Поиск материалов на сайте
Статьи, калькуляторы, примеры расчётов и проектирования.
11.1.1 Нормативное значение основной ветровой нагрузки w следует задавать в одном из двух вариантов. В первом случае нагрузка w представляет собой совокупность:
а) нормального давления we, приложенного к внешней поверхности сооружения или элемента;
б) сил трения wf, направленных по касательной к внешней поверхности и отнесенных к площади ее горизонтальной (для шедовых или волнистых покрытий, покрытий с фонарями) или вертикальной проекции (для стен с лоджиями и подобных конструкций);
в) нормального давления wi, приложенного к внутренним поверхностям сооружений с проницаемыми ограждениями, открывающимися или постоянно открытыми проемами.
Во втором случае нагрузка w рассматривается как совокупность:
а) проекций wx и wy, внешних сил, обусловленных общим сопротивлением сооружения в направлении осей x и y;
б) крутящего момента wMz относительно оси z.
11.1.2 Во всех случаях нормативное значение основной ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней wm и пульсационной wp составляющих
w = wm + wp . (11.1)
При определении внутреннего давления wi пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается не учитывать.
11.1.3 Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки wm в зависимости от эквивалентной высоты ze над поверхностью земли следует определять по формуле
wm = w0k(ze)c , (11.2)
где w0 - нормативное значение ветрового давления (см. 11.1.4);
k(ze) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze (см. 11.1.5 и 11.1.6);
c - аэродинамический коэффициент (см. 11.1.7).
11.1.4 Нормативное значение ветрового давления w0 принимается в зависимости от ветрового района по таблице 11.1. Нормативное значение ветрового давления допускается уточнять в установленном порядке на основе данных местных метеостанций (см. 4.4). В этом случае w0, Па, следует определять по формуле
, (11.3)
где v50 - скорость ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа A (11.1.6), определяемая с 10-минутным интервалом осреднения и с периодом повторяемости 50 лет, т.е. превышаемая в среднем один раз в 50 лет.
Таблица 11.1
|
Снеговые районы (принимаются по карте 1 приложения Е) |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Sg, кПа |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
11.1.5 Эквивалентная высота ze определяется следующим образом.
1 Для башенных сооружений, мачт, труб, решетчатых конструкций и т.п. сооружений ze = z.
2 Для зданий:
а) при h ≤ d → ze = h;
б) при d < h ≤ 2d:
- для z ≥ h - d → ze = h;
- для 0 < z < h - d → ze = d;
в) при h > 2d:
- для z ≥ h - d → ze = h;
- для d < z < h - d → ze = z;
- для 0 < z ≤ d → ze = d.
Здесь z - высота от поверхности земли;
d - размер здания (без учета его стилобатной части) в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер);
h - высота здания.
11.1.6 Коэффициент k(ze) для высот ze ≤ 300 м определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4), в которых принимаются следующие типы местности:
A - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
B - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
C - городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.
Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h - при высоте сооружения h < 60 м и на расстоянии 2 км - при h > 60 м.
Примечания:
- Для высот ze > 300 м коэффициент k(ze), а также коэффициент ζ(ze) пульсации давления ветра (см. 11.1.8) определяются в рекомендациях, разработанных в рамках научно-технического сопровождения.
- Типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.
Таблица 11.2
|
Высота ze, м |
Коэффициент k для типов местности |
||
|
A |
B |
C |
|
|
≤ 5 |
0,75 |
0,5 |
0,4 |
|
10 |
1,0 |
0,65 |
0,4 |
|
20 |
1,25 |
0,85 |
0,55 |
|
40 |
1,5 |
1,1 |
0,8 |
|
60 |
1,7 |
1,3 |
1,0 |
|
80 |
1,85 |
1,45 |
1,15 |
|
100 |
2,0 |
1,6 |
1,25 |
|
150 |
2,25 |
1,9 |
1,55 |
|
200 |
2,45 |
2,1 |
1,8 |
|
250 |
2,65 |
2,3 |
2,0 |
|
300 |
2,75 |
2,5 |
2,2 |
. (11.4)
Значения параметров k10 и α для различных типов местностей приведены в таблице 11.3.
Таблица 11.3
|
Параметр |
Тип местности |
||
|
A |
B |
C |
|
|
α |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
|
k10 |
1,0 |
0,65 |
0,4 |
|
ζ10 |
0,76 |
1,06 |
1,78 |
11.1.7 При определении компонентов ветровой нагрузки we, wf, wi, wx, wy и wMz следует использовать соответствующие значения аэродинамических коэффициентов: внешнего давления ce, трения cf, внутреннего давления ci и лобового сопротивления cx, поперечной силы cy, крутящего момента cMz, принимаемых по приложению В.1, где стрелками показано направление ветра. Знак "плюс" у коэффициентов ce или ci соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак "минус" - от поверхности (отсос). Промежуточные значения нагрузок следует определять линейной интерполяцией.
При определении ветровой нагрузки на поверхности внутренних стен и перегородок при отсутствии наружного ограждения (на стадии монтажа) следует использовать аэродинамические коэффициенты внешнего давления ce или лобового сопротивления cx.
Для сооружений повышенного уровня ответственности, которые указаны в [1, статья 48.1, часть 2] или примечании 2, а также во всех случаях, не предусмотренных В.1 приложения В (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям, необходимость учета влияния близстоящих зданий и сооружений и аналогичные случаи), аэродинамические коэффициенты необходимо устанавливать в рекомендациях, разработанных на основе результатов модельных испытаний в аэродинамических трубах, или с учетом данных, опубликованных в технической литературе.
Примечания:
- При назначении коэффициентов cx, cy и cz необходимо указать размеры сооружения, к которым они отнесены.
- Для градирен, наружных кабельных эстакад, эстакад под технологические трубопроводы, наружных этажерок с оборудованием или с защитными экранами, козырьков с вылетом более 7 м, групп сооружений с круговой цилиндрической поверхностью, расстояние между которыми менее 3d, а также горизонтальных цилиндрических сооружений, расположенных вблизи плоской поверхности на высоте менее 1,5d, аэродинамические коэффициенты необходимо устанавливать в специальных рекомендациях (здесь d максимальный диаметр цилиндрических сооружений).
- Значения аэродинамических коэффициентов, указанных в В.1 приложения В, допускается уточнять на основе данных модельных аэродинамических испытаний сооружений.
11.1.8 Нормативное значение пульсационной составляющей основной ветровой нагрузки wp на эквивалентной высоте ze следует определять следующим образом:
а) для сооружений (и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f1, Гц, больше предельного значения собственной частоты flim (см. 11.1.10), - по формуле
, (11.5)
где wm - определяется в соответствии с 11.1.3;
ζ(ze) - коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) для эквивалентной высоты ze (см. 11.1.5);
v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. 11.1.11).
Таблица 11.4
|
Высота ze, м |
Коэффициент пульсаций давления ветра ζ для типов местности |
||
|
A |
B |
C |
|
|
≤ 5 |
0,85 |
1,22 |
1,78 |
|
10 |
0,76 |
1,06 |
1,78 |
|
20 |
0,69 |
0,92 |
1,50 |
|
40 |
0,62 |
0,80 |
1,26 |
|
60 |
0,58 |
0,74 |
1,14 |
|
80 |
0,56 |
0,70 |
1,06 |
|
100 |
0,54 |
0.67 |
1,00 |
|
150 |
0,51 |
0,62 |
0,90 |
|
200 |
0,49 |
0,58 |
0,84 |
|
250 |
0,47 |
0,56 |
0,80 |
|
300 |
0,46 |
0,54 |
0,76 |
. (11.6)
Значение параметров ζ10 и α для различных типов местностей приведены в таблице 11.3;
б) для всех сооружений (и их конструктивных элементов), у которых f1 < flim < f2 - по формуле
, (11.7)
где f2 - вторая собственная частота;
ξ - коэффициент динамичности, определяемый по рисунку 11.1 в зависимости от логарифмического декремента колебаний δ (см. 11.1.10) и параметра ε1, который определяется по формуле (11.8) для первой собственной частоты f1;
. (11.8)
Здесь w0 (Па) - нормативное значение давления ветра (см. 11.1.4);
k(zэк) - коэффициент, учитывающий изменение давления ветра для высоты zэк (11.1.6);
γf - коэффициент надежности по нагрузке (см. 11.1.12).
Для конструктивных элементов zэк - высота z, на которой они расположены; для зданий и сооружений zэк = 0,8h, где h - высота сооружений;
в) для сооружений, у которых вторая собственная частота меньше предельной, необходимо производить динамический расчет с учетом s первых форм собственных колебаний. Число s следует определять из условия fs < flim < fs+1;
г) при расчете зданий допускается учитывать динамическую реакцию по трем низшим собственным формам колебаний (двум изгибных и одной крутильной или смешанным крутильно-изгибным).
Примечания:
- При расчете многоэтажных железобетонных зданий высотой до 40 м и одноэтажных железобетонных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типа A и B (см. 11.1.6), пульсационную составляющую ветровой нагрузки допускается определять по формуле (11.5).
- Собственные частоты допускается определять при действии нормативных значений нагрузок (постоянных, длительных, кратковременных), учитываемых для рассматриваемой расчетной ситуации.
11.1.9 Усилия и перемещения при учете динамической реакции по s собственным формам определяются по формуле
, (11.9)
где X - суммарные усилия или перемещения;
Xs - усилия или перемещения по s-й форме колебаний.
11.1.10 Предельное значение частоты собственных колебаний flim, Гц, следует определять по таблице 11.5.
Таблица 11.5
|
Ветровые районы (принимаются по карте 3 приложения Е) |
flim, Гц |
|
|
δ = 0,3 |
δ = 0,15 |
|
|
Ia |
0,85 |
2,6 |
|
I |
0,95 |
2,9 |
|
II |
1,1 |
3,4 |
|
III |
1,2 |
3,8 |
|
IV |
1,4 |
4,3 |
|
V |
1,6 |
5,0 |
|
VI |
1,7 |
5,6 |
|
VII |
1,9 |
5,9 |
Значение логарифмического декремента колебаний δ следует принимать:
а) для железобетонных и каменных сооружений, а также для зданий со стальным каркасом при наличии ограждающих конструкций δ = 0,3;
б) для стальных сооружений, футерованных дымовых труб, аппаратов колонного типа, в том числе на железобетонных постаментах δ = 0,15.
11.1.11 Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления v следует определять для расчетной поверхности сооружения или отдельной конструкции, для которой учитывается корреляция пульсаций.
Расчетная поверхность включает в себя те части наветренных и подветренных поверхностей, боковых стен, кровли и подобных конструкций, с которых давление ветра передается на рассчитываемый элемент сооружения.
Если расчетная поверхность близка к прямоугольнику, ориентированному так, что его стороны параллельны основным осям (рисунок 11.2), то коэффициент v следует определять по таблице 11.6 в зависимости от параметров ρ и χ, принимаемых по таблице 11.7.
Таблица 11.6
|
ρ, м |
Коэффициент v при χ, м, равном |
||||||
|
5 |
10 |
20 |
40 |
80 |
160 |
350 |
|
|
0,1 |
0,95 |
0,92 |
0,88 |
0,83 |
0,76 |
0,67 |
0,56 |
|
5 |
0,89 |
0,87 |
0,84 |
0,80 |
0,73 |
0,65 |
0,54 |
|
10 |
0,85 |
0,84 |
0,81 |
0,77 |
0,71 |
0,64 |
0,53 |
|
20 |
0,80 |
0,78 |
0,76 |
0,73 |
0,68 |
0,61 |
0,51 |
|
40 |
0,72 |
0,72 |
0,70 |
0,67 |
0,63 |
0,57 |
0,48 |
|
80 |
0,63 |
0,63 |
0,61 |
0,59 |
0,56 |
0,51 |
0,44 |
|
160 |
0,53 |
0,53 |
0,52 |
0,50 |
0,47 |
0,44 |
0,38 |
При расчете сооружения в целом размеры расчетной поверхности следует определять с учетом указаний В.1 приложения В, при этом для решетчатых сооружений в качестве расчетной поверхности необходимо принимать размеры поверхности по его внешнему контуру.
Таблица 11.7
|
Основная координатная плоскость, параллельно которой расположена расчетная поверхность |
ρ |
χ |
|---|---|---|
|
zoy |
b |
h |
|
zox |
0,4a |
hn |
|
xoy |
b |
a |
- Войдите, чтобы оставлять комментарии