Wyznaczanie współczynnika mocy wynikowych obciążeń prętowych dla konstrukcji płaszczyzny kratowej z obciążenia wiatrem

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator Podgląd oryginalnego tekstu

W niniejszym artykule przedstawiono prosty przykład konstrukcji kratowej wyjaśniającej sposób obliczania obciążenia wiatrem w funkcji wytrzymałości bryłowej.

Wiatr prostopadły do konstrukcji

Rysunek 01 - Frame Dimensions

Prędkość podstawowa v b = 25,0 m/s
Podstawowe ciśnienie prędkości q b = 0,39 kN/m²
Szczytowe ciśnienie prędkości = \; 1,7 \; \ cdot \; {\ mathrm q} _ \ mathrm b \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm z} {10} ^ {0.37} \; = \; 1,7 \; \ cdot \; 0,39 \; \ cdot \; \ frac {7.5} {10} ^ {0.37} \; = \; 0,596 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m² $

Współczynnik siły cf dla kratownic:
${\mathrm c}_\mathrm f\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm f,0}\;\cdot\;{\mathrm\Psi}_\mathrm\lambda$

Wyznaczenie podstawowego współczynnika siły c f, 0 dla kratownic o nieskończonej smukłości ze stopniem zwartości φ

Współczynnik solidności:
$\begin{array}{l}\mathrm\varphi\;=\;\frac{\mathrm A}{{\mathrm A}_\mathrm C}\;\\\mathrm{mit}\\\mathrm A\;=\;\mathrm{Summe}\;\mathrm{der}\;\mathrm{projizierten}\;\mathrm{Flächen}\;\mathrm{der}\;\mathrm{Stäbe}\\{\mathrm A}_\mathrm C\;=\;\mathrm l\;\cdot\;\mathrm b\;=\;\mathrm{umschlossene}\;\mathrm{Fläche}\;\mathrm{des}\;\mathrm{betrachteten}\;\mathrm{Bereichs}\end{array}$

Wskaźnik powierzchni kratownicy:
$\begin{array}{l}\mathrm A\;=\;2,828\;\mathrm m\;\cdot\;0,1\;\mathrm m\;\cdot\;5\;+\;2,0\;\mathrm m\;\cdot\;0,05\;\mathrm m\;\cdot\;4\;+\;2,0\mathrm m\;\cdot\;0,1\;\mathrm m\;\cdot\;2\;+\\+\;10\;\mathrm m\;\cdot\;0,2\;\mathrm m\;\cdot\;2\;=\;6,214\mathrm m²\\{\mathrm A}_\mathrm C\;=\;10\;\mathrm m\;\cdot\;2\;\mathrm m\;=\;20\;\mathrm m²\end{array}$

Rysunek 02 - Displaying Parameters for Determination of Solidity in RFEM/RSTAB

Współczynnik solidności:
$\mathrm\varphi\;=\;\frac{6,214\;\mathrm m²}{20\;\mathrm m²}\;=\;0,3107$

Po określeniu stopnia kompletności podstawowy współczynnik siły c f, 0 można odczytać jako 1,6 , na przykład na rysunku 7.33 normy DIN EN 1991-1-4 [1] .

Rysunek 03 - Force Coefficient cf,0

Ponadto w celu wyznaczenia współczynnika redukcji des λ należy określić efektywną smukłość elementu konstrukcyjnego.

Smukłość efektywna λ (tab. 7.16 → DIN EN 1991-1-4 [2] )

$\mathrm\lambda\;=\;2\;\cdot\;\frac{10\;\mathrm m}{2\;\mathrm m}\;=\;10\;<\;70\;\rightarrow\;10\;\mathrm{ist}\;\mathrm{maßgebend}.$

W przypadku wcześniej obliczonych wartości współczynnik redukcji Ψ λ można odczytać jako 0,95 na schemacie pokazanym na rysunku 7.36 normy.

Rysunek 04 - End-Effect Factor Ψλ

Stosując ten współczynnik, uzyskuje się następujący współczynnik siły:
${\mathrm c}_\mathrm f\;=\;{\mathrm c}_{\mathrm f,0}\;\cdot\;{\mathrm\Psi}_\mathrm\lambda\;=\;1,6\;\cdot\;0,95\;=\;1,52$

Obliczanie wynikowego obciążenia wiatrem konstrukcji kratowej

Opcja 1: statyczne obciążenie równoważne F w
$\begin{array}{l}{\mathrm F}_\mathrm w\;=\;{\mathrm c}_\mathrm f\;\cdot\;{\mathrm q}_\mathrm p(\mathrm z)\;\cdot\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\\\mathrm{mit}\\\;{\mathrm A}_\mathrm{ref}\;=\;\mathrm{projizierte}\;\mathrm{Fläche}\\\;{\mathrm F}_\mathrm w\;=\;1,52\;\cdot\;0,596\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;\cdot\;6,214\;\mathrm m²\;=\;5,63\;\mathrm{kN}\end{array}$

Opcja 2: Obciążenie jako obciążenia prętowe od obciążenia powierzchniowego
${\mathrm F}_{\mathrm w1}\;=\;1,52\;\cdot\;0,596\;\mathrm{kN}/\mathrm m²\;=\;0,91\;\mathrm{kN}/\mathrm m²$

Aby upewnić się, że obciążenie powierzchniowe w programie RFEM/RSTAB jest rozkładane tylko na pręty, konieczne jest wybranie obszaru zastosowania obciążenia na „Niepełne, tylko na prętach”. Po wprowadzeniu obciążenia i kliknięciu przycisku [OK] w oknie informacyjnym wyświetlana jest ponownie suma obciążenia, które należy zastosować.

Literatura

[1] Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 1-4: Działania ogólne - obciążenia wiatrem; EN 1991-1-4: 2005 + A1: 2010 + AC: 2010
[2]  Załącznik krajowy - Parametry określane na szczeblu krajowym - Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 1-4: Działania ogólne - obciążenia wiatrem; DIN EN 1991-1-4/NA: 2010-12

Do pobrania

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD