Ветровая нагрузка на односкатные покрытия Исходные данные

Ветровая нагрузка на односкатные покрытия
Исходные данные:
Уклон местности:
- Эффективная высота перепада высот местности
H = 2500 см = 2500 / 100 = 25 м;
- Фактическая длина проекции наветренной стороны
Lu = 100000 см = 100000 / 100 = 1000 м;
Базовая скорость ветра:
- Основное значение базовой скорости ветра vb, 0 = 24 м/с;
Расчетная поверхность:
- Площадь рассчетной поверхности A = 90000 см 2 = 90000 / 10000 = 9 м 2;
Размеры покрытия:
- Угол наклона односкатного или двускатного покрытия a = 50 град;
Размеры здания, сооружения, конструкции:
- Высота здания (сооружения) h = 900 см = 900 / 100 = 9 м;
- Размер вдоль направляющей профиля здания l1 = 500 см = 500 / 100 = 5 м;
- Размер поперек направляющей профиля здания
l2 = 2000 см = 2000 / 100 = 20 м;
Результаты расчета:
Схемы ветровой нагрузки
Схема ветровой нагрузки - Односкатные покрытия.
Ветровая нагрузка на односкатные покрытия
Базовая высота для внешнего давления:
ze = h = 9 м .
Тип местности - II в т.ч. расстояние не более 1 км от зоны II.
Параметр шероховатости:
z0 = 0,05 м .
Минимальная высота:
zmin = 2 м .
Плотность воздуха:
r = 1,25 кг/м 3 .
Коэффициент, учитывающий направление ветра:
cdir = 1,0 = 1 .
Сезонный коэффициент:
cseason = 1,0 = 1 .
Базовая скорость ветра:
vb = cdir cseason vb, 0 = 1 · 1 · 24 = 24 м/с (формула (4.1); п. 4.2 ).
Продолжение расчета по п. 4.5
Коэффициент турбулентности:
ki = 1,0 = 1 .
Максимальная высота:
zmax = 200 м .
Параметр шероховатости для типа местности II:
z0, II = 0,05 м .
Коэффициент местности:
kr = 0,19 (z0/z0, II) (0,07) =
= 0,19 · (0,05/0,05) (0,07) = 0,19 (формула (4.5); п. 4.3.2 ).
z r 200 м (4,5% от предельного значения) - условие выполнено .
Продолжение расчета по п. 4.3.2
Т.к. z = 9 м t zmin = 2 м и z = 9 м r zmax = 200 м :
Коэффициент, учитывающий тип местности:
cr[z] = kr ln(z/z0) = 0,19 · ln(9/0,05) = 0,98666 (формула (4.4); п. 4.3.2 ).
Продолжение расчета по п. 4.4
Т.к. z = 9 м t zmin = 2 м и z = 9 м r zmax = 200 м :
Местность - холмы или горы.
Уклон по нормали к направлению действия ветра:
Ф = H /Lu = 25/1000 = 0,025 .
Т.к. Ф < 0,05 :
Орографический коэффициент:
c0[z] = 1 .
Продолжение расчета по п. 4.4
Интенсивность турбулентности на высоте z:
lv[z] = ki/(c0[z] ln(z/z0)) =
= 1/(1 · ln(9/0,05)) = 0,19257 (формула (4.7); п. 4.4 ).
Средняя скорость ветра на высоте z:
vm[z] = cr[z] c0[z] vb = 0,98666 · 1 · 24 = 23,67984 м/с (формула (4.3); п. 4.3.1 ).
Продолжение расчета по п. 4.5
Пиковое значение скоростного напора:
qp[z] = (1+7 lv[z]) 1/2 r vm[z] 2 10 (-3) =
= (1+7 · 0,19257) · 1/2 · 1,25 · 23,67984 2 · 10 (-3) = 0,82287 кПа (формула (4.8); п. 4.5 ).
Продолжение расчета по п. 7.2.4
a) Зона для направления набегающего потока Q = 0 град.
Размер здания (сооружения) в плане вдоль направления ветра:
d = l2 = 20 м .
Размер здания (сооружения) в плане поперек направления ветра:
b = l1 = 5 м .
e = min(b ; 2 h) = min(5;2 · 9) = 5 м .
Т.к. a > 45 град :
Зона F
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3a cpe, 10 = 0,7 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3a c pe, 1 = 0,7 .
Значение площади поверхности сбора нагрузок - находится в пределах от 1 до 10 кв. м.
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= 0,7-(0,7-0,7) · log(9) = 0,7 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · 0,7 = 0,57601 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3a c pe, 10 = 0,7 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3a c pe, 1 = 0,7 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= 0,7-(0,7-0,7) · log(9) = 0,7 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · 0,7 = 0,57601 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3a cpe, 10 = 0,63333 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3a c pe, 1 = 0,63333 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= 0,63333-(0,63333-0,63333) · log(9) = 0,63333 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · 0,63333 = 0,52115 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
b) Зона для направления набегающего потока Q = 180 град.
Зона F
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3b c pe, 10 = -0,56667 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3b c pe, 1 = -1,2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -1,2-(-1,2--0,56667) · log(9) = -0,59565 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -0,59565 = -0,49014 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3b c pe, 10 = -0,5 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3b c pe, 1 = -0,5 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -0,5-(-0,5--0,5) · log(9) = -0,5 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -0,5 = -0,41144 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3b cpe, 10 = -0,63333 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3b c pe, 1 = -0,63333 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -0,63333-(-0,63333--0,63333) · log(9) = -0,63333 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -0,63333 = -0,52115 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
c) Зона для направления набегающего потока Q = 90 град.
Размер здания (сооружения) в плане вдоль направления ветра:
d = l1 = 5 м .
Размер здания (сооружения) в плане поперек направления ветра:
b = l2 = 20 м .
e = min(b ; 2 h) = min(20;2 · 9) = 18 м .
Зона Fhoch
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3c cpe, 10 = -1,4 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 1 = -2,26667 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -2,26667-(-2,26667--1,4) · log(9) = -1,43966 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -1,43966 = -1,18465 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона Ftief
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3c cpe, 10 = -1,26667 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 1 = -2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -2-(-2--1,26667) · log(9) = -1,30023 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -1,30023 = -1,06992 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 10 = -1,33333 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 1 = -2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -2-(-2--1,33333) · log(9) = -1,36384 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -1,36384 = -1,12226 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 10 = -1 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3c cpe, 1 = -1,3 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -1,3-(-1,3--1) · log(9) = -1,01373 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -1,01373 = -0,83417 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона I
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.3c c pe, 10 = -0,83333 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.3c cpe, 1 = -1,2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 1-(cpe, 1-cpe, 10) log(A ) =
= -1,2-(-1,2--0,83333) · log(9) = -0,85011 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,82287 · -0,85011 = -0,69953 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Расчетная ветровая нагрузка, кПа:
NN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Зона
Зона F(a)
Зона G(a)
Зона H(a)
Зона F(b)
Зона G(b)
Зона H(b)
Зона Fhoch(c)
Зона Ftief(c)
Зона G(c)
Зона H(c)
Зона I(c)
Аэродинамическ ий
к оэффициент
Ветровое давление
0,7
0,7
0,63333
-0,59565
-0,5
-0,63333
-1,43966
-1,30023
-1,36384
-1,01373
-0,85011
0,57601
0,57601
0,52115
-0,49014
-0,41144
-0,52115
-1,18465
-1,06992
-1,12226
-0,83417
-0,69953