Obremenitev vetra: pravila izračuna, priporočila strokovnjakov

Pri načrtovanju zgradb in objektov je treba izračun obremenitve z vetrom opraviti precej pogosto. Ta indeks se izračuna s posebnimi formulami. Pomembno je, da se taka obremenitev upošteva, na primer pri risanju risb sistemov zgibnih streh hiš, izbiri lokacije in oblikovanja panojev itd.

Norme SNiP

Pravzaprav, zeloomejitev tega parametra je podana v SNiP 2.01. 07-85. Glede na to dokument, obremenitev vetra je treba obravnavati kot zbirko:

• Tlak, ki deluje na zunanjih površinah struktur strukture ali elementov,

• Sila trenja, usmerjena vzdolž tangente na površino konstrukcije, se nanaša na območje njene vertikalne ali horizontalne projekcije,

• normalni tlak, ki se nanese na notranjo površino stavbe s prepustnimi zaprtimi strukturami ali odprtimi odprtinami.

Kako ugotoviti

Pri izračunavanju obremenitve z vetrom se upoštevajo dva glavna parametra:

• povprečna komponenta,

• pulsira.

Obremenitev je opredeljena kot vsota teh dveh parametrov.

Povprečna komponenta: osnovna formula

Če je obremenitev vetraPri zasnovi se ne bo upoštevalo, bo to posledično zelo negativno vplivalo na zmogljivost stavbe ali zgradbe. Njegova povprečna komponenta se izračuna s to formulo:

W = Wo * k.

Tukaj je W izračunana vrednost obremenitev vetra na višini z nad tlemi, Wo je njena normativna vrednost, k je koeficient spremembe tlaka v višini. Vsi začetni podatki iz te formule so določeni iz tabel.

Včasih v izračunih uporabimo tudi parameter c - aerodinamični koeficient. Formula v tem primeru izgleda tako: W = Wo * kz.

Normativna vrednost

Če želite izvedeti, kaj je ta parameter, morate uporabiti tabelo okrožjih z obremenitvijo z vetrom Ruska federacija. Samo obstajajo osem. Tabela obremenitev vetra (odvisnosti Wo iz te ali tiste regije Rusije) je predstavljena spodaj.

Za malo znanih območij v državi, kot tudi gorske regije, ta možnost omogoča, da določi SNP v skladu z registriranimi uradno vremenskih postaj in na podlagi operativnih izkušenj obstoječih stavb in objektov. V tem primeru določite normativno vrednost obremenitev vetra uporablja se posebna formula. Izgleda takole:

Wo= 0,61 V2o.

Tukaj V2o - hitrost vetra v metrih na sekundo na ravni 10 m, ki ustreza intervalu povprečenja 10 minut in presega vsakih 5 let.

Kako je določen koeficient k?

Za ta parameter obstaja tudi posebna tabela. Pri določanju se upošteva vrsta kraja, v katerem se gradi gradnja ali gradnja. Skupaj je tri:

1. Tip "A" - odprta ravna območja: obale morij, jezer in rek, stepe, puščave, tundra območja, gozdne stepe.

2. Tip "B" - Območje z ovirami, visokimi do 10 metrov: mestno območje, gozdovi itd.

3. Tip "C" - mestna območja z višino stavbe nad 25 m.

Tip gradbišča je določen tudi ob upoštevanju zahtev SNiP. Pri oblikovanju je treba to upoštevati. Vsaka stavba se šteje, da se nahaja na določeni vrsti terena, če se slednji nahaja na njegovi strani navzgor na razdalji 30 ur. Tu je h konstrukcijska višina konstrukcije do 60 m. Z višjo višino stavbe, tip terena Šteje se, da je določen v primeru, da se obdrži vsaj 2 km od strani vetra.

Kako izračunati pulsacijsko obremenitev

Po SNiP, obremenitev vetra, doKot smo že omenili, ga je treba opredeliti kot vsoto povprečnega normativnega in pulzirajočega. Pomen zadnji parameter je odvisen od vrste same strukture in značilnosti njegove zasnove. V zvezi s tem razlikovati:

• strukture z naravno frekvenco oscilacij, ki presegajo določeno mejno vrednost (dimniki, stolpi, drogovi, naprave tipa stolpcev) -

• strukture ali elemente njihove gradnje, ki predstavljajo sistem z eno stopnjo svobode (prečni prerez proizvodnje enonadstropnih stavb, vodnih stolpov itd.) -

• simetrična glede na stavbo.

Formule za različne vrste struktur

Za prvo vrsto strukture pri določanju pulsacije obremenitev vetra inFormula je:

Wstr = WGV.

Tukaj je W normativ G.Obremenitev, določena s formulo, prikazano zgoraj, koeficient valovanja G - tlaka na višini z, V - korelacijski koeficient pulzacij. Zadnji dve parametri določata tabele.

Pri strukturah z naravno frekvenco oscilacije, ki presega uveljavljeno mejno vrednost, pri določanju pulsacije obremenitev vetra velja naslednja formula:

Wstr = WQG.

Tukaj je Q dinamični koeficient, določen na diagramu (prikazan spodaj), odvisno od parametra E, izračunanega po formuli E = radik-RW / 940f (R - koeficient zanesljivosti z obremenitvijo, f - frekvenca naravnih nihanj) in logaritemsko zmanjšanje nihanj. Zadnji parameter je konstanten in je sprejet za:

• za stavbe z jeklenim okvirjem kot 0,3-

• za jambore, žlebove cevi itd. kot 0,15.

Za simetrično zgradbo je pulsiranjeThese izračuna po formuli:

• Wstr= mQNY.

Tukaj Q je koeficient dinamike, m je masa konstrukcije na višini z, Y pa horizontalna vibracija strukture na ravni z v prvi obliki. N v tej formuli - poseben koeficient, ki ga je mogoče določiti, potem ko je bila struktura predhodno razdeljena na r, število sekcij v mejah, na katerih je obremenitev vetra konstantna, in izkoristiti posebne formule.

Drug način

Izvedi izračun obremenitve vetra mZ uporabo nekoliko drugačne tehnike je možno. V tem primeru morate najprej določiti tlak vetra po formuli:

• (Psf) = .00256 * V ^ 2.

Tukaj je V hitrost vetra (v miljah / h).

Nato izračunajte koeficient povlečenja. To bo enako:

• 1.2 - za dolge vertikalne strukture -

• 0,8 za kratke navpične-

• 2.0 - za dolge horizontalne strukture -

• 1.4 - kratko (npr. Fasada stavbe).

Nato moramo uporabiti splošno formuloobremenitev vetra na stavbi ali strukturo:

• F = A * P * Cd.

Tu je A območje polje polja, P - tlak vetra, Cd - koeficient povlečenja.

Uporabite lahko tudi nekoliko zapleteno formulo:

• F = A * P * Cd * Kz * Gh.

Ko se uporabijo, faktorji izpostavljenosti Kz b in občutljivost na udarec vetra Gh. Prvi se izračuna kot z / 33] ^ (2/7, drugi je 65 + 60 / (h / 33) ^ (1/7). V teh formulah je z višina od tal do sredine konstrukcije, h je skupna višina slednje.

Priporočila strokovnjakov

Za izračun obremenitve vetra, inženirji pogosto priporočajo uporabo znanih programov MS Excel in OOo Calc iz paketa Open Office. Na primer, postopek za uporabo te programske opreme je lahko:

• Excel je vključen v listu »Wind Energy« -
• Hitrost vetra se zabeleži v celici D3-
• čas v D5-
• območje pretoka zraka - v D6-
• gostoto zraka ali njegovo specifično težo - v D7-
• Učinkovitost vetrne elektrarne je v D8.

Obstajajo še drugi načini uporabe te programske opreme z drugimi začetnimi podatki. V vsakem primeru je primerna uporaba MS Excel in OOo Calc za izračun obremenitve vetra na stavbah in strukturah ter njihovih posameznih modelov.