Vanturi: reguli de calcul, recomandări ale profesioniștilor

La proiectarea clădirilor și a structurilor, calculul încărcării vântului trebuie efectuat destul de des. Acest indice este calculat prin formule speciale. Este important să se ia în considerare o astfel de sarcină, de exemplu, atunci când se desenează desene de sisteme de acoperișuri de case, alegând locația și designul panourilor, etc.

Norme SNiP

De fapt, foartelimita acestui parametru este dată de SNiP 2.01. 07-85. Potrivit acest documentului, vant ar trebui considerată o colecție:

• Presiunea care acționează asupra suprafețelor exterioare ale structurilor structurii sau ale elementului-

• Forța de frecare îndreptată de-a lungul tangentei către suprafața structurii, referindu-se la zona de proeminență verticală sau orizontală -

• presiunea normală aplicată pe suprafața interioară a clădirii cu structuri de închidere permeabile sau deschideri deschise.

Cum se determină

La calcularea încărcării vântului se iau în considerare doi parametri principali:

• valoarea medie a componentei-

• pulsație.

Sarcina este definită ca suma acestor doi parametri.

Componentă medie: formula de bază

În cazul în care vantÎn proiectare nu va fi luată în considerare, va avea ulterior un impact foarte negativ asupra caracteristicilor de performanță ale clădirii sau structurii. Componenta sa medie se calculează prin această formulă:

W = Wo * k.

Aici W este valoarea calculată vant la o înălțime z deasupra solului, Wo este valoarea sa normativă, k este coeficientul de schimbare a presiunii în înălțime. Toate datele inițiale din această formulă sunt determinate din tabele.

Uneori, în calcule, folosim și parametrul c - coeficientul aerodinamic. Formula arata astfel: W = Wo * ka.

Valoare normativă

Pentru a afla ce este acest parametru, trebuie să utilizați tabelul zone prin încărcarea vântului Federația Rusă. Există numai opt. Tabel de sarcini eoliene (în funcție de valorile Wo din această sau din acea regiune a Rusiei) este prezentată mai jos.

Pentru regiunile insuficient studiate ale țării, precum și pentru regiunile muntoase, acest parametru al SNiP permite determinarea conform datelor stațiilor meteorologice înregistrate oficial și pe baza experienței operaționale a clădirilor și structurilor existente. În acest caz, pentru a determina valoarea normativă vant se folosește o formulă specială. Se pare ca aceasta:

Wo= 0,61 V2o.

Aici V2o - viteza vântului în metri pe secundă la un nivel de 10 m, care corespunde intervalului de mediere de 10 minute și depășește la fiecare 5 ani.

Cum se determină coeficientul k?

Există, de asemenea, o masă specială pentru acest parametru. La determinarea acesteia, se ține seama de tipul localității în care urmează să fie construită construcția sau clădirea. În total, există trei:

1. Introduceți "A" - zone deschise de plat: coastele mărilor, lacurile și râurile, stepele, deșerturile, zonele tundre, stepa pădurilor.

2. Introduceți "B" - Zona acoperită de obstacole de până la 10 metri înălțime: o zonă a orașului, păduri etc.

3. Tip "C" - zone urbane cu o înălțime a clădirii mai mare de 25 m.

Tipul de șantier este de asemenea determinat ținând seama de cerințele SNiP. La proiectare, acest lucru trebuie luat în considerare. Orice clădire este considerată localizată într-un anumit tip de teren, în cazul în care aceasta din urmă este situată pe partea de vânt a acesteia, la o distanță de 30 de ore. Aici, h este înălțimea de proiectare a structurii la 60 m. Cu o înălțime mai mare a clădirii, tipul de teren Se consideră a fi determinată în cazul în care este reținută timp de cel puțin 2 km de partea vântului.

Cum se calculează sarcina de pulsație

Conform SNiP, sarcina vântului, laAșa cum am menționat deja, ar trebui să fie definită ca suma normativelor medii și pulsatoare. valoare ultima parametrul depinde de tipul structurii în sine și de caracteristicile designului acesteia. În acest sens, distingeți:

• structuri cu frecvență de oscilație naturală care depășesc valoarea limită specificată (coșuri, turnuri, piloni, dispozitive de tip coloană);

• structuri sau elemente ale construcției lor, reprezentând un sistem cu un grad de libertate (cadre transversale ale clădirilor cu o singură etapă de producție, turnuri de apă etc.) -

• simetrice în ceea ce privește clădirea.

Formule pentru diferite tipuri de structuri

Pentru primul tip de structură în determinarea pulsatorului vânt și sarcinăFormula este:

Wp = WGV.

Aici W este un normativ nSarcina, determinată prin formula prezentată mai sus, coeficientul G - coeficientul de inflexiune la înălțimea z, V - coeficientul de corelație al pulsațiilor. Ultimii doi parametri sunt determinați de tabele.

Pentru structurile cu frecvență de oscilație naturală care depășesc valoarea limită stabilită, la determinarea pulsatorului vant se aplică următoarea formulă:

Wp = WQG.

Aici, Q este coeficientul dinamic, determinat din diagramă (prezentat mai jos), în funcție de parametrul E, calculat din formula E = radic-RW / 940f (R - coeficientul de fiabilitate prin sarcină, f - frecvența oscilațiilor naturale) și reducerea logaritmică a oscilațiilor. Ultimul parametru este constant și este acceptat pentru:

• pentru clădirile cu cadru din oțel,

• pentru stâlpi, țevi futter etc. ca 0.15.

Pentru simetrie în ceea ce privește clădirile, pulsatorulîncărcare etrovayase calculează cu formula:

• Wp= mQNY.

Aici Q este coeficientul de dinamism, m este masa structurii la înălțimea z și Y este vibrația orizontală a structurii la nivelul z în prima formă. N în această formulă - special coeficientul care poate fi determinat, împărțind anterior structura în r numărul de secțiuni la limitele cărora încărcarea vântului este constantă și profitând de formule speciale.

O altă cale

alerga calculul sarcinii vântului mEste posibil, folosind o tehnică puțin diferită. În acest caz, mai întâi trebuie să determinați presiunea vântului conform formulei:

• (Psf) = .00256 * V ^ 2.

Aici V este viteza vântului (în mile / h).

Calculați apoi coeficientul de rezistență. Acesta va fi egal cu:

• 1.2 - pentru structuri verticale îndelungate -

• 0.8 pentru scurt-

• 2.0 - pentru structuri orizontale lungi -

• 1.4 - pe scurt (de exemplu, fațada unei clădiri).

Apoi trebuie să folosim formula generalăa vântului pe clădire sau structură:

• F = A * P * Cd.

Aici A este zona câmpul, P - presiunea vântului, Cd - coeficientul de tracțiune.

Puteți folosi și o formulă puțin mai complicată:

• F = A * P * Cd * Kz * Gh.

Atunci când se aplică, factorii de expunere Kz b și sensibilitatea la o senzație de vânt Gh. Primul este calculat ca z / 33] ^ (2/7, a doua este de 65 + 60 / (h / 33) ^ (1/7). În aceste formule, z este înălțimea de la sol la mijlocul structurii, h este înălțimea totală a acesteia din urmă.

Recomandări ale specialiștilor

Pentru a calcula sarcina vântului, inginerii recomandă de multe ori să se utilizeze cele mai cunoscute programe MS Excel și OOo Calc din pachetul Open Office. De exemplu, procedura de aplicare a acestui software poate fi:

• Excel este inclus pe foaia "Energia eoliană"
• viteza vântului este înregistrată într-o celulă D3-
• timp în D5-
• zona secțiunii fluxului de aer - în D6-
• densitatea aerului sau greutatea sa specifică - în D7-
• Eficiența parcului eolian este în D8.

Există și alte modalități de utilizare a acestui software cu alte date inițiale. În orice caz, este convenabil să se aplice MS Excel și OOo Calc pentru a calcula sarcina vântului pe clădiri și structuri, precum și modelele lor individuale.