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2017-07-23

确定单层建筑物的内部压力系数 cpi 按照 EN 1991-1-4

与雪荷载不同,风荷载是作用在世界上每个国家/地区的每种结构上的唯一气候荷载。 风速取决于建筑物的地理位置。 目前,这是进行区域划分(风区)和在官方标准中考虑海拔高度的主要原因之一。在一个没有面罩作用的场地,还应考虑动压力根据离地高度的变化。

风对结构的影响,在墙体上产生力,如果存在开口,力有时会进入建筑物。 由于复杂的建筑结构和风荷载规范规定了风荷载的计算,所以这是结构工程师面临的主要挑战之一。

标准与应用范围

欧洲标准的统一使得 EC 1 成为许多欧洲国家的当前标准。 欧洲规范 1 规定了高度小于 200 m 的建筑物的风作用规则和计算方法。 EN 1991-1-4 还规定了常见的烟囱、格构式塔架和桥梁(公路桥梁、吊车桥和人行道)的规范。 与其他欧洲规范不同,每个国家/地区都有自己的 EC 1 国家附录。 风荷载区域(地理地图)和其他系数。

压力系数 – 概述

建筑物的每面墙都有两个面(内部和外部)暴露在风中。 减少或放大建筑物上的风压力,取决于风的大小,开口,以及在脸上的影响类型(超压或低压)。 对于任何结构,我们建议同时考虑以下两个影响: 外部压力和内部压力。

因为很多建筑都被认为是封闭式的,所以风的内部压力可以忽略不计。

内压系数 – Cpi

室内压力系数cpi与建筑物洞口的大小和布局有关。 在这里,我们讨论的是永久开口(例如缝隙、烟道等)。

如果在建筑物的至少两个面上(外墙或屋面),每个面上的洞口总面积占该面总面积的 30% 或更多,则按照 EC 1 中 7.3 和 7.4 中定义的规范(隔热屋面) ) 必须适用。

内部压力系数可以通过几个步骤确定(见图 01)。

实际案例: 开放式工业机库

翘曲区域尺寸:
周长:20 m
宽度:10 m
总高度:5.5 m
洞口
:3 m·3 m(4个开口)
  5 m · 3 m(1 个洞口)
窗口:2.5 m·1.5 m

确定每面开口面积的百分比
面面积开口面积百分比
龙的平移0°80 m 224.00 m 230%
旋转180°80 m 218.00 m 223%
小齿轮-90°47.5 m 29.00 m 219%
小齿轮 + 90°47.5 m 23.75 m 27.9%
斜率0°104.4 m 20.00 m 20%
180°倾斜104.4 m 20.00 m 20%

检查开口面积时,没有一个面的开口面积超过 30%。 因此,我们面临的是一栋没有主导面的建筑物。

计算宽度 e

结论: 当 e ≥ d(建筑物高度 d = 10 m)时,不存在 C 区。

计算h/d

阅读区

其中 cpe为负。

开业报告

读数系数 cpi
  • 如果在每个扇形和洞口配置的相应曲线上读取 cpi
  • 如果 cpi是通过每种配置的两条曲线之间的线性插值获得的。

确定 cpi的插值法

对于拥有主导面的建筑物,指的是具有一个正面的建筑物,该截面的面积是其他所有面的面积的两倍:

  • cpi = 0.75 ⋅ cpe如果主导面的孔洞面积是其他孔洞面积的两倍
  • cpi = 0.9 ⋅ cpe如果主导面的孔洞面积是其他孔洞面积的三倍

在大多数情况下(对于普通建筑物),如果不知道洞口的精确分布,标准建议使用极值 cpi = +0.2(超压)和 cpi = 0.3(负压)。

RFEM中考虑内压系数

在RFEM的风荷载生成器中可以在确定内部压力系数后输入。 然后将在自动创建荷载时考虑这些数据。


作者

Cosme Asseya 是 Dlubal 软件法国巴黎分公司的CEO。 他负责协调法语国家/地区的销售、市场营销和技术支持活动。

链接
参考
  1. EN 1991-1-4: Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.


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