Obciążenie wiatrem na ścianie
W przypadku powierzchni ścian obciążenie wiatrem określane jest zgodnie z [1] , rozdział 7.9. Opisuje współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla walców kołowych w zależności od liczby Reynoldsa, chropowatości i smukłości powierzchni. W przypadku magazynu pokazanego na rysunku 01 liczba Reynoldsa wynosi 3,35 × 107 dla ciśnienia prędkości 0,70 kN/m². Na podstawie [1], Rysunek 7.27, współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla liczby Reynoldsa 1,00 × 107 są wykorzystywane w przybliżeniu. Są one wymagane w programie RFEM w celu zdefiniowania współczynnika obciążenia w funkcji kąta obrotu α.
Do definicji obciążenia zmiennego na obwodzie można użyć typu "Wolne obciążenie zmienne", który znajduje się w menu "Wstaw" → "Obciążenie". W odpowiednim oknie dialogowym można najpierw wybrać powierzchnie ścian i zdefiniować kierunek rzutowania. Wiatr oddziałuje na lokalną oś z powierzchni, dlatego należy odpowiednio dostosować kierunek obciążenia. Położenie obciążenia należy wybrać w taki sposób, aby wszystkie ściany były otoczone rzutem płaszczyzny. Ciśnienie prędkości jest definiowane jako wartość obciążenia zgodnie z [1], Rozdz. 4.5 lub zgodnie z krajowym dokumentem aplikacyjnym. Ponieważ obciążenie na obwodzie nie jest stałe, można zaznaczyć pole wyboru 'Wzdłuż obwodu: Zmienne'. Zmienna ... "aktywowana. Dzięki temu możliwa jest definicja współczynnika obciążenia na obwodzie pod dowolnym kątem, co powoduje faktoryzację wartości obciążenia z poprzedniego okna dialogowego. Dla współczynnika kα , współczynnik ciśnienia zewnętrznego (cpe ) można przyjąć bezpośrednio dla odpowiedniego kąta. Najprościej jest przygotować dokument w Excelu, a następnie zaimportować parametry za pomocą Importu Excel. Przed potwierdzeniem wprowadzenia należy zdefiniować oś obrotu i kąt początkowy.
W celu wizualnego sprawdzenia przyłożonych obciążeń, zalecamy zaznaczenie pola wyboru "Rozkład obciążenia" w Nawigatorze wyników (patrz Rysunek 04). W przypadku tej kontroli wystarczy obliczyć iterację dla odpowiedniego przypadku obciążenia. Oszczędza to czas w przypadku większych konstrukcji z drobną siatką ES. Dokładność rozkładu obciążenia zależy od siatki ES. Im drobniejsza siatka ES, tym dokładniejsze są wartości obciążenia.
Obciążenie wiatrem na kopule
[1], Rozdz. W 7.2.8 podano współczynniki ciśnienia zewnętrznego dla kopuł o podstawie prostokątnej i kołowej. W przypadku kopuł o podstawie kołowej współczynniki ciśnienia zewnętrznego należy traktować jako stałe w dowolnej płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wiatru. Jak widać na [1], Rysunek 7.12, współczynniki ciśnienia zewnętrznego mogą dotyczyć trzech obszarów (A, B i C). Powierzchnie pomiędzy nimi mogą być poddane interpolacji liniowej. Współczynnik ciśnienia zewnętrznego ma wartość -0,65 dla Obszaru A, -0,80 dla Obszaru B i -0,25 dla Obszaru C (patrz Rysunek 5). Zgodnie z [1], Wyrażenie 5.1, wynik parcia wiatru dla ciśnienia prędkości 0,70 kN/m² wynosi -0,46 kN/m² dla obszaru A, -0,56 kN/m² dla obszaru B i -0,18 kN/m² dla obszaru C .
Obciążenie to można łatwo zdefiniować w programie RFEM za pomocą swobodnych obciążeń prostokątnych, które można wygenerować w menu "Wstaw" → "Obciążenia". Oprócz określenia płaszczyzny rzutowania i kierunku obciążenia można uwzględnić funkcję liniową rozkładu obciążenia, która obejmuje interpolację między poszczególnymi obszarami, jak wspomniano w poprzednim akapicie. Teraz tworzone są dwa wolne obciążenia prostokątne. Jeden jest przeznaczony dla Strefy A do B, a drugi dla Strefy B do C (patrz Rysunek 6).
Funkcja rozkładu obciążenia może pomóc w kontrolowaniu przyłożonego obciążenia wiatrem. Aby lepiej udokumentować wpływ obciążenia, można opcjonalnie utworzyć przekrój (patrz Rysunek 7).
Więcej informacji
Kopuły są bardzo wrażliwe na działanie wiatru, zwłaszcza jeśli mają konstrukcję membranową lub powłokową, a średnica kopuły jest bardzo duża (np. na stadionach) [2]. W takim przypadku nie wystarczy brać pod uwagę tylko obciążenie wiatrem, ale należy przeanalizować dodatkowe rozkłady naprężeń. Ponieważ punkt [1] nie opisuje wszystkich niekorzystnych skutków wiatru, współczynniki ciśnienia wiatru należy zweryfikować za pomocą testów w tunelu aerodynamicznym na modelu. Dlatego można również uwzględnić wpływ położenia kopuły (na przykład dla sąsiednich budynków).
