Создание ветровых нагрузок на купол с круглым основанием в соответствии с EN 1991-1-4 в RFEM

Lagerhalle mit Kuppel auf kreisrunder Basis

Ветровая нагрузка на стену

Для поверхностей стен ветровая нагрузка определяется в соответствии с [1] , глава 7.9. Он описывает коэффициенты внешнего давления для круглых цилиндров в зависимости от числа Рейнольдса, шероховатости и гибкости поверхности. В случае склада, показанного на рисунке 01, число Рейнольдса составляет 3,35 × 10 ⁷ для скоростного давления 0,70 кН/м². На основании [1], рис. 7.27, коэффициенты внешнего давления для числа Рейнольдса 1,00 × 107 используются путем аппроксимации. Они необходимы в программе RFEM для определения коэффициента нагрузки как функции угла поворота α.

Ermittlung der Reynolds-Zahl und der daraus resultierenden Außendruckbeiwerte

Чтобы определить нагрузку, меняющуюся по периметру, вы можете использовать тип «Свободная переменная нагрузка», который можно найти в меню «Вставить» → «Нагрузка». В соответствующем диалоговом окне вы можете сначала выбрать поверхности стен и определить направление проекции. Ветер действует на локальную ось z поверхности, поэтому необходимо соответствующим образом скорректировать направление нагрузки. Положение нагрузки следует выбрать так, чтобы все стены были окружены проекцией плоскости. В качестве значения нагрузки определяется скоростное давление согласно [1], гл. 4.5, или в соответствии с национальным заявочным документом. Поскольку нагрузка по периметру непостоянна, вы можете установить флажок «По периметру: переменная». Переменная ... »активирована. Таким образом, можно определить коэффициент нагрузки под любым углом по периметру, который факторизует значение нагрузки из предыдущего диалогового окна. Для коэффициента k_α вы можете напрямую выбрать коэффициент внешнего давления (c_pe ) для соответствующего угла. Самый простой способ - подготовить документ в Excel, а затем импортировать параметры с помощью Excel Import. Перед подтверждением ввода необходимо определить ось вращения и начальный угол.

Диалоговое окно для произвольных переменных нагрузок

Для визуальной проверки приложенных нагрузок мы рекомендуем установить флажок «Распределение нагрузки» в навигаторе результатов (см. Рисунок 04). Для этого управления достаточно рассчитать итерацию для соответствующего варианта нагружения. Это экономит время в случае больших конструкций с мелкой сеткой КЭ. Точность распределения нагрузки зависит от сетки КЭ. Чем мельче сетка КЭ, тем точнее будут значения нагрузки.

Lastverteilung entlang des Umfangs

Ветровая нагрузка на купол

[1], гл. 7.2.8 определяет коэффициенты внешнего давления для куполов с прямоугольным и круглым основанием. В случае куполов с круглым основанием коэффициенты внешнего давления следует рассматривать как постоянные в любой плоскости, перпендикулярной направлению ветра. Как видно из [1], рисунок 7.12, коэффициенты внешнего давления могут применяться к трем областям (A, B и C). Области между ними могут быть подвергнуты линейной интерполяции. Коэффициент внешнего давления имеет значение -0,65 для области A, -0,80 для области B и -0,25 для области C (см. Рисунок 5). Согласно [1], Выражение 5.1, результат давления ветра для скоростного давления 0,70 кН/м² составляет -0,46 кН/м² для области A, -0,56 кН/м² для области B и -0,18 кН/м² для области C .

Коэффициенты внешнего давления для куполов с круглым основанием

Эту нагрузку можно легко определить в RFEM с помощью произвольных прямоугольных нагрузок, которые можно создать в меню «Вставить» → «Нагрузки». Помимо определения плоскости проекции и направления нагрузки, можно рассмотреть линейную функцию для распределения нагрузки, которая охватывает интерполяцию между отдельными областями, как упомянуто в предыдущем абзаце. Теперь созданы две свободные прямоугольные нагрузки. Один предназначен для зон от A до B, второй - для зон от B до C (см. Рисунок 6).

Dialog Box for Free Rectangular Load

Функция распределения нагрузки может помочь вам контролировать приложенную ветровую нагрузку. Для лучшего документирования эффекта нагрузки вы можете дополнительно создать сечение (см. Рисунок 7).

Load Distribution on Dome

Load Distribution on Dome and Walls

Подробнее

Купола очень чувствительны к действию ветра, особенно если они сделаны из мембраны или оболочки и если диаметр купола очень большой (например, на стадионах) [2]. В этом случае недостаточно учитывать только ветровую нагрузку, необходимо проанализировать дополнительные распределения напряжений. Поскольку [1] не описывает всех неблагоприятных ветровых воздействий, коэффициенты ветрового давления должны быть проверены с помощью испытаний в аэродинамической трубе на модели. Таким образом, вы также можете учитывать влияние положения купола (например, для окружающих зданий).