Сбор временных нагрузок от ветра.

Исходные данные:

Размеры здания в плане B*L-12*36м;

Высота здания: Н=27м;

Место строительства: г.Орск.

Решение:

Нормативное значение ветровой нагрузки следует определять по формуле 11.1[2]:

,

где - значение средней нормативной ветровой нагрузки;

- значение пульсационной ветровой нагрузки.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки следует определять по формуле 11.2 [2]:

,

Где - нормативное значение ветрового давления в зависимости от ветрового района, принимается в соответствии с п.11.1.4.[2]:

(III ветровой район для г.Орск);

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для эквивалентной высоты (п. 11.1.6.[2]);

с- аэродинамический коэффициент (п. 11.1.7 [2]);

Рис. 4 Схема здания

Эквивалентная высота z_e определяется по п. 11.1.5 и по приложению Д [2]:

a) при h≤ d→ z_e=h;

b) при h≤ 2d: для z> h-d → z_e=h, для 0< z <h-d → z_e =d;

c) при h> 2d: для z≥ h-d→ z_e=h; для d< z<h-d → z_e=z; для 0<z≤ d → z_e=d.

где z- высота от поверхности земли; d- размер здания (без учета его стилобатной части) в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер); h- высота здания.

Коэффициент определяется по формуле (11.4 [2]). Тип местности принимаем В.

Рис. 5 Схема определения аэродинамических коэффициентов.

Значения параметров к₁₀ и α для типа местности В определяются по таблице 11.3 [2]:

α=0,20 к₁₀=0,65, z_e=27м
.

Таблица 3.Аэродинамические коэффициенты. Тип местности В.

Боковые участки	Наветренная сторона	Подветренная сторона
Участки
А	В	С	D	E
-1,0	-0,8	-0,5	0,8	-0,5

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на эквивалентной высоте z_e следует определять следующим образом:

,

- коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 [2] для эквивалентной высоты z_e;

ν- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра п. 11.1.11 [2]. Для определения коэффициента необходимо определить коэффициенты ρ и χ по таблице 11.7 [2]

ρ=b= 36м, χ=h=27м.

Расчетное значение полной ветровой нагрузки определяется по формуле:

, где - коэффициент надежности по ветровой нагрузке следует принимать по п.11.1.12 [2]= 1,4.

 

 

1. Расчет при действии ветра поперек здания.

h≤d → z_e=h; d=a=36м.

h=27м < d=36; z_e=h=27м.

Необходимо определить значения ветрового давления на характерных высотах z₁=0; z₂=27м.

Действие ветра соответствует расчетной плоскости ZOY. По таблице 11.7 [2] находим, что ρ=b= 36, χ=h=27.

По таблице 11.6 [2] в зависимости от ρ и χ найдем ν=0,762.

Расчет нагрузок представлен в табличной форме.

Таблица 4. Наветренная сторона стены и участок Д с=±0,8 и ν=0,762

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
27	0,38	0,967	0,294	0,878	0,181	0,475	0,665

Таблица 5. Подветренная сторона стены и участок Е с=-0,5 и ν=0,762

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
27	0,38	0,967	0,184	0,878	0,113	0,297	0,416

Таблица 6. Боковой участок с=-1,0; ν=0,762

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
27	0,38	0,967	0,367	0,878	0,226	0,593	0,83

Рис. 6 Распределение давления ветра.

2. Расчет при действии ветра вдоль здания (b<a).

d=a=12м

h=27м> 2d=2*12=24м

В соответствии с 2.в п.11.1.5 [2] будем иметь:

для z≥ h-d, z>27-12=15→ z_e=h=27;

для d< z<h-d, 12<z<15→ z_e=z (от 12 до 15);

для 0<z≤ d 0<z<12→ z_e=d=12.

Назначим самостоятельно тип местности по п. 11.1.6 тип местности В. Необходимо определить значения ветрового давления на характерных высотах z₁=0, z₂=12, z₃=14,9, z₄=h-d=15, z₅=27.

Ветер действующий вдоль здания соответствует расчетной плоскости ZOY определяется по таблице11.7[2] ρ=b= 12, χ=h=27.

По таблице 11.6 [2] в зависимости от ρ и χ найдем ν=0.787.

Таблица 7. Наветренная сторона стены и боковой участок с=±0,8;ν=0.787

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
0	0,38	0,748	0,227	0,991	0,177	0,404	0,566
12	0,748	0,227	0,991	0,177	0,404	0,566
14,9	0,748	0,227	0,991	0,177	0,404	0,566
15	0,934	0,284	0,878	0,196	0,48	0,672
27	0,934	0,284	0.878	0,196	0,48	0,672

Таблица 8. Подветренная сторона стены и боковой участок с=-0,5;ν=0.787

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
0	0,38	0,748	0,142	0,991	0,111	0,253	0,354
12	0,748	0,142	0,991	0,111	0,253	0,354
14,9	0,748	0,142	0,991	0,111	0,253	0,354
15	0,934	0,178	0,878	0,123	0,301	0,421
27	0,934	0,178	0.878	0,123	0,301	0,421

Таблица 9. Боковой участок с=-1;ν=0.787

ze	W0, кПа	K(ze)	Wm, кПа	ζ(ze)	Wp,кПа	W= Wm+ Wp	Wрасч,кПа
0	0,38	0,748	0,284	0,991	0,221	0,505	0,707
12	0,748	0,284	0,991	0,221	0,505	0,707
14,9	0,748	0,284	0,991	0,221	0,505	0,707
15	0,934	0,355	0,878	0,245	0,6	0,84
27	0,934	0,355	0.878	0,245	068	0,84

Рис. 7. Распределение давления ветра.