возвышенном месте. В этом случае вы можете определить плотность воздуха с помощью инструмента, связанного с полем плотности воздуха в калькуляторе, и соответствующим образом изменить значение.

2. Введите важные значения вашей конструкции: общую площадь поверхности и угол. Если у вас есть проблемы с определением площади вашей конструкции, вам может помочь калькулятор площади. Угол между горизонтом и вашей структурой, так что это уклон для крыши.

3. Калькулятор силы ветра покажет вам ожидаемое давление ветра. Таким образом, вы можете оценить ветровую нагрузку на вашу крышу и безопасно спланировать постройку без риска обрушения из-за шторма.

Расчет ветровых нагрузок на здания для конфигураций дверей

Существует множество заблуждений, связанных с определением ветровых нагрузок, накладываемых на здания, вопреки требованиям Intl. Строительный кодекс (IBC) . Это создало ложное впечатление, что если здание не находится в обозначенной зоне урагана, двери с защитой от урагана или ветра не нужны.

В 2003 IBC указано, что информация о ветровой нагрузке должна отображаться независимо от того, находится ли конструкция в зоне урагана или нет.Любой рисунок здания, расположенного в Соединенных Штатах, должен включать следующую информацию:

• Базовая скорость ветра – определенная на карте обозначенных зон скорости ветра для любой географической области (см. Рисунок).
• Фактор важности и категория строительства.
• Категория воздействия.
• Коэффициент внутреннего давления.
• Расчетные давления для компонентов и облицовки.

Фактор важности / Категория здания
ASCE 7-02 и IBC 2003 разработали таблицу с подробным описанием категорий зданий для наводнений, ветра, снега, землетрясений и ледовых нагрузок, чтобы определить их коэффициент важности.В сельскохозяйственном здании коэффициент ветра может составлять 0,77, а в детском саду – 1,15.

Категории воздействия
Категории воздействия зависят от множества факторов. Топография – главное соображение. Сила ветра на уровне земли на ровной поверхности низкая. Однако, когда воздушная масса движется вверх по склону (холм), давление на уровне земли становится значительно выше. Следовательно, в этом сценарии может существовать множительный эффект на силу ветра.

Другая категория подверженности основана на комбинации факторов местности и высоты здания, как представлено в IBC Таблица 1609.2.1. Выбор категории воздействия основан на таких факторах, как: B = участки с близко расположенными препятствиями, C = открытая местность с разбросанными препятствиями и D = плоские участки без препятствий, подверженные воздействию ветра, движущегося над открытой водой. Здание класса B высотой 60 футов будет иметь множитель 1,22, а здание класса D высотой 60 футов будет иметь коэффициент 1,87.

Коэффициент внутреннего давления
Определение коэффициентов внутреннего давления включает анализ того, открыто ли здание (1.0), частично открытый (1,55) или закрытый (1,18). Открытый укрытие от дождя не нагнетает внутреннее давление из-за отсутствия стен. Частично открытое здание на самом деле имеет тенденцию многократно усиливать воздействие давления ветра.

Расчетное давление для компонентов и облицовки
Расчетное давление – это кульминация всех предыдущих компонентов, проанализированных с учетом расположения и размера двери. Давление в углу здания будет выше, чем в середине внешней стены. Ветровые нагрузки также выше с подветренной стороны (отрицательное давление) здания, чем с наветренной стороны.Это особенно сложная область, которая часто рассчитывается в рамках инженерного анализа или с помощью специального программного обеспечения.

Леон Юлковски является владельцем компании Pontiac, штат Мичиган, Total Door (www.totaldoor.com), а Марк Лейдлейн – национальным менеджером по продажам.

Ветровое давление

Давление ветра на внешней стороне здания рассчитывается на каждом временном шаге моделирования на основе данных, считанных из файла погоды. Данные о скорости и направлении ветра объединяются с информацией об ориентации отверстий и воздействии ветра для создания давления ветра на каждое внешнее отверстие.Расчет включает коэффициенты давления ветра, полученные из экспериментов в аэродинамической трубе, в сочетании с поправкой на ветровую турбулентность.

Коэффициенты ветрового давления

Давление, оказываемое ветром на здание, является сложной функцией скорости ветра, направления ветра и геометрии здания. Окружающая местность и близлежащие препятствия также могут быть важными факторами. Для практических целей давление ветра часто оценивается с помощью коэффициентов давления ветра.Эти коэффициенты связывают давление ветра на поверхность здания со скоростью ветра, используя соотношение вида

(1)

где

давление ветра (Па) коэффициент ветрового давления плотность воздуха (кг / м ³ ) справочная скорость ветра (м / с)

Коэффициенты давления ветра могут быть получены различными способами, включая измерения на месте, исследования CFD и эксперименты в аэродинамической трубе.Те, которые используются в MacroFlo, получены в результате экспериментов в аэродинамической трубе с простыми моделями зданий. Эти эксперименты предоставляют коэффициенты давления ветра для различных типов поверхности (называемых типами воздействия) для диапазона относительных направлений ветра (углов атаки). Типы воздействия характеризуют как геометрические аспекты поверхности (например, уклон крыши), так и степень защищенности близлежащими препятствиями.

В соответствии с соглашением, принятым в данных, используемых MacroFlo, эталонная скорость ветра (v), фигурирующая в формуле давления, обычно представляет собой скорость ветра набегающего потока на высоте здания.(Исключение из этого правила см. Ниже.) Переменная v оценивается по метеорологической скорости ветра u с использованием эмпирического выражения для изменения скорости ветра в зависимости от высоты и типа местности:

(2)

где

метеорологическая скорость ветра, измеренная на высоте 10 м на открытой местности (м / с) высота над землей (м)

и a и K – коэффициенты, принимающие следующие значения для разных типов местности (как установлено в APlocate):

Тип местности	Описание	Показатель а	Толщина слоя δ (м)	К
Страна	Открытая местность с разбросанными препятствиями высотой обычно менее 10 м, включая плоскую открытую местность, типичную для окрестностей метеорологической станции	0.14	270	0,7244
Пригород	Городские и пригородные зоны, лесные массивы или другая местность с многочисленными близко расположенными препятствиями, имеющими размер односемейного жилья или более, на расстоянии не менее 2000 м или 10-кратной высоты строения с наветренной стороны, в зависимости от того, что больше	0,22	370	0.4319
Город	Центры крупных городов, в которых не менее 50% зданий выше 21 м, на расстоянии не менее 2000 м или в 10 раз превышающем высоту строения с наветренной стороны, в зависимости от того, что больше	0,33	460	0,2097

Данные в этой таблице взяты из Справочника основ ASHRAE (2001) [6]. ASHRAE предоставляет следующую формулу для скорости ветра на высоте h, основанную на предположении, что профиль скорости по степенному закону (с показателем a) применяется до высоты δ, где δ – толщина атмосферного пограничного слоя:

(3)

где

= 270 м – толщина слоя для метеорологического участка (предполагается, что он относится к типу «Страна»). = 0.14 – экспонента для метеорологического участка (предполагается, что он относится к типу «Страна»). = – высота измерения для метеорологической площадки (принимается равной 10 м)

В соответствии с уравнениями 2 и 3 значения K, указанные в приведенной выше таблице, рассчитываются исходя из

(4)

Альтернативная эталонная скорость ветра используется в случаях, строго не охваченных экспериментальными данными, а именно в зданиях с числом зданий более 12.5 м высотой, если указанный тип воздействия относится к малоэтажным зданиям. В таких случаях эталонная скорость ветра зависит от высоты проема. Для отверстий менее 12,5 м над землей, v принимается как скорость набегающего потока ветра на высоте 12,5 м или на высоте здания (в зависимости от того, что меньше). Для отверстий высотой более 12,5 м за v принимается скорость набегающего потока ветра на высоте отверстия. Чтобы избежать этого компромисса, рекомендуется использовать «многоэтажные» типы воздействия, если высота здания превышает 12,5 м.

Типы воздействия

MacroFlo использует коэффициенты ветрового давления, взятые из публикации Центра инфильтрации и вентиляции воздуха «Методы расчета инфильтрации воздуха – Руководство по применению» [2]. Эти коэффициенты, полученные в результате экспериментов в аэродинамической трубе, делятся на две категории:

Применяются к «малоэтажным» зданиям до 3 этажей (или около 12,5 м).

Применяются к «высотным» зданиям более 3 этажей.Они идентифицируются по типам экспозиции с названиями, начинающимися со слова «многоэтажный».

Коэффициенты ветрового давления предусмотрены для ряда типов воздействия в каждой категории – «открытая стена», «крыша с навесом <10 градусов» и т. Д. - и для 16 азимутальных углов атаки (уменьшенных до 9 из-за симметрии). Используемые значения показаны в таблице 1.

Тип экспозиции должен быть установлен для всех типов открытия. При выборе типов экспозиции в диспетчере типов открытия MacroFlo следует учитывать следующие соображения.

Термины «незащищенный», «полуоткрытый» и «защищенный» в названии типа воздействия относятся к степени защищенности здания окружающими зданиями и другими препятствиями. «Открытое» обозначает здание, стоящее на открытой местности без каких-либо препятствий поблизости, «полуоткрытое» обозначает здание с ближайшими препятствиями ниже по высоте, чем само здание, а «защищенное» подходит, когда окружающие препятствия имеют такую ​​же высоту, что и само здание. строительство.

В случае малоэтажных зданий термины «длинный» и «короткий» относятся к форме здания, рассматриваемой в плане.Эксперименты, на которых основаны коэффициенты давления ветра, имели дело с квадратным зданием и прямоугольным зданием с соотношением сторон в плане 2: 1. «Короткая стена» и «длинная стена» относятся соответственно к стенам на короткой и длинной сторонах прямоугольного здания, а «стена» относится к стенам квадратного здания. «Длинная крыша» и «крыша» относятся соответственно к скатным крышам прямоугольных и квадратных зданий.

В случае высотных зданий коэффициенты охватывают вертикальные стены и плоские крыши на разных высотах.Высота выражается соотношением h / H, где h – высота проема, а H – высота здания. Таким образом, тип экспозиции

многоэтажная полувышка h / H = 0,6

подходит для проема в стене примерно на 60% высоты здания, окруженного другими зданиями меньшей высоты.

При выборе подходящих типов экспозиции для типов проема MacroFlo следует принять решение о том, какой из доступных типов экспозиции наиболее точно описывает экспозицию поверхностей, которым должны быть назначены типы проема.

Для покрытия плоских крыш, которые не были обработаны в экспериментальном исследовании, были добавлены дополнительные типы воздействия: «открытая плоская крыша», «полуоткрытая плоская крыша», «закрытая плоская крыша» и так далее. Коэффициенты ветрового давления для этих типов воздействия были оценены путем экстраполяции имеющихся экспериментальных данных.

Также предоставляется тип воздействия, подходящий для внутренних отверстий, «внутренний». При применении к внешним отверстиям этот тип воздействия устанавливает все коэффициенты давления ветра на ноль, что позволяет исследовать структуру потока в отсутствие давления ветра.

Ветровая турбулентность

Корректировки применяются к давлению ветра, чтобы учесть влияние турбулентности ветра, как описано в следующем разделе.

Таблица 1 а Коэффициенты ветрового давления (малоэтажные дома)

Тип экспозиции	Угол атаки (градусы)
	0	22.5	45	67,5	90	112,5	135	157,5	180
открытая стена	0,700	0.606	0,350	-0,041	-0,500	-0.465	-0,400	-0,276	-0.200
открытая крыша <10 градусов	-0,800	-0,765	-0,700	-0,647	-0,600	-0,553	-0,500	-0,435	-0.400
открытая крыша 10-30град	-0,400	-0,435	-0,500	-0,553	-0,600	-0,553	-0,500	-0,435	-0,400
открытая крыша> 30 градусов	0.300	0,024	-0,400	-0,565	-0,600	-0,471	-0,400	-0,447	-0,500
полуоткрытая стена	0,400	0,300	0,100	-0.100	-0,300	-0,347	-0,350	-0,265	-0.200
полуоткрытая крыша <10 градусов	-0,600	-0,565	-0,500	-0,447	-0,400	-0,447	-0.500	-0,565	-0,600
полуоткрытая крыша 10-30град	-0,350	-0,385	-0,450	-0,503	-0,550	-0,503	-0,450	-0,385	-0,350
полуоткрытая крыша> 30 градусов	0.300	-0,024	-0,500	-0,635	-0,600	-0,541	-0,500	-0,494	-0,500
защищенная стена	0.200	0,156	0,050	-0,091	-0.250	-0,285	-0,300	-0,274	-0,250
Крыша с навесом <10 градусов	-0,500	-0,506	-0,500	-0,459	-0,400	-0,459	-0,500	-0.506	-0,500
крыша под навесом 10-30град	-0,300	-0,335	-0,400	-0,453	-0,500	-0,453	-0,400	-0,335	-0,300
Крыша с навесом> 30 градусов	0.250	0,035	-0,300	-0,447	-0,500	-0,371	-0,300	-0,347	-0,400
открытая длинная стена	0,500	0,441	0,250	-0.088	-0,500	-0,688	-0,800	-0,759	-0,700
открытая короткая стенка	0,600	0,500	0.200	-0,300	-0,900	-0,753	-0.600	-0,435	-0,350
открытая длинная крыша <10 градусов	-0,700	-0,694	-0,700	-0,741	-0,800	-0,741	-0,700	-0,694	-0,700
открытая длинная крыша 10-30град	-0.700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,653	-0,600	-0,535	-0,500
открытая длинная крыша> 30 градусов	0,250	0,182	0,000	-0.276	-0,600	-0,788	-0,900	-0,859	-0,800
полуоткрытая длинная стена	0,250	0,196	0,060	-0,131	-0,350	-0,509	-0.600	-0,556	-0,500
полуоткрытая короткая стенка	0,400	0,365	0.200	-0,153	-0,600	-0,565	-0,500	-0,376	-0,300
полуоткрытая длинная крыша <10 градусов	-0.600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600
полуоткрытая длинная крыша 10-30град	-0,600	-0,603	-0,600	-0.579	-0,550	-0,562	-0,550	-0,491	-0,450
полуоткрытая длинная крыша> 30 градусов	0,150	0,074	-0,080	-0,239	-0,400	-0,624	-0.750	-0,682	-0,600
закрытая длинная стена	0,060	-0,009	-0,120	-0,174	-0.200	-0,315	-0,380	-0,344	-0,300
закрытая короткая стенка	0.180	0,194	0,150	-0,039	-0,300	-0,326	-0,320	-0,251	-0.200
закрытая длинная крыша <10 градусов	-0,490	-0,481	-0,460	-0.436	-0,410	-0,436	-0,460	-0,481	-0,490
закрытая длинная крыша 10-30град	-0,490	-0,481	-0,460	-0,436	-0,410	-0,446	-0.460	-0,428	-0,400
закрытая длинная крыша> 30 градусов	0,060	-0,022	-0,150	-0,208	-0,230	-0,469	-0,600	-0,516	-0,420
открытая крыша без ската	-0.700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700	-0,700
Крыша полуоткрытая без ската	-0,600	-0,600	-0,600	-0.600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600	-0,600
Крыша закрытая без ската	-0,500	-0,500	-0,500	-0,500	-0,500	-0,500	-0.500	-0,500	-0,500

Таблица 2 b Коэффициенты ветрового давления (высотные здания)

Тип экспозиции	Угол атаки (градусы)
	0	22,5	45	67.5	90	112,5	135	157,5	180
Высотная открытая стена h / H = 0,0	0,295	0,233	0,125	-0,053	-0,230	-0,438	-0.430	-0,328	-0,235
Высотная открытая стена h / H = 0,2	0,315	0,250	0,125	-0,128	-0,430	-0,510	-0,440	-0,340	-0,250
Многоэтажная открытая стена h / H = 0.4	0,385	0,313	0,155	-0,170	-0,560	-0,538	-0,425	-0,340	-0,270
Высотная открытая стена h / H = 0,6	0,550	0,450	0.240	-0,180	-0,615	-0,538	-0,410	-0,333	-0,290
Высотная открытая стена h / H = 0,8	0,650	0,558	0,315	-0,155	-0,645	-0.525	-0,390	-0,325	-0,280
Высотная открытая стена h / H = 1,0	0,400	0,315	0,150	-0,213	-0,650	-0,533	-0,380	-0,303	-0.255
Высотная открытая плоская крыша h / H = 0,0	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230	-0,230
Высотная открытая плоская крыша h / H = 0,2	-0.430	-0,430	-0,430	-0,430	-0,430	-0,430	-0,430	-0,430	-0,430
Высотная открытая плоская крыша h / H = 0,4	-0,560	-0,560	-0,560	-0.560	-0,560	-0,560	-0,560	-0,560	-0,560
Высотная открытая плоская крыша h / H = 0,6	-0,615	-0,615	-0,615	-0,615	-0,615	-0,615	-0.615	-0,615	-0,615
Высотная открытая плоская крыша h / H = 0,8	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645	-0,645
Высотная открытая плоская крыша h / H = 1.0	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650	-0,650
Высотная полуоткрытая стена h / H = 0,0	0,191	0,150	0.081	-0,034	-0,149	-0,283	-0,278	-0,212	-0,152
Высотная полуоткрытая стена h / H = 0,2	0,204	0,162	0,081	-0,082	-0,278	-0.330	-0,285	-0,220	-0,162
Высотная полуоткрытая стена h / H = 0,4	0,249	0,202	0,100	-0,110	-0,362	-0,348	-0,275	-0,220	-0.175
Высотная полуоткрытая стена h / H = 0,6	0,356	0,291	0,155	-0,116	-0,398	-0,348	-0,265	-0,215	-0,188
Высотная полуоткрытая стена h / H = 0,8	0.420	0,361	0,204	-0,100	-0,417	-0,339	-0,252	-0,210	-0,181
Высотная полуоткрытая стена h / H = 1,0	0,259	0,204	0,097	-0.137	-0,420	-0,344	-0,246	-0,196	-0,165
Высотная полуоткрытая плоская крыша h / H = 0,0	-0,149	-0,149	-0,149	-0,149	-0,149	-0,149	-0.149	-0,149	-0,149
Высотная полуоткрытая плоская крыша h / H = 0,2	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278	-0,278
Высотная плоская полуоткрытая кровля h / H = 0.4	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362	-0,362
Высотная полуоткрытая плоская крыша h / H = 0,6	-0,398	-0,398	-0.398	-0,398	-0,398	-0,398	-0,398	-0,398	-0,398
Высотная полуоткрытая плоская крыша h / H = 0,8	-0,417	-0,417	-0,417	-0,417	-0,417	-0.417	-0,417	-0,417	-0,417
Высотная полуоткрытая плоская крыша h / H = 1,0	-0,420	-0,420	-0,420	-0,420	-0,420	-0,420	-0,420	-0,420	-0.420
Высотная закрытая стена h / H = 0,0	0,099	0,078	0,042	-0,018	-0,077	-0,147	-0,145	-0,110	-0,079
Высотная закрытая стена h / H = 0,2	0.106	0,084	0,042	-0,043	-0,145	-0,172	-0,148	-0,114	-0,084
Высотная закрытая стена h / H = 0,4	0,129	0,105	0,052	-0.057	-0,188	-0,181	-0,143	-0,114	-0,091
Высотная закрытая стена h / H = 0,6	0,185	0,151	0,081	-0,061	-0,207	-0,181	-0.138	-0,112	-0,098
Высотная закрытая стена h / H = 0,8	0,219	0,187	0,106	-0,052	-0,217	-0,177	-0,131	-0,109	-0,094
Многоэтажная закрытая стена h / H = 1.0	0,135	0,106	0,050	-0,071	-0,219	-0,179	-0,128	-0,102	-0,086
Высотная закрытая плоская крыша h / H = 0,0	-0,077	-0,077	-0.077	-0,077	-0,077	-0,077	-0,077	-0,077	-0,077
Высотная закрытая плоская крыша h / H = 0,2	-0,145	-0,145	-0,145	-0,145	-0,145	-0.145	-0,145	-0,145	-0,145
Высотная закрытая плоская крыша h / H = 0,4	-0,188	-0,188	-0,188	-0,188	-0,188	-0,188	-0,188	-0,188	-0.188
Высотная закрытая плоская крыша h / H = 0,6	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207	-0,207
Многоэтажная закрытая плоская крыша h / H = 0.8	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217	-0,217
Высотная закрытая плоская крыша h / H = 1,0	-0,219	-0,219	-0.219	-0,219	-0,219	-0,219	-0,219	-0,219	-0,219

»Расчет ветровых нагрузок на здания

Когда инженеры-строители и архитекторы сотрудничают на этапе проектирования зданий или сооружений, одним из наиболее важных факторов, требующих рассмотрения, является скорость и нагрузка ветра на здание и его составляющие компоненты (такие как двери и окна).При расчете этих нагрузок необходимо учитывать несколько факторов. Некоторые из этих факторов не так интуитивно понятны, как можно было бы подумать.

Географическое положение здания является наиболее важным фактором, который следует учитывать при расчете ветровых нагрузок. Здания, расположенные на ровных плоских поверхностях, подвергаются большему давлению, чем здания, расположенные в закрытых помещениях, где поток ветра сильно затруднен. Точно так же, если здание расположено на вершине холма, оно будет сталкиваться с большим давлением ветра, чем здание, расположенное внизу.Еще одно важное соображение заключается в том, расположено ли здание в зоне, подверженной ураганам.

Ветровое давление на разные участки поверхности здания сильно различается в зависимости от нескольких факторов. Места, где нарушается воздушный поток, подвергаются более высокому давлению, в том числе углы и выступы крыши; Следовательно, сложные архитектурные проекты должны учитывать эти изменения площади поверхности ветрового давления на здание.

При определении давления ветра важным фактором, который необходимо учитывать, является направление ветра.Если ветер дует на поверхность здания, это называется «наветренным» давлением, которое действует в положительном направлении. Отрицательное ветровое давление или «подветренное» давление создается, когда ветер дует от рассматриваемой поверхности. В зависимости от обычного направления воздушного потока в помещении можно определить, столкнется ли здание с отрицательным или положительным давлением.

Указывает на давление, создаваемое внутри здания из-за ветра, всасываемого внутрь через порты ветра, сделанные в здании.В зависимости от этих портов и направления воздушного потока внутреннее давление может быть как положительным, так и отрицательным. Коэффициенты давления для внутреннего давления также необходимо учитывать при строительстве здания и его компонентов.

В совокупности все эти факторы дают меру расчетного давления, которое является продуктом всех этих различных давлений, которым подвергается здание. Используя это расчетное давление в качестве основного элемента, соответственно создаются архитектурные проекты стен, дверей и окон.

Удобный технический справочник, который отлично справляется с описанием различий между «старым» кодом ASCE и последним кодом ASCE 7-10, – это технический документ – «Изменения в картах скорости ветра и конструкции ветра – Строительные нормы и правила Флориды, 2010 г. », Предоставленный Building A Safer Florida, Inc. Хотя этот ресурс написан и предназначен для использования в качестве резюме для инженеров-строителей, в нем содержится много информации, которая может быть полезна« нетехническим »читателям. Базовое поведение этих параметров расчета ветровой нагрузки кратко изложено ниже для случайного читателя.Необязательно быть инженером-строителем, чтобы понять, как ветровые нагрузки влияют на компоненты здания, для которых многие производители должны проектировать, особенно в регионах Южной Флориды с высокими ураганами.

Штатный профессиональный инженер-конструктор

Dash Door может предоставить услуги технической поддержки, касающиеся всех продуктов и сопротивления ветровой нагрузке.

Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки

Механические записки от K7NV

Что делать с расчетом время от времени возникают ветровые нагрузки.Проблема с выяснением ветра нагрузки – это ветер. В области вещей у земли ветер очень неустойчивый из-за взаимодействия с наземными объектами. Это может усложнить действительно знать, какая скорость эффективно воздействует на конструкцию в непосредственной близости на землю. Общая формула давления ветра достаточно точна для наших использовать, но выяснить, какую скорость ветра использовать с ним, не так просто как хотелось бы.
Очень содержательное обсуждение предмета можно найти в “Физическом дизайне антенн Яги” Дэйва. Лисон, W6NL.

Какие мы “любители” ребята хочу избавиться от этого, значит уметь делать что-то достаточно хорошее основал и позволяет нам разрабатывать вещи, которые переживут ветер, который мы опыт работы в наших местах и ​​не требует тысяч часов обучения и исследования, к которым нужно прийти. Что-то, что мы действительно сделаем, когда это потребуется, вместо того, чтобы просто гадать (хотя это кажется довольно забавным), и по большей части будет держать наши игрушки там, где мы их кладем, чтобы мы могли qrm друг друга в назначенные выходные.

Мы часто говорим о ветре. скорости, как будто все знают, что означает значение. Это прекрасно ведет себя ветер, который просто движется с постоянной известной скоростью, но как ветер без трения колеса, его на самом деле не существует в нашем мире. Итак, это не может быть то, что все имеет в виду, когда они говорят “скорость ветра была …..”

Есть некоторые структурные стандарты проектирования, которые обеспечивают методы для развития ветровых нагрузок, и если мы чтобы использовать их, мы должны убедиться, что выбрали правильную скорость ветра чтобы результаты были значимыми.Подходят самые устоявшиеся методы с географическими картами или таблицами распределения ветра, которые должны использоваться с их. Если мы сделаем это, мы обнаружим, что давление, создаваемое различными методы очень похожи.
Вот пара общих ед ……

---

Общая формула

Для использования актуальной устойчивой ожидаемая скорость ветра (если бы мы действительно ее определяли):

Усилие, F = A x P x Cd

A = Прогнозируемый площадь позиции

P, Ветровое давление (Psf), =.2 (V = скорость ветра в миль / ч)

Cd, Коэффициент лобового сопротивления, = 2,0 для плоских пластин. Для длинного цилиндра (как и у большинства антенных трубок) Cd = 1.2.
Обратите внимание, что соотношение между ними составляет 1,2 / 2 = .6, не совсем 2/3.

Это сила на сдержанный постоянный участок. I.E. Длина трубки или другой такой элемент. это часть структуры. Силу на единицу площади можно найти, установив площадь до 1.
Это простейшая форма всего этого в учебниках, при стандартной температуре и атмосферном давлении, для диапазона скоростей ветра, который мы видим, и общего размера элементов на наши игрушки.

---

Модификации к общей форме

Мы можем обратиться к один из опубликованных методов, чтобы получить некоторое освещение всего того, что мы на самом деле не знаю и не обязательно хочу знать.Эти методы принимают некоторая тайна из ветра, чтобы предоставить что-то более простое в использовании. Вместо говоря об одной пиковой постоянной скорости ветра, они говорят о некоторых форма статистически усредненного ветра, часто называемая «базовой скоростью ветра».
Потому что практически все ветра скорости – это средние измерения непостоянного ветрового потока, ключ к пониманию любое измерение скорости ветра должно знать, какая система отсчета использовалась для определения заявлено среднее значение.Тогда и только тогда мы сможем узнать, что они означают или сравните их друг с другом. Можно быть уверенным, что все измерения скорости ветра НЕ то же самое.

Одна популярная скорость ветра определения: “Самая быстрая миля” скорость ветра, которая является средней полученной скоростью. при прохождении одной мили ветра. Как используется в нескольких спецификациях, он сопровождается статистической вероятностью этого условия. Это НЕ пиковая скорость ветра, которую можно наблюдать с помощью анемометра. , если это устройство не настроено для расчета средней скорости ветра за «самую быструю милю» ветра.
При средней скорости 60 Миля в час, одна миля ветра проходит за одну минуту, поэтому в этом случае он представляет средняя скорость ветра 60 секунд. На любой другой скорости он представляет другой среднее по времени. Это позволяет сравнивать его со значением строго по времени. основанное на нем устройство невозможно, если мы не знаем, что это была за временная база!

Ветер “самой быстрой мили” скорость не следует путать со значением “скорости ветра” из чьего-либо утверждения, или какой-нибудь репортаж о Six-O’Clock-News, если это чтение не может быть определено.Затем мы можем преобразовать его для использования с методами, которые используют среднее значение “самой быстрой мили”. скорость. ASCE 74, Приложение E, предоставляет метод преобразования различно усредненных значения скорости ветра.

Для использования “Самая быстрая миля” Базовая скорость ветра “определение ветра, некоторые варианты расчета ветровое давление:

---

EIA-222-C

Electronic Industries Assoc.2 (V = скорость ветра в миль / ч)

Включая сопротивление коэффициент (Cd) для плоских тарелок и фактор порыва 30%.

Следовательно,

Cd, Перетащите коэффициент, = 1,0 для плоских пластин и 0,67 для цилиндров

Эта спецификация думает, что ветер скорость – это «максимальная скорость ветра в миле» на высоте 33 фута над землей, не фактическая пиковая постоянная скорость ветра, и получается из карты, которая специфично для себя.В спецификации определены «ветровые зоны», обозначенные буквами «A», «B» и “C” с соответствующими значениями давления ветра. Зона «А» – 30 фунтов на квадратный фут (фунт на квадратный фут) (86,6 миль в час), зона «B» – 40 фунтов на квадратный фут (100 миль в час), зона «C» составляет 50 фунтов на квадратный фут (111,8 миль в час) по его расчетам. Большая часть Соединенных Штатов в зоне A небольшая часть находится в зоне B, а очень небольшая часть – в зоне C.
Дополнительной высоты не было связанные или специфические для местности факторы в этой спецификации.

---

EIA-222-F

Это более новая версия Ассоциации электронной промышленности(1/7) 1,0 <= Gh <= 1,25
h = общая высота башни (используется для антенны, установленной на ее вершине) в футах.

Cd = 2,0 для длительного плоские пластины и 1,2 для длинных цилиндров. Соотношение сторон> = 25
Cd = 1,4 для краткости плоские пластины и 0,8 для коротких баллонов. Соотношение сторон <= 7

Взаимосвязь между коэффициентами лобового сопротивления для баллонов и плоских вещей есть 1,2 / 2,0 =.6 или .8 / 1.4 = .57, в этом случае менее 2/3

EIA-222-F думает, что ветер скорость – это «максимальная скорость ветра в миле» на высоте 33 фута над землей, не фактическая пиковая постоянная скорость ветра. Эти значения не совпадают с спецификации 222-C, они определяются местоположениями штата и округа, а не старые карты зон скорости ветра.
Дополнительных сайтов нет конкретные факторы воздействия, указанные в этой спецификации.

---

UBC ’97

Единый строительный кодекс, Редакция 1997 г.

Сила = A x P

A = прогнозируемый площадь изделия.

P, Ветровое давление (Psf), = Ce x Cq x Qs

Ce, общая высота, Коэффициент экспозиции и реакции на порывы взят из таблицы 16-G

.

3 обозначенных рельефа местности «B», «C» и «D» указаны в таблице.Для каждого разная высота перечислены и соответствующее значение для Ce.

Cq, коэффициент давления (то же, что и сопротивление, Cd), взято из таблицы 16-H

Cq = 1,3 для плоских пластин и Cq = 0,8 для цилиндры диаметром более 2 дюймов, 1,0 для цилиндров диаметром 2 дюйма или менее.

Нет различий по внешнему виду соотношения цитируются.
Цилиндр либо 1/1.2 формула.

UBC 97 думает ветер скорость – это «максимальная скорость ветра в миле» на высоте 33 фута над землей, не фактическая пиковая постоянная скорость ветра, и получается из карты, которая является частью спецификации. Он также цитирует текущую спецификацию EIA как подходящий метод.

Определения воздействия UBC следующие:

EXPOSURE B имеет рельеф со зданиями, лесом или неровностями поверхности, покрывающими не менее 20 процентов площади земли, простирающейся на 1 милю (1.61 км) и более от участка.

EXPOSURE C имеет рельеф плоская и обычно открытая, простирающаяся на 1/2 мили (0,81 км) или более от сайт в любом квадранте.

EXPOSURE D представляет наиболее сильное воздействие в районах с базовой скоростью ветра 80 миль в час (миль / ч) (129 км / ч) или выше и на ровной и беспрепятственной местности перед большими водоемами более 1 мили (1,61 км) шириной относительно в любой квадрант строительной площадки.Рельеф D простирается вглубь суши от береговой линии. 1/4 мили (0,40 км) или в 10 раз больше высоты здания.

---

EIA-RS-409

Ассоциация электронной промышленности, Минимальные стандарты для любительской радиоантенны, часть I. Базовая или фиксированная станция Антенна

Давным-давно, во время В эпоху RS-222-C это была настоящая спецификация для “любительских радиоантенн”.” Он следовал методологии EIA-222-C, требующей ветровой нагрузки 30 Psf (плоская пластина). (эквивалент 86,6 миль в час, зона A) и требовал использования коэффициента безопасности 1,2 от предела текучести материала.
Он содержал множество электрических критерии эффективности, которые, возможно, привели к его кончине, но структурно был совместим со спецификацией башни-компаньона.
Это не имеет большого значения, но конечно интересно.

---

Примечание:
С помощью этих методов мы можем увидеть, что связь между плоской вещью и цилиндрической вещью в районе.67, вот откуда появился “фактор 2/3” из.

---

Сравнение Различные методы

Если взять каждый метод и определить силу на единицу площади (проекцию) на трубчатый элемент яги. как 20-метровый элемент, для зон скорости ветра, которые покрывают большую часть США:

Для зон с минимальной скоростью ветра:

МЕТОД	ВЕТРОВАЯ ЗОНА	ВЫСОТА (Футы)	ДАВЛЕНИЕ (Psf)
EIA-222-C	“A” (ссылка: 87 миль / ч)	НЕТ	20.0
EIA-222-F	70 миль / ч	45	20,0
EIA-222-F	70 миль / ч	70	22.2
EIA-222-F	70 миль / ч	100	24,0
UBC’97	70 миль / ч (Exp. D)	45	20.7
UBC’97	70 миль / ч (Exp. C)	70	18,6
UBC’97	70 миль / ч (Exp. D)	70	22.2
UBC’97	70 миль / ч (Exp. C)	100	20,2
UBC’97	70 миль / ч (Exp. B)	140	15.7
UBC’97	70 миль / ч (Exp. C)	140	21,7
Общая формула	81 миль / ч	НЕТ	20.2

EIA-222-F по существу то же самое, что и наиболее тяжелая экспозиция UBC’97 “D” на 100 ‘. Если бы у нас был устойчивый порыв 81 миль в час, во время прохождения этой мили ветра со скоростью 70 миль в час. зона, у нас будет примерно такая же нагрузка, как предполагает базовая скорость зоны. В Средняя скорость за 3 секунды для средней мили ветра 70 миль в час будет 85 миль в час. Обратите внимание, что определение экспозиции D UBC гласит, что оно предназначено для основных зон. 80 миль в час или более, поэтому здесь он не применяется.

Для зон со средней скоростью ветра:

МЕТОД	ВЕТРОВАЯ ЗОНА	ВЫСОТА (Футы)	ДАВЛЕНИЕ (Psf)
EIA-222-C	“B” (ссылка: 100 миль / ч)	НЕТ	26.7
EIA-222-F	80 миль / ч	45	26,3
EIA-222-F	80 миль / ч	70	29.0
EIA-222-F	80 миль / ч	100	31,4
UBC’97	80 миль / ч (Exp. D)	45	27.0
UBC’97	80 миль / ч (Exp. C)	70	24,2
UBC’97	80 миль / ч (Exp. D)	70	29.0
UBC’97	80 миль / ч (Exp. C)	100	26,4
UBC’97	80 миль / ч (Exp. B)	140	20.6
UBC’97	80 миль / ч (Exp. C)	140	28,3
Общая формула	93 миль / ч	НЕТ	26.6

3-х секундный средний ветер скорость для 80 миль в час “самая быстрая миля” скорость составляет около 100 миль в час. Это означает, что если вы живете в зоне UBC или EIA 80 миль в час, и ваш 3-секундный усредняющий анемометр считывает пиковую скорость 100 миль в час, тогда это будет соответствовать “самой быстрой миле” базовая скорость ветра для этой зоны. По совпадению, это согласуется с Расчет скорости ветра EIA-222-C для этой зоны.

---

Комментарии

Две указанные зоны охватывают большая часть территории континентальной части США.
Указанные значения ветрового давления то, что будет применяться к проектируемым областям длинных цилиндров, включающих все формулы и коэффициенты сопротивления, используемые в каждом методе.
Ключ к их сравнению состоит в том, чтобы смотреть на их приложенное давление по зонам, а не только на их соответствующие значения скорости ветра или любые различия в конкретных используемых внутренних значениях.
Различные методы могут дают разные результаты по всему диапазону переменных, но для наиболее распространенные условия в большинстве мест они очень близки.
Большинство из нас живет в зонах UBC B и C. Значения EIA такие же, как и степень воздействия D UBC, которая только для наиболее уязвимых участков.

Есть фундаментальный проблема с попыткой использовать более позднюю спецификацию EIA или UBC (или другие аналогичные) для конструкции антенны общего потребления. Оба они требуют специальной антенны. высота и / или фактор размещения для развития их нагрузок. Я сомневаюсь, что антенна производители собираются проектировать все свои антенны для всевозможных высота и / или выдержка с каждой спецификацией.Если уже есть путаница о том, что делать с существующими фигурами антенн, добавляя еще 20 фигурок за антенна вряд ли упростит задачу.

Метод 222-C не требуют, чтобы эти факторы обеспечивали достаточно точное значение для большинства локаций по всей стране. Он использовался в прошлом для любительских антенны. Итак, наша эмпирическая база данных имеет некоторую ценность при сравнении более новых конструкции к нему.

---

Другой Сравнение

Давайте посмотрим, что эти методы говорят о реальном антенном элементе, например о Hygain 204BA. отражатель.
Это старый дизайн выполнен Роджером Коксом, и был разработан с использованием метода EIA-222-C. У нас есть целое куча эмпирического опыта с элементом, и кроме усталости наконечника проблема, обычно это надежный элемент. Проблема с подсказкой – та, которая приходит от динамических явлений и не будет обнаружен ни в одном из статических анализов. используется любым из этих методов.
Во время оригинального YagiStress разработки программного обеспечения, Роджер Кокс прислал мне YS модели 204BA, и у него очень откровенно рассказывал публике, что делалось с его яги конструкции.204BA была одной из типовых антенн, распространяемых с YS с первого дня, с разрешения.

Используя метод EIA-222-C YS сообщает, что элемент безопасен на скорости 100 миль в час, без льда. Это правильно при скорости ветра в зоне 222-C, охватывающей все, кроме самых суровых зоны на его карте.

Использование EIA-222-F метод, безо льда, элемент безопасен по адресу:

50 футов и 80 миль / ч
75 футов 76 миль / ч
100 футов и 74 миль / ч

Использование UBC’97 метод, без льда,
Для воздействия “D”:

50 футов и 80 миль / ч
75 футов 76 миль / ч
100 футов и 74 миль / ч

А, экспозиция «С»:

50 футов и 87 миль / ч
75 футов и 83 миль / ч
100 футов и 80 миль / ч

---

Подробнее

В сравнениях указывают что мы можем использовать любой из них для получения примерно одинаковых грузов.Проще 222-C на «базовой скорости» 100 миль в час (зона B) покрывает большую часть местоположения в США, без необходимости указывать высоту и выдержку сложности.

Особые зоны и / или мест, которые находятся в тяжелых условиях, необходимо решать на их собственный. Лисон указал в своей книге, что с помощью метода 222-C он обнаружил что для того, чтобы выжить в его местонахождении на вершине холма, потребовались разработки на скорость 120+ миль в час. Лисон сообщил, что модификация 204BA ++ безопасна на скорости 123 миль в час (с использованием 222-C метод), который при анализе другими методами дает:

Использование EIA-222-F метод, без льда:

50 футов и 98 миль / ч
75 футов и 93 миль / ч
100 футов и 90 миль / ч

Использование UBC’97 метод, без льда,
Для воздействия «C»:

50 футов и 107 миль / ч
75 футов 102 миль / ч
100 футов и 99 миль / ч

Согласно карте зоны UBC, это элемент не совсем подходит для пляжей на юго-востоке США, Залив и побережье Тихого океана на северо-западе.Но это было бы подходящим для размещения в следующие внутренние зоны.

---

EIA-222-C с использованием своих зон и скорости ветра, хотя и не самый современный подход, прост в использовании и обеспечивает разумные результаты. На самом деле это довольно консервативно для многих UBC. сценарии.

много антенн были разработаны с 222-C, некоторые из них сохранились, а некоторые нет. Но, это, вероятно, не из-за выбора плохого метода.Скорее от неиспользования правильная скорость ветра или неправильная разработка для правильных вариантов нагрузки, таких как восходящие потоки и лед. Вещи всегда ломаются, потому что они были недостаточно сильны, так много Абсолютно уверен, настоящий вопрос: “достаточно силен для чего?”

Выберите метод, используйте ветер скорость, которая подходит для этого, и все должно быть как можно лучше быть.

Помните, сайт может видеть более высокая кратковременная скорость ветра, чем «базовая скорость ветра».Их значения зависят о постоянных времени усреднения гизмо, производящего измерения. Так, мы должны убедиться, что мы не получаем ветер от нашей метеорологической станции Mark X скорости перепутали с “базовыми”.

73, Курт

Как это принято на этом сайте, я предлагаю только комментарии к стимулировать мысли и, надеюсь, помочь коллегам-любителям.Никакой информации предоставленный является авторитетным в любом виде или гарантированно правильным. Читатель поощряется к изучению этих предметов и принятию собственных решений относительно эти вещи, прежде чем пытаться применить их в реальном мире.

Обновлено 23 марта 2002 г.

Авторские права © 2002-2004 гг. Курт Андресс, K7NV Все права защищены

Под давлением: серия ветровых нагрузок, часть 2 – волокнистый цемент

Расчетные давления и зоны застройки

Теперь, когда мы знаем основные параметры, используемые для определения ветровых нагрузок, давайте углубимся в два важных параметра: зоны застройки и расчетные давления.В этом посте мы поймем, как давление действует на конструкцию и как мы используем эти знания для расчета минимального давления, которое проектировщик здания должен назначить конструкции, чтобы сделать ее безопасной для размещения и использования. Мы определим расчетные давления, классификацию ограждающих конструкций и зоны. Это заложит основу для понимания того, как производители проектируют свои продукты для обеспечения высоких характеристик.

Знаете ли вы, что здание может находиться под давлением в любой момент времени? Фактически, здание подвергается давлению изнутри и снаружи.В целях настоящего описания указанные расчетные давления – это давление, оказываемое на ограждающую конструкцию здания (или внешнюю окружающую стену).

Есть положительное давление, оказываемое изнутри здания на внешние стены. Расчетное давление определяется как эквивалентное статическое давление, которое используется при определении ветровых нагрузок на здания.

Производители облицовки предоставляют информацию о характеристиках сайдинга в соответствии с расчетным давлением, которое они могут выдержать при установленном графике крепления.Их можно найти в отчетах об оценке кода третьих лиц и в опубликованной производителем технической информации.

Есть также отрицательное и положительное давление на внешние стены; они могут поступать извне, из-за ветра или других физических факторов. Термины «положительный» и «отрицательный» обозначают направление, в котором давление действует на внешние стены и крышу конструкции. Направление этих сил может быть динамическим; то есть они могут меняться в зависимости от погодных условий.Этот меняющийся характер усложняет жизнь проектировщикам. На рисунке 1 ниже показаны различные направления воздействия ветра на здание.

Рисунок 1: Ветровое давление на внешние стены здания

Как проектировщики, мы боремся с засасыванием ветром по крайней мере трех внешних стен здания (отрицательное), есть положительное давление на стену, встречаясь с преобладающим ветром, и есть подъем на крышу.
Общая расчетная нагрузка на стену учитывает следующее:

‘Базовая скорость ветра (более подробно обсуждается в серии ветровых нагрузок, часть 1, определенная в разделе 26.5 ASCE7)
‘Фактор воздействия порыва (как определено в разделе 26.9.2 в ASCE7)
‘ Собственная частота конструкции (аппроксимируется формулами в соответствии с разделом 26.9.3 в ASCE7)
‘Структурное демпфирование
‘ Аэродинамическая проводимость
‘Ветер коэффициент направленности (определяется из таблицы 26.6-1 в ASCE7)
‘Топографический фактор (определяется из таблицы 26.8-1 в ASCE7)
‘ Классификация корпуса (как определено в разделе 26.10 в ASCE7)
‘Коэффициент внутреннего давления (зависит от классификации корпуса и выведено из таблиц 26.11-1)

Эти значения выводятся разными способами. В целях упрощения мы скажем, что некоторые из них получены на основе исторических данных с помощью таблиц гидродинамики и вибрации, на которые инженер может ссылаться в справочнике SEI по расчетам ветровой нагрузки: ASCE / SEI7: Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций .

Love’s Tire Barn с камнем Nichiha KuraStone и VintageBrick – Классификация корпуса: открытый = более низкое расчетное давление

Существует три возможных класса ограждающих конструкций здания:

1. Открыть : здание, каждая стена которого открыта не менее чем на 80% (без дверей), например, стоянка для грузовиков или шинный сарай, навес.
2. Частично закрытый : есть два разных параметра для частично закрытого, относящихся к выравниванию давления.
3. Закрытый : это здание, которое не попадает в две другие вышеупомянутые категории.

Расчеты ветровой нагрузки упрощены для конструкций, называемых малоэтажными зданиями: здания, высота которых меньше или равна средней высоте крыши 60 футов.Расчеты становятся более сложными и консервативными для зданий выше 60 футов.

Вы когда-нибудь испытывали сверхсильный ветер, стоя за пределами вершины небоскреба? Получите отличную прическу без затрат на салон!

Давление также различается в зависимости от высоты и места в здании. ASCE7 разбивает здания на зоны. Зоны 4 и 5 расположены на внешних стенах строения. Если вы пришли к выводу, что регионы Зоны 5 испытывают самые сильные порывы ветра, вы правы! Регионы зоны 4 не подвергаются столь сильному давлению.Ширина зоны 5, обозначенной буквой «а» на Рисунке 2 ниже, может быть определена различными методами и зависит от общих размеров ветра.

Хорошее эмпирическое правило: ширина (a) = 10% наименьшего размера здания или 40% высоты (h).

Рисунок 2

Зачем кому-то нужно знать ширину Зон?

1. Проектировщик / инженер принимает во внимание различные факторы, такие как эффект порыва ветра (на основе исторических данных производители компонентов и облицовки обычно предоставляют разные графики крепления для зон 5 и 4 в здании, особенно в зонах с высокими базовыми характеристиками). скорости ветра (см. Серии ветровых нагрузок, часть 1).
2. Если есть различия в инструкциях по установке в пределах одной стены здания для разных зон, установщик также должен это знать.

Но как производитель сайдинга знает, какие схемы крепления должны быть в том или ином здании? Следите за обновлениями в нашей следующей публикации из этой серии, где мы расскажем о тщательных тестах, которые мы проводим для наших продуктов, чтобы определить производительность и обеспечить безопасность наших клиентов!

Подробнее:
Под давлением: серия ветровой нагрузки, часть 1
Под давлением: серия ветровой нагрузки, часть 3
Под давлением: серия ветровой нагрузки, часть 4

.