84810x
001542
2018-10-31

Wyznaczanie obciążeń wiatrem dla wolnostojących konstrukcji dachowych zgodnie z normą EN 1991-1-4

W przypadku wymiarowania wolnostojącego dachu, na przykład zadaszenia stacji benzynowej, konieczne jest wyznaczenie obciążeń z uwzględnieniem punktu 7.3 normy EN 1991-1-4. W niniejszym artykule przedstawiono przykład dachu wklęsłego o lekkim nachyleniu.

Wyznaczanie współczynników

Do wyznaczenia obciążeń należy stosować współczynniki siły cf oraz całkowite współczynniki ciśnienia cp,net zgodnie z tabelami 7.6–7.8. Jeżeli pod dachem lub bezpośrednio obok niego znajduje się przeszkoda (np. składowany materiał), należy określić stopień zablokowania i dokonać interpolacji w tabelach pomiędzy ϕ = 0 (brak przeszkód) a ϕ = 1 (pełne zasłonięcie).

W celu wyznaczenia wypadkowych całkowitych współczynników ciśnienia stosuje się podział powierzchni podobny jak w przypadku budynków zamkniętych. Wartości te odnoszą się jednak wyłącznie do wymiarowania pokrycia dachowego oraz jego elementów mocujących.

Położenie i sposób przyłożenia wynikowej siły wiatru

Do wymiarowania konstrukcji nośnej należy przyjąć, że wypadkowa siła wiatru działa w odległości d/4 od strony nawietrznej. Wielkość d oznacza wymiar połaci dachowej w kierunku działania wiatru. Rysunek 7.17 przedstawia sześć możliwych układów obciążeń w zależności od znaku współczynnika siły.

Ponieważ obciążenie wiatrem działa jako obciążenie powierzchniowe, a nie skupione w węzłach, a jego środek ciężkości przypada w 1/4 długości połaci, należy przyjąć odpowiedni model obciążenia uwzględniający tę cechę. Taki mimośrodowy układ obciążenia prowadzi do bardziej niekorzystnej analizy stateczności np. słupów pośrednich. Jednym z możliwych rozkładów jest obciążenie powierzchniowe w formie parabolicznej funkcji kwadratowej, ponieważ jej środek ciężkości również wypada w 1/4 długości.

Przykład: dach wklęsły

Długość = 15 m
Szerokość = 12 m
Wysokość w koszu = 6 m
Nachylenie dachu = -5 °
Obciążenie wiatrem = 0.5 kN/m²
Brak przeszkód → ϕ = 0
cf = +0,3 (maksimum dla wszystkich ϕ)
cf = -0,5 (minimum dla ϕ = 0)

Wypadkowa siła wiatru

Programy RFEM i RSTAB zawierają generatory obciążeń dla budynków zamkniętych na rzucie prostokąta. Obciążenia mogą być przy tym przykładane opcjonalnie wyłącznie do ścian, wyłącznie do dachu lub do całego budynku.

Konstrukcje nośne wolnostojących zadaszeń nie mogą być automatycznie obliczane. Po wyznaczeniu współczynników można jednak wykorzystać generator obciążeń z zastosowaniem płaszczyzn.

W tym przykładzie pominięto siły tarcia zgodnie z punktem 7.5.

Największe rzędne obciążenia parabolicznego

Omówiono jedynie układy obciążeń 2 i 5. Układy 3 i 6 pominięto ze względu na symetrię.

Na podstawie tych rzędnych obciążenia oraz równania kwadratowego można — w razie potrzeby z wykorzystaniem programu Excel — wyznaczyć zmienne wartości obciążenia dla poszczególnych współrzędnych x i przenieść je do programów RFEM lub RSTAB.


Autor

Pan Fröhlich zapewnia wsparcie techniczne naszym klientom i jest odpowiedzialny za rozwój w dziedzinie konstrukcji żelbetowych.

Odnośniki
Odniesienia
Pobrane


;