Воздействие ветра на конструкции, вызывающее нагрузки на стены, а иногда и на проникновение внутрь зданий, если в них имеются отверстия. Сложная архитектура зданий и требования ветровых норм делают определение ветровых нагрузок одной из основных проблем для инженеров -строителей.
Стандарт и область применения
Гармонизация стандартов в Европе сделала EC 1 действующим стандартом во многих европейских странах. Еврокод 1 устанавливает правила и методы расчета ветровых воздействий на здания менее 200 м. EN 1991‑1‑4 также определяет правила для обычных дымоходов, решетчатых башен и мостов (дорожных мостов, подкрановых путей и пешеходных дорожек). В отличие от других Еврокодов, у каждой страны есть свое Национальное приложение для EC 1. К тому же, существуют ветровые зоны (географическая карта) и другие коэффициенты.
Коэффициент давления - общие сведения
Каждая стена здания подвергается воздействию ветра с двух сторон (внутренняя и внешняя). Давление ветра на здание либо ослабляется, либо усиливается, в зависимости от размера поверхности, на которую воздействует ветер, его отверстий и типа воздействия на стены (избыточное давление или депрессия). Для любой конструкции мы рекомендуем определить эти два эффекта: внешнее давление и внутреннее давление.
Поскольку многие здания считаются закрытыми, внутренним давлением ветра можно пренебречь.
Коэффициент внутреннего давления - Cpi
Коэффициент внутреннего давления cpi зависит от размера и расположения отверстий в здании. В данном случае речь идет о постоянных отверстиях (например, зазоры, каналы дымохода и т.д.).
Если, по крайней мере, на двух сторонах здания (фасаде или кровле), общая площадь проемов на каждой стороне составляет 30% или более от общей площади фасада, правила, определенные в 7.3 и 7.4 EC 1 (изолированные кровли) ) необходимо применить.
Коэффициент внутреннего давления можно определить в несколько шагов (см. Рисунок 01).
Практический случай: Открытый промышленный ангар
Размеры:
отверстия
Определение процента открытой площади каждой грани
| Область лица | Площадь отверстий | Процент | |
|---|---|---|---|
| Длинная панорама 0 ° | 80 м 2 | 24,00 м 2 | 30% |
| Сковорода длинная 180 ° | 80 м 2 | 18,00 м 2 | 23% |
| Шестерня-90 ° | 47,5 м 2 | 9,00 м 2 | 19% |
| Шестерня + 90 ° | 47,5 м 2 | 3,75 м 2 | 7,9% |
| Уклон 0 ° | 104,4 м 2 | 0,00 м 2 | 0% |
| Наклон 180 ° | 104,4 м 2 | 0,00 м 2 | 0% |
При осмотре площадей отверстий видно, что ни одна из граней не имеет открытой площади более 30%. Таким образом, мы находимся в здании без доминирующего фасада.
Расчет ширины e
Заключение: При e ≥ d (глубина здания d = 10 м) зона C отсутствует.
Расчет h/d
Зоны чтения
где cpe отрицательно.
Открытие отчета
Коэффициент чтения cpi
- Если cpi считывается на соответствующей кривой для каждой конфигурации ветра и отверстия.
- Если cpi получено линейной интерполяцией между двумя кривыми для каждой конфигурации.
Интерполяция для определения cpi
Для зданий с доминирующей стороной , то есть здания, у которого площадь одной стороны в два раза больше, чем у всех остальных:
- cpi = 0,75 ⋅ cpe , если площадь отверстий доминирующей грани вдвое превышает размер других отверстий
- cpi = 0,9 ⋅ cpe , если площадь отверстий доминирующей грани в три раза превышает размер других отверстий
В большинстве случаев (для зданий общего пользования), без точного определения расположения отверстий, стандарт рекомендует использовать экстремальные значения cpi = +0,2 (избыточное давление) и cpi = 0,3 (разрежение).
Учет коэффициента внутреннего давления в программе RFEM
В генераторах ветровых нагрузок RFEM можно ввести значение коэффициента внутреннего давления после его определения. Эти данные затем учитываются при автоматическом создании нагрузок.
