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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

Le vent est la seule charge climatique agissant sur toute forme de structure dans tous les pays au monde, contrairement à la neige. Son ampleur varie selon sa localisation géographique. C’est l’une des raisons principales qui justifient aujourd’hui dans les normes, le découpage régional (zone de vent) et la considération de l’altitude, ainsi que la variation des pressions dynamiques en fonction de la hauteur au-dessus du sol pour un site "normal", sans effet de masque.

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.