Ветрозащитные конструкции - это особые типы тканевых конструкций, которые защищают окружающую среду от вредных химических частиц, уменьшают ветровую эрозию и помогают сохранить ценные источники. Пыль образуется в результате воздействий ветра и механического оборудования, такого как штабелеры/реклаймеры, грузовики, погрузчики и точки передачи конвейеров, которые часто встречаются в промышленных объектах. Благодаря тому, что количество поднимаемой ветром пыли зависит от третьей степени скорости ветра, снижение скорости ветра, кроме прочего, уменьшит эрозию в незащищенных областях на 12 процентов. Пыль, переносимая ветром, со временем осядет, при этом количество времени, необходимое для осадки, зависит от температуры, турбулентности ветра и высоты над уровнем земли.
В естественной среде ветровая эрозия представляет собой отрыв, движение и повторное отложение твердых частиц, таких как грунт, песок и другие частицы. Данное явление переноса ветром является особым случаем двухфазного потока газ-тело. Ветровая эрозия является существенным фактором деградации почвы, опустынивания и песчаных бурь [1]. Это приводит к серьезным экологическим проблемам, таким как уменьшение площади сельскохозяйственных угодий и загрязнение воздуха [2]. Поэтому очень важно создать метод для предотвращения или уменьшения ветровой эрозии.
В нашем примере [3] ткань изготовлена из пористой тканой полипиленовой ткани (PWPF), которая обладает хорошей прочностью при растягивающем напряжении. Кроме того, существуют различные процентные значения пористости, которые могут повлиять на направление скорости ветра и на проектирование конструкции. С увеличением пористости снижение скорости ветра менее интенсивно и конструкция становится более лёгкой; с другой стороны, меньшая пористость может дополнительно уменьшить скорость ветра, но вес конструкции будет больше. Необходимо найти оптимальное значение пористости с учетом спецификации проекта.
Такого рода матерчатые конструкции при моделировании ветра имеют гораздо более сложные характеристики, чем обычные тканевые конструкции. Некоторые правила расчета конструкций, такие как сочетания нагрузок, коэффициенты надежности и т.д., необходимо определить повторно в соответствии с новым подходом. Конструктивная система состоит из пористой ткани, трехмерной фермы, вантов, оголовков, свай, специальных инструментов для соединения ткани с тросом, и т.д.
Сопротивление продольному потоку, которое можно охарактеризовать коэффициентом потерь, является важным фактором в определении ветровых нагрузок, действующих на пористые конструкции. На примере сетчатых экранов из проволоки с круглым сечением было продемонстрировано, что существует связь между пористостью и коэффициентом потерь. Коэффициент потерь для различных типов зданий определяется функцией, которая учитывает как пористость, так и конструкцию. В результате было решено применить эффективную пористость, которая является пористостью сетчатого экрана из проволоки круглого сечения, с тем же коэффициентом потерь. Было показано, что нагрузки, приложенные к пористой конструкции, значительно ниже, чем нагрузки, приложенные к монолитной конструкции, с помощью коэффициента, который на один меньше, чем [3]. Коэффициент потерь и понижающий коэффициент необходимо рассчитать для различных процентных соотношений пористой структуры, этот коэффициент должен учитываться при расчете конструкций в сочетаниях нагрузок от ветровой нагрузки [3].
![Диаграмма коэффициента потерь, основанная на аналитическом, экспериментальном и CFD-моделировании с использованием RWIND в сравнении с [3]](/ru/webimage/036448/3433191/341.jpg?mw=760&hash=e48a41f7af81c2f65bf76bb9adc7cc658b99f6fc)
![Коэффициент снижения нагрузки по сравнению с [3]](/ru/webimage/036450/3433319/802.jpg?mw=760&hash=749eafb300e6c6b3ff1ad20fc74e5587ab96ee65)
После выполнения моделирования ветра, результаты расчета ветра передаются в RFEM для расчета и проектирования конструкций. Важно учитывать различные направления ветра, но в данном случае перпендикулярное направление имеет решающее значение.
Кроме того, в последней версии программы RWIND 2 Pro можно присвоить функции проницаемости непосредственно поверхности. Данный метод может снизить вычислительные затраты, кроме того, нет необходимости учитывать в расчетах коэффициенты снижения нагрузки. Краткую теорию проницаемости можно найти в разделе «Проницаемость» (см. ссылку ниже). В программе RWIND 2 Pro проницаемость моделируется с помощью граничного условия, заданного перепада давления на заданных поверхностях.
Вы можете найти более подробную информацию здесь:
Строительная компания: Mana Sanat Davin, Иран
Инженер-консультант: Windsolution Structures, Канада
