Carichi del vento su cupole con base circolare secondo EN 1991-1-4 in RFEM

Lagerhalle mit Kuppel auf kreisrunder Basis

Carico del vento sulla parete

Per le superfici delle pareti, il carico del vento è determinato secondo [1] , Capitolo 7.9. Descrive i coefficienti di pressione esterna per cilindri circolari dipendenti dal numero di Reynolds, dalla rugosità e dalla snellezza di una superficie. Nel caso del magazzino mostrato nella Figura 01, il numero di Reynolds risulta in 3,35 × 10 ⁷ per una pressione cinetica di 0,70 kN/m². In base a [1], Figura 7.27, i coefficienti di pressione esterna per il numero di Reynolds di 1.00 × 107 sono utilizzati per approssimazione. Questi sono necessari in RFEM per definire il coefficiente di carico in funzione dell'angolo di rotazione α.

Ermittlung der Reynolds-Zahl und der daraus resultierenden Außendruckbeiwerte

Per definire un carico variabile lungo il perimetro, è possibile utilizzare il tipo "Carico liberamente variabile", che si trova nel menu "Inserisci" → "Carico". Nella finestra di dialogo corrispondente, è possibile selezionare prima le superfici della parete e definire la direzione di proiezione. Il vento agisce sull'asse locale Z della superficie, quindi è necessario regolare la direzione del carico conformemente. È necessario selezionare la posizione del carico in modo che tutte le pareti siano circondate dalla proiezione piana. Come valore di carico, la pressione cinetica è definita secondo [1], cap. 4.5, o secondo il documento di domanda nazionale. Poiché il carico lungo il perimetro non è costante, è possibile selezionare la casella di controllo "Lungo il perimetro: Variabile". Variabile ..."attivata. Pertanto, è possibile definire un coefficiente di carico in qualsiasi angolo lungo il perimetro, che fattorizza il valore del carico dalla finestra di dialogo precedente. Per coefficiente k_α , è possibile adottare direttamente il coefficiente di pressione esterna (c_pe ) per il rispettivo angolo. Il modo più semplice è preparare un documento in Excel e quindi importare i parametri utilizzando l'importazione da Excel. Prima di confermare l'immissione, è necessario definire l'asse di rotazione e l'angolo iniziale.

Finestra di dialogo per carichi variabili liberi

Al fine di controllare visivamente i carichi applicati, le consigliamo di selezionare la casella di controllo "Distribuzione del carico" nel navigatore dei risultati (Figura 04). Per questo controllo, è sufficiente calcolare una iterazione per il caso di carico corrispondente. Ciò consente di risparmiare tempo nel caso di strutture di grandi dimensioni con una mesh EF fine. L'accuratezza della distribuzione del carico dipende dalla mesh EF. Più fine è la mesh EF, più accurati saranno i valori di carico.

Lastverteilung entlang des Umfangs

Carico del vento sulla cupola

[1], cap. 7.2.8 specifica i coefficienti di pressione esterna per le cupole con base rettangolare e circolare. Nel caso delle cupole a base circolare, i coefficienti di pressione esterna dovrebbero essere considerati costanti lungo qualsiasi piano perpendicolare alla direzione del vento. Come puoi vedere in [1], Figura 7.12, i coefficienti di pressione esterna possono applicarsi a tre aree (A, B e C). Le aree in mezzo possono essere soggette ad un'interpolazione lineare. Il coefficiente di pressione esterna ha un valore di -0,65 per l'area A, -0,80 per l'area B e -0,25 per l'area C (Figura 5). Secondo [1], espressione 5.1, il risultato della pressione del vento per la pressione cinetica di 0,70 kN/m² è -0,46 kN/m² per l'area A, -0,56 kN/m² per l'area B e -0,18 kN/m² per l'area C .

Coefficienti di pressione esterna per cupole con basi circolari

Questo carico può essere definito facilmente in RFEM utilizzando carichi rettangolari liberi, che possono essere generati nel menu "Inserisci" → "Carichi". Oltre a definire il piano di proiezione e la direzione del carico, è possibile considerare una funzione lineare per la distribuzione del carico, che copre l'interpolazione tra le singole aree come accennato nel paragrafo precedente. Ora sono creati due carichi liberi rettangolari. Uno è designato per l'area da A a B, il secondo per l'area da B a C (Figura 6).

6 - Dialog Box for Free Rectangular Load

La funzione di distribuzione del carico può aiutare a controllare il carico del vento applicato. Per una migliore documentazione dell'effetto del carico, è possibile creare facoltativamente una sezione (vedere Figura 7).

7 - Load Distribution on Dome

8 - Load Distribution on Dome and Walls

Scopri di più

Le cupole sono molto sensibili all'azione del vento, soprattutto se sono a membrana o a guscio e se il diametro della cupola è molto grande (per esempio negli stadi) [2]. In questo caso, non è sufficiente considerare solo il carico del vento, ma è necessario analizzare le distribuzioni delle tensioni aggiuntive. Poiché [1] non descrive tutti gli effetti sfavorevoli del vento, i coefficienti di pressione del vento dovrebbero essere verificati mediante prove nella galleria del vento sul modello. Pertanto, è possibile considerare anche gli effetti della posizione della cupola (per gli edifici circostanti, ad esempio).