- Строительные калькуляторы — ProstoBuild.ru
- Расчет ветровой нагрузки
- Влияет ли ветровая нагрузка на фундамент? Каким образом? Как рассчитывается?
- Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме
- Сбор ветровой нагрузки на раму вдоль оси «Б» (ветер слева)
- Сбор ветровой нагрузки на раму вдоль оси «2» (ветер слева)
- Последняя статья на сайте
- Как выполнить расчет каркаса и ничего не упустить
- Новые статьи
- Новое в блоге
- Странные отношения с заказчиком
- Изменение по ходу проекта – чем аукается?
- Как у Бога за пазухой
Строительные калькуляторы — ProstoBuild.ru
Расчет ветровой нагрузки
При расчете ветровой нагрузки необходимо учитывать многие ее составляющие, но для упрощения всего расчета будем считать ее основную составляющую – среднюю составляющую основной ветровой нагрузки Wm. Для наглядности в таблицу ниже сведены все составляющие ветровой нагрузки согласно СП 20.13330.2016:
Формула расчета основной средней ветровой нагрузки следующая:
Где Wm – нормативное значение основной средней ветровой нагрузки, кг/м2
Wo – нормативное значение ветрового давления, кг/м2
k – коэффициент, который учитывает влияние высоты на давление ветра
с – аэродинамический коэффициент
1. Его можно найти у нас в калькуляторе снеговой/ветровой нагрузок, выбрав необходимый город
2. В таблице ниже, зная свой ветровой район:
Теперь давайте разберемся с коэффициентом k.
Данный коэффициент зависит от эквивалентной высоты Ze. Обратите внимание, что это не просто высота до расчетной отметки, и искать ее необходимо следующими вариантами.
Для разных участков по высоте бывают разные эквивалентные высоты
После того, как вы нашли эквивалентную высоту Ze, зная тип вашей местности, находим коэффициент k:
Типы местности:
А – открытые местности (степи, лесостепи, побережье морей, озер, пустыни, тундра, сельские местности с высотой построек до 10 м)
В – городские территории, лесные массивы и другие территории с высотой построек более 10м
С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25м
Завершающим этапом определения средней составляющей ветровой нагрузки является нахождение аэродинамического коэффициента c.
Данный коэффициент может быть как положительным, так и отрицательным, и зависит от формы здания или сооружения и направления ветра. Давайте рассмотрим основные формы зданий и сооружений, с которыми приходится работать.
1. Прямоугольные здания с двускатными покрытиями
a. Ветер направлен сбоку
Если на участке стоит буква вместо цифры, то значение коэффициента необходимо определять интерполяцией в зависимости от уклона крыши.
2. Отдельно стоящие плоские сплошные конструкции (стены, заборы, рекламные щиты)
На рисунках показаны разные участки здания и сооружения и соответствующие аэродинамические коэффициенты с для них.
После того, как все три неизвестные найдены – легко найти нормативное значение основной средней ветровой нагрузки.
Напоминаем формулу Wm = Wo·k·c
При нахождении коэффициента k имеем следующее: d=12 м, h=7 м. При h≤d —> Ze=h=7 м.
Найдем коэффициент k методом интерполяции между 0,5 и 0,65. Получаем k = 0,56.
Далее находим аэродинамический коэффициент с. Здесь b=12м, d=6м, h1=4м, h=7м
е1 – это наименьшее из b или 2·h1. е1=2·4=8м (меньше чем b=12м)
e – это наименьшее из b или 2·h. е=12м (меньше чем 2·h =2·8=16 м)
Зная все размеры, получаем следующее распределение коэффициентов c:
И путем умножения Wo на k и на с мы получаем окончательное распределение ветровой нагрузки:
Для нахождения расчетной ветровой нагрузки необходимо каждое значение еще умножить на коэффициент надежности по ветровой нагрузке равный 1,4.
От автора:
Если данная статья была Вам полезна, то буду очень благодарен, если Вы поделитесь ей с друзьями и коллегами, и сохраните себе в закладки.
Также в ближайшее время будет реализован калькулятор по определению ветровой нагрузки.
Источник
Влияет ли ветровая нагрузка на фундамент? Каким образом? Как рассчитывается?
да с хрена ли нет-то.
ДА.
Ветровая нагрузка. Расчет давления от ветра достаточно сложен и зависит от многих факторов. К таким факторам относятся расположения относительно направления ветра, материала стен и крыши, от формы самого сооружения и т. д.
Поэтому давление от ветра можно подсчитать по упрощенной формуле:
Ветровая нагрузка = (15 х h + 40)xS,
где h – высота от уровня земли до верхней точки строения, S – площадь здания.
После того как вы подсчитали вес всего дома, необходимо подобрать оптимальный тип основания и рассчитать фундамент.
Действие ветра на сооружения проявляется в виде статической ветровой нагрузки и в возбуждении колебаний конструкций. Недостаточность знаний о действии ветра на сооружения! приводила к обрушению мостов, высоких зданий, опор линии электропередачи, радиомачт. Основными причинами аварий были ошибки в назначении величины расчетной ветровой нагрузки, неправильное представление о характере ее распределения по сооружению, недостаточный учет аэродинамических характеристик, вибрация конструкций.
Если известны расчетная скорость ветра, его порывистость, профиль ветра по высоте, вероятность ветров различной силы и «роза ветров», может быть установлено действие ветра на сооружение.
Ветер — динамическая нагрузка, так как скорость его все время меняется. Реакция сооружения на ветер будет различной и жесткие конструкции воспринимают ее как статическую, реакция гибких конструкций зависит от частоты свободных (собственных) колебаний. Влияние порывов ветра часто оценивают динамическим коэффициентом, учитывающим и повторное их действие.
Для высоких сооружений ветровая нагрузка является основной; при расчете их на прочность и деформативность необходимы более детальные сведения о ветре в месте предполагаемого строительства, чем сообщаемые в нормативных документах.
Карта районирования территории страны по интенсивность ветровой нагрузки, приведенная в книге, составлена для равнинных районов. Местные особенности рельефа географического пункта не показаны на ней из-за недостаточной частоты расположения метеорологических станций и малого масштаба картам Поэтому большое значение приобретают общие сведения о влиянии на величину скорости ветра долины, холма, горной системы, большой водной поверхности, городской застройки с высоким» зданиями, лесных массивов и др.
Оценка расчетной скорости ветра и анализ влияния его порывов на сооружение вследствие случайного характера явления не могут быть сделаны без привлечения математической статистики.
Ветровая-нагрузка на сооружения зависит не только от размеров сооружения и скорости ветра, но и от конструктивной формы, оцениваемой аэродинамическими коэффициентами.
Только ясное физическое представление о действии ветра на сооружения, для познания которого привлечены и смежные научные дисциплины, в частности прикладная климатология, аэромеханика, математическая статистика, теория колебаний, может быть гарантией правильного расчета сооружений.
Источник: «Ветровая нагрузка на сооружения», Г. А. Савицкий, 1972
Источник
Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме
В статье «Сбор нагрузок в каркасном доме» на примере были собраны вертикальные нагрузки на фундаменты каркасного дома. При жестком соединении колонн с фундаментами для расчета последних нужно определить также моменты и поперечные силы. В этой статье мы займемся сбором ветровых нагрузок на рамы здания.
Естественно, объема статьи не хватит, чтобы определить нагрузку на все фундаменты, поэтому мы выберем одну колонну на пересечении осей «Б» и «2» (на плане – розовая) и для нее будем стремиться определить нагрузку.
Для этого нам нужно будет «вырезать» две рамы – вдоль оси «Б» и вдоль оси «2», собрать на них ветер, а затем с учетом вертикальных нагрузок из статьи «Сбор нагрузок в каркасном доме» рассчитать эти рамы (расчет рам изложен в статье «Расчет каркаса с плоскими перекрытиями для определения нагрузки на фундамент»).
Сбор ветровой нагрузки на раму вдоль оси «Б» (ветер слева)
Первым делом открываем ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 9 «Ветровые нагрузки».
Чтобы найти расчетное значение ветровой нагрузки на 1 кв. метр здания, воспользуемся формулой (9.2):
Значение W 0 – это по сути полное нормативное ветровое давление на высоте до 10 м, мы определим по таблице из приложения Е, выбрав ветровую нагрузку для нужного города; W 0 = 470 Па = 47 кг/м 2 .
Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению ветровой нагрузки γfe выбираем из таблицы пункта 9.15 при η = 0,02 (для объектов массового строительства); γfe = 0,21.
Коэффициент С определяется по формуле (9.3):
С = С aer*Ch*Calt*Crel*Cdir*Cd.
Разберем, как находить каждый из коэффициентов.
1) Коэффициент С aer – это аэродинамический коэффициент, который зависит от формы здания. Дело в том, что при одинаковой силе ветра (в нашем случае это 47 кг/м 2 ) при обдуве зданий разной конфигурации мы получим разный эффект, выраженный в усилении или ослаблении этого ветрового давления на поверхность. Коэффициент вполне логичен, а его значение получено опытным путем. Чтобы найти С aer для нашей конструкции, нужно заглянуть в схему 2 приложения И, в которой рассмотрено здание с двускатными покрытиями:
На схеме мы видим разрез дома и его план, а также коэффициенты Ce c индексами от 1 до 3, которые и будут равны искомому С aer для разных частей здания. Заметьте также, что на схеме указано направление ветра, для которого верны данные коэффициенты. Так как рама у нас вдоль оси «Б» не симметрична, необходимо будет в итоге сделать расчет рамы для ветра в двух направлениях: со знаком «+» и «-», выбрав затем наихудшие значения усилий.
Итак, на стену по оси «1» (левую) ветер будет действовать с понижающим коэффициентом Се = + 0,8 (знак «+» означает, что ветер действует на поверхность; знак «-» — ветер действует от поверхности, как бы отрывая от нее).
Для правой стены по оси «4» коэффициент Се3 нужно найти из таблицы того же приложения И, для этого определим два значения:
1 – отношение b / l = 9.5/9 = 1.05, где b – длина здания в плане (перпендикулярно ветру), l – длина здания в плане (вдоль направления ветра);
2 – отношение h 1/ L = 5/9 = 0.55, где h 1 – высота дома от уровня земли до низа крыши; L – длина здания (вдоль направления ветра).
Так как полученные нами значения 1,05 и 0,55 не совпадают с имеющимися в таблице, нужно определять значения Се3 интерполяцией.
Предлагаю сделать это графическим методом (в любой чертежной программе).
Шаг 1. Найдем значение Се3 при b / l = 1.05 и h 1/ L = 0,5:
Откладываем отрезок равный 1 (2-1=1). С одной стороны вниз откладываем отрезок длиной 0,4 (соответствует 1); с другой – 0,5 (соответствует 2). Значения 0,4 и 0,5 мы взяли из таблицы приложения И. Соединяем отрезки наклонной линией. Разбиваем отрезок, равный 1, на 20 частей, т.к. (2-1)/(1,05-1)=20; откладываем вертикальные отрезки в каждой точке (от 1,05 до 1,95) – расстояние между ними по 0,05. Находим первый отрезок (розовый), соответствующий значению 1,05, и измеряем его длину: -0,405 – это искомая величина (с минусом потому, что 0,4 и 0,5 – тоже с минусом).
Шаг 2. Найдем значение Се3 при b / l = 1.05 и h 1/ L = 1:
Делаем все по тому же принципу, только с одной стороны откладываем отрезок длиной 0,5; с другой – 0,6. Получаем значение -0,505.
Шаг 3. Найдем значение Се3 при b / l = 1.05 и h 1/ L = 0,55:
Откладываем отрезок равный 0,5 (1-0,5=0,5). С одной стороны откладываем отрезок длиной 0,405 (соответствует 0,5); с другой – 0,505 (соответствует 1). Соединяем их наклонной линией. Разбиваем отрезок, равный 0,5, на 10 частей, т.к. (1-0,5)/(0,55-0,5)=10; откладываем вертикальные отрезки в каждой точке (от 0,55 до 0,95) – расстояние между ними по 0,05. Находим первый отрезок (розовый), соответствующий значению 0,55, и измеряем его длину: -0,415 – это искомая величина (с минусом потому, что 0,405 и 0,505 – тоже с минусом).
В итоге, мы нашли искомый коэффициент Се3 при b / l = 1.05 и h 1/ L = 0,55: