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2019-08-21

Forza del vento dovuta all'attrito

Il vento che soffia parallelamente alle superfici di una struttura può generare forze di attrito su queste superfici. Dieser Effekt ist vor allem meist bei sehr großen Bauwerken von Interesse.

La norma distingue tra una parete autoportante, una copertura autoportante e un edificio lungo e chiuso per gli effetti di attrito risultanti dal vento [1].

Der Anteil der Reibungskraft infolge Windes an der Gesamtwindkraft wird nach folgender Formel ermittelt:

[1] (5.7)

dove
cfr = coefficiente di attrito
q p(ze) = è la pressione di picco ad un altezza di riferimento z e
Afr = area della superficie esterna parallela al vento

La proporzione dovuta all'attrito si sovrappone alla sommatoria vettoriale con le altre forze del vento Fw, e (pressione esterna del vento) e Fw, i (pressione interna del vento). Die resultierenden Reibungskräfte wirken ausschließlich in Richtung der Windkräfte welche parallel zu den Außenflächen auftreten.

Der Ansatz der Windlast infolge Reibung kann jedoch vernachlässigt werden, wenn die Gesamtfläche aller windparallelen Oberflächen (und Flächen mit geringer Winkelabweichung zur Parallelen) gleich oder geringer ist als das 4-fache aller Flächen, die senkrecht zum Wind orientiert sind (luv- und leeseitig) [1] 5.3 (4).

  • Bei glatten Oberflächen wie Stahl oder glatter Beton beträgt der Reibungsbeiwert cfr 0,01.
  • Auf rauen Oberflächen wie rauer Beton oder geteerte Flächen beträgt der Reibungsbeiwert cfr 0,02.
  • Für sehr raue wie gewellte, gerippte oder gefaltete Oberflächen beträgt der Reibungsbeiwert cfr 0,04.

Als Bezugshöhe ze ist bei Wänden die Höhe h der Oberkante der Wand und für freistehende Dächer die Dachhöhe anzusetzen.

Beispiel Wand mit gewellter Oberfläche

Windzone 2
Geländekategorie 2

cfr = 0,04
Länge d = 20 m
Bezugshöhe ze = 2,5 m

Beispiel freistehendes Dach mit gerippter Oberfläche

Windzone 2
Geländekategorie 2

cfr = 0,04
Länge d = 7 m
Breite b = 4 m
Bezugshöhe ze = 3 m

Beispiel Halle mit gerippter Oberfläche

Windzone 2
Geländekategorie 2

cfr = 0,04
Länge d = 30 m
Breite b = 10 m
Bezugshöhe ze = 5,5 m
Fläche aller windparallelen Oberflächen Ages = 2 ⋅ 30 m ⋅ 4 m + 2 ⋅ 30 m ⋅ 5,22 m = 553,2 m²

Als Abstand y von der luvseitigen Vorderkante ist der kleinere Wert aus 2 ⋅ b beziehungsweise 4 ⋅ h anzunehmen.


Autore

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Link
Bibliografia
  1. Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-4: Allgemeine Einwirkungen, Windlasten; DIN EN 1991-1-4:2010-12
  2. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten; DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12
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