Ветровая нагрузка на двускатные покрытия Исходные данные

Ветровая нагрузка на двускатные покрытия
Исходные данные:
Базовая скорость ветра:
- Основное значение базовой скорости ветра vb, 0 = 19,4 м/с;
Размеры покрытия:
- Угол наклона односкатного или двускатного покрытия a = 30 град;
Размеры здания, сооружения, конструкции:
- Размер вдоль направляющей профиля здания l1 = 3000 см = 3000 / 100 = 30 м;
- Размер поперек направляющей профиля здания
l2 = 600 см = 600 / 100 = 6 м;
- Высота стены hw = 726,8 см = 726,8 / 100 = 7,268 м;
Результаты расчета:
Схемы ветровой нагрузки
Схема ветровой нагрузки - Двускатные покрытия.
Ветровая нагрузка на двухскатные покрытия
a) Зона для направления набегающего потока Q = 0 град. Боковой ветер (поперек конька)
Размер здания (сооружения) в плане вдоль направления ветра:
d = l2 = 6 м .
Размер здания (сооружения) в плане поперек направления ветра:
b = l1 = 30 м .
Высота здания (сооружения):
h = hw+0,5 l2 tg(p a /180) =
= 7,268+0,5 · 6 · tg(3,14159 · 30/180) = 9,00005 м .
e = min(b ; 2 h) = min(30;2 · 9,00005) = 18,0001 м .
Тип местности - I в т.ч. расстояние не более 1 км от зоны I.
Параметр шероховатости:
z0 = 0,01 м .
Минимальная высота:
zmin = 1 м .
Базовая высота для внешнего давления:
ze = h = 9,00005 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 · 19,4 = 19,4 м/с (формула (4.1); п. 4.2 ).
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 · (0,01/0,05) (0,07) = 0,16976 (формула (4.5); п. 4.3.2 ).
z r 200 м (4,50003% от предельного значения) - условие выполнено .
Т.к. z = 9,00005 м t zmin = 1 м и z = 9,00005 м r zmax = 200 м :
Коэффициент, учитывающий тип местности:
cr[z] = kr ln(z/z0) = 0,16976 · ln(9,00005/0,01) = 1,15478 (формула (4.4); п. 4.3.2 ).
Т.к. z = 9,00005 м t zmin = 1 м и z = 9,00005 м r zmax = 200 м :
Местность - равнинная.
Орографический коэффициент:
c0[z] = 1 .
Интенсивность турбулентности на высоте z:
lv[z] = ki/(c0[z] ln(z/z0)) =
= 1/(1 · ln(9,00005/0,01)) = 0,14701 (формула (4.7); п. 4.4 ).
Средняя скорость ветра на высоте z:
vm[z] = cr[z] c0[z] vb = 1,15478 · 1 · 19,4 = 22,40273 м/с (формула (4.3); п. 4.3.1 ).
Пиковое значение скоростного напора:
qp[z] = (1+7 lv[z]) 1/2 r vm[z] 2 10 (-3) =
= (1+7 · 0,14701) · 1/2 · 1,25 · 22,40273 2 · 10 (-3) = 0,63647 кПа (формула (4.8); п. 4.5 ).
Т.к. a = 30 град t 5 град и a = 30 град r 45 град :
Вариант 1. Значение внешнего давления отрицательное.
Зона F
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = -0,5 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = -1,5 .
Значение площади поверхности сбора нагрузок - больше 10 кв. м.
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,5 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,5 = -0,31824 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = -0,5 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = -1,5 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,5 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,5 = -0,31824 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = -0,2 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = -0,2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,2 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,2 = -0,12729 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона I
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a cpe, 10 = -0,4 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = -0,4 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,4 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,4 = -0,25459 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона J
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = -0,5 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = -0,5 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,5 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,5 = -0,31824 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Вариант 2. Значение внешнего давления положительное.
Зона F
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = 0,7 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a cpe, 1 = 0,7 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = 0,7 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · 0,7 = 0,44553 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = 0,7 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = 0,7 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = 0,7 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · 0,7 = 0,44553 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = 0,7 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = 0,7 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = 0,7 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · 0,7 = 0,44553 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона I
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 10 = 0 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = 0 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = 0 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · 0 = 0 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона J
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4a cpe, 10 = 0 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4a c pe, 1 = 0 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = 0 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · 0 = 0 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
b) Зона для направления набегающего потока Q = 90 град. Торцевой ветер (вдоль конька)
Размер здания (сооружения) в плане вдоль направления ветра:
d = l1 = 30 м .
Размер здания (сооружения) в плане поперек направления ветра:
b = l2 = 6 м .
e = min(b ; 2 h) = min(6;2 · 9,00005) = 6 м .
Зона F
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 10 = -1,1 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 1 = -1,5 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -1,1 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -1,1 = -0,70012 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона G
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 10 = -1,4 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 1 = -2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -1,4 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -1,4 = -0,89106 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона H
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4b cpe, 10 = -0,8 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 1 = -1,2 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,8 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,8 = -0,50918 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Зона I
Коэффициент наружного давления для площади 10 кв.м. принимается по табл. 7.4b c pe, 10 = -0,5 .
Коэффициент наружного давления для площади 1 кв.м. принимается по табл. 7.4b cpe, 1 = -0,5 .
Аэродинамический коэффициент внешнего давления:
cpe = cpe, 10 = -0,5 .
Ветровое давление, действующее на внешней поверхности конструкции:
we = qp[ze] cpe = 0,63647 · -0,5 = -0,31824 кПа (формула (5.1); 5.2(1) ).
Расчетная ветровая нагрузка, кПа:
NN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Зона
Зона F(a) Вариант 1
Зона G(a) Вариант 1
Зона H(a) Вариант 1
Зона I(a) Вариант 1
Зона J(a) Вариант 1
Зона F(a) Вариант 2
Зона G(a) Вариант 2
Зона H(a) Вариант 2
Зона I(a) Вариант 2
Зона J(a) Вариант 2
Зона F(b)
Зона G(b)
Зона H(b)
Зона I(b)
Аэродинамическ ий
к оэффициент
Ветровое давление
-0,5
-0,5
-0,2
-0,4
-0,5
0,7
0,7
0,7
0
0
-1,1
-1,4
-0,8
-0,5
-0,31824
-0,31824
-0,12729
-0,25459
-0,31824
0,44553
0,44553
0,44553
0
0
-0,70012
-0,89106
-0,50918
-0,31824