Пиковая ветровая нагрузка расчет

Расчет ветровой нагрузки

Пиковая ветровая нагрузка расчет

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:

Wm = Wo·k·c

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

Средняя составляющая основной ветровой нагрузки

С нормативным значением ветрового давления Wo все просто.

1. Его можно найти у нас в калькуляторе снеговой/ветровой нагрузок, выбрав необходимый город2. В таблице ниже, зная свой ветровой район:3. По формуле (для грубого подсчета)

Wo = 0,43·v2/10

Где Wo – нормативное значение ветрового давления, кг/м2
v – максимальная скорость ветра, м/с

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 покрытиямиa. Ветер направлен сбоку
b. Ветер направлен в торец здания

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.

Пример.

Необходимо узнать ветровую нагрузку при действии на большую сторону дома габаритами 6х12м. Крыша двускатная. Высота от земли до конька – 7 метров (уклон крыши – 45 градусов). Высота стен – 4 м. Город строительства – г. Казань (2-ой ветровой район – Wo = 30 кг/м2). Место строительства – в 20 метрах от лесного массива (тип местности B).

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:

0,8·0,56·30 = 13,44 кг/м20,7·0,56·30 = 11,76 кг/м20,6·0,56·30 = 10,08 кг/м2-1,0·0,56·30 = -16,8 кг/м2-0,8·0,56·30 = -13,44 кг/м2-0,3·0,56·30 = -5,04 кг/м2-0,2·0,56·30 = -3,36 кг/м2

-0,5·0,56·30 = -8,4 кг/м2

P.S. знак «-» значит, что нагрузка будет направлена от здания (выделена красным)

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: https://prostobuild.ru/raschet/251-raschet-vetrovoy-nagruzki.html

Ветровая нагрузка

Пиковая ветровая нагрузка расчет

15 Дек 2013
Рубрика: О жизни | 22

Смесь газов, названная воздухом и образующая атмосферу нашей планеты, постоянно движется с различной скоростью и в разных направлениях над  сушей и океанами Земли. Это явление мы называем ветром. Ветер создает комфортные условия среды обитания, но…

…ветровая нагрузка может создавать угрозу для жизни живых существ и угрозу разрушений для конструкций и сооружений.

Человеку комфортно, когда скорость ветра мала и не превышает 5 м/с. Сильный ветер – это ветер со скоростью более 12 м/с. Ветер со скоростью более 20 м/с – это шторм, а более 30 м/с – ураган.

Энергия ветра

С точки зрения полезного использования ветровой энергии в энергетике на сегодняшний день оптимальными являются скорости ветра 8…18 м/с. При меньших скоростях ветроэнергетические установки малоэффективны, при больших возникает опасность разрушения конструкций установки.

Так как воздух имеет массу, и эта масса движется с некоторой скоростью относительно поверхности земли, то трудно даже представить, какой колоссальной кинетической энергией обладает окружающее нас воздушное пространство!!!

Чтобы составить представление о величине этой энергии, давайте вырежем из пространства его часть в виде цилиндра, мысленно расположив  некий обруч плоскостью перпендикулярно направлению вектора скорости ветра. Площадь сечения  обруча – S=1 м2 (диаметр d=1,13 м).

Если на вашем компьютере не установлена программа MS Excel, можно воспользоваться свободно распространяемой программой OOo Calc из пакета Open Office.

Правила форматирования ячеек листа Excel, применяемые в статьях этого блога, можно посмотреть на странице «О блоге».

Включаем Excel и на листе «Энергия ветра» и составляем простую расчетную программу, которая позволит быстро рассчитывать мощность ветроустановок при различных исходных условиях.

Исходные данные:

1. Скорость ветра в м/с записываем

в ячейку D3: =10,0

2. Время t в с заносим

в ячейку D5: =1

3. Площадь сечения потока воздуха S в м2 вписываем

в ячейку D6: =1,000

4. Плотность воздуха или удельный вес воздуха при нормальных условиях (атмосферном давлении 101325 Па = 760 мм рт. ст. и температуре +273,15° К = 0° C) γ в кг/м3 вписываем

в ячейку D7: =1,293

5. Коэффициент полезного действия — КПД ветроустановки (реально достигаемые значения не превышают 0,3…0,4) записываем

в ячейку D8: =0,35

Результаты расчетов:

6. При скорости ветра v за время t через сечение обруча пройдет объем воздуха в виде цилиндра V, который вычисляем в м3

в ячейке D10: =D3*D4*D5 =10,000

V=S**t

7. Массу воздухаm в кг, прошедшую через сечение кольца за время t определяем

в ячейке D11: =D6*D9 =12,930

m=γ*V

8. Кинетическую энергию T в Дж, которой обладает движущийся цилиндр воздуха рассчитываем

в ячейке D12: =D10*D32/2 =647

T=m*2/2

9. Мощность N в КВт, которую мы смогли бы отобрать из этой струи воздуха при заданном КПД, вычисляем

в ячейке D13: =D11/D4*D7/1000 =0,226

N=(T/t)*КПД=(S*γ*3/2)*КПД

При реальных КПД ветроэнергетических установок около 0,3…0,4, при скорости ветра =10 м/с и диаметре лопастей ветряка d=1,13 м (площадь круга S=1 м2) можно получить мощность  порядка N=200…250 Вт.

Этой мощности хватит чтобы за час вспахать полсотки земли! Представляете сколько вокруг нас энергии, которую мы никак не научимся эффективно отбирать и преобразовывать?! Сегодняшние ветроэнергетические установки мало-мальски начинают работать при скорости ветра >4 м/с, выходя на рабочий режим при скорости  =9…13 м/с.

Однако уже при скорости ветра>17 м/с приходится больше заботиться о безопасности окружающих людей, животных, сооружений и сохранности установки, нежели о производстве энергии…

Итак, возможности использования ветра слегка затронули, переходим к проблемам, которые он создает.

Упрощенный расчет в Excel ветровой нагрузки

Ветровая нагрузка, воздействуя на сооружение, пытается его опрокинуть, разорвать, сдвинуть в направлении действия потока воздуха.

Определим ветровое давление на плоскую стенку перпендикулярную направлению ветра, используя законы и формулы элементарной физики.

В файле Excel на листе «Упрощенный расчет» составляем небольшую расчетную программу, которая позволит рассчитывать ветровую нагрузку на плоскую стенку.

Программы и формулы для расчета ветровой нагрузки

Пиковая ветровая нагрузка расчет

Источник: СНиП 2.01.07-85 (с изм. 1 1993)

Давление ветровой нагрузки определяется по формуле: 

Wm = W0kc

где Wo- нормативное значение давления (см. таб.1)
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таб.2 в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

  • А – открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, лесостепи, тундра;
  • В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой не более 10 м;
  • С – городские районы с застройкой зданниями высотой более 25 м.

с – аэродинамический коэффициент.

W0 = 0,61V02

где V0 -численно равно скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа А, соответствующей 10-минутному интервалу осреднения и превышаемой в среднем раз в 5 лет (если техническими условиями, утверждёнными в установленном порядке, не регламентированы другие периоды повторяемости скоростей ветра).

Таблица 1.

Ветровые районы СССРIa1234567
 Wo,кПа(кгс/м3)0,17(23)0,23(23)0,30(30)0,38(38)0,48(48)0,60(60)0.73(73)0,85(85)

Таблица 2.

Высота z,мкоэффициент k для типов местности
ABC
< 50,750,50,4
1010,650,4
201,250,850,55
401,51,10,8
601,71,31
801,851,451,15
1021,61,25
1502,251,91,55
2002,452,11,8
2502,6522,32
3002,752,52,2
3502,752,752,35
>4802,752,752,75

Таблица 3.

Высота z,мКоэффициент пульсаций давления ветра z для типов местности
ABC
£ 50,851,221,78
100,761,061,78
200,690,921,5
400,620,81,26
600,580,741,14
800,560,71,06
1000,540,671
1500,510,620,9
2000,490,580,84
2500,470,560,8
3000,460,540,76
3500,460,520,73
³ 4800,460,50,68

Таблица 4. Определение аэродинамического коэффициента для разных типов сооружений

4.1. Сфера

b, град015345607590
с10,80,4-0,2-0,8-1,2-1,25
b, град105120135150175180
с-1-0,6-0,20,20,30,4

4.2. Призматические сооружения

l510203550100беск.
k0,60,650,750,850,90,952

Пример расчета ветровой нагрузки:

Для трубы диаметром D=500 мм, высотой h=1000 мм, расположенной на высоте 10 м. Скорость ветра v0=8 м/с. Местность-город.

W = W0kc = (0,61*64)*0,65*0,75 = 19,032 (кПа)

Источник: https://glavconstructor.ru/articles/prochnost/programs-veter/

Расчет ветровых нагрузок, основные формулы и их применение

Пиковая ветровая нагрузка расчет

Фактически само определение данному параметру дает СНиП № 2.01. 07−85. Согласно этому документу, нагрузка ветровых масс обязана рассматриваться как совокупность следующих входных данных:

  • давления, которое действует на наружные поверхности конструкций элемента сооружений или всего сооружения;
  • силы трения, которая направлена по касательной к плоскости конструкции, отнесенной к площади ее горизонтальной либо вертикальной проекции;
  • фактического давления, приложенного к внутренней плоскости здания с открытыми проемами или проницаемыми ограждающими конструкциями.

Как рассчитать нагрузку

При ее вычислении необходимо учитывать два ключевых параметра − пульсационную и среднюю составляющую. Нагрузка определяется как сумма двух этих параметров.

Рассмотрим основную формулу расчета средней составляющей. Если при проектировании ветровой напор учтен не будет, то впоследствии это крайне негативно отразится на эксплуатационных свойствах сооружения или здания.

Средняя составляющая рассчитывается по следующей формуле: W = Wо * k.

Расшифровывается так:

  • W — это расчетный показатель ветровой нагрузки при высоте над поверхностью земли,
  • Wo — это ее нормативный показатель,
  • k — обозначает коэффициент перемены давления по высоте.

Каждое начальное значение из указанной формулы определяется согласно уже имеющимся таблицам. В некоторых случаях при вычислениях употребляют также параметр C — это обозначение аэродинамического коэффициента. Формула в этом случае будет выглядеть таким образом: W = Wo * kс.

Нахождение нормативного значения

Чтобы определить, какое конкретное значение имеет этот параметр, потребуется прибегнуть к таблице районов по ветровой нагрузке Российской Федерации. Таковых имеется всего восемь, и они легко находятся в свободном доступе в интернете.

Для малоизученных местностей государства, а также для горных регионов этот параметр СНиП позволяет определять по информации официально зарегистрированных метеорологических станций и на основе опыта использования уже имеющихся сооружений и зданий.

В таком случае для установления нормативного значения ветровой нагрузки употребляется специальная формула. Выглядит она таким образом: Wo=0.61 * V2o. Здесь V2o — скорость ветра в измерении метр в секунду на уровне 10 метров, который соответствует интервалу усреднения за 10 мин.

и превышающей 1 раз за 5 лет.

Итак , вы долго согласовывали, делали и наконец смонтировали свою самую лучшую наружную рекламу.

Красота! Все довольны. Но чу… после первого сильного ветра вам звонит рассерженный клиент с шокирующим известием – реклама упала!

Кошмар рекламщика стал явью…Что же случилось ?

А случилось следующее – при проектировании наружной рекламы был проигнорирован или выполнен неверно расчет ветровой нагрузки на наружную рекламу : на материал и на крепежные элементы.

Как избежать этого, как обезопасить себя от такого плачевного итога своей работы?

Ответ прост — при проектировании и монтаже наружной рекламы необходимо учитывать порывы ветра, стремящиеся сорвать ваше изделие, необходимо рассчитать и принять во внимание ветровую нагрузку на наружную рекламу. .

Давайте запомним несложную формулу расчета ветровой нагрузки, которая измеряется в кг/кв.м.:

Pw = k * q

Расшифровываем хитрые буквицы

Pw — давление ветра, нормальное к воспринимающей поверхности. Это давление считается положительным.
k — аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и положения подверженного ветру

объекта.
q — скоростной напор ветра (кг/кв.м), соответствующий наибольшей для данного места скорости ветра c учётом особых порывов.

Величина q в зависимости от скорости ветра определяется следующим образом:

q = 7 / g * кв.V / 2

7 — вес воздуха (1,23 кг/куб.м) при Pатм.= 760 мм рт.ст. и tатм.= 15 °Сg — ускорение силы тяжести (9,81 м/кв.сек)

V- наибольшая скорость ветра (м/сек) на данной высоте h, т.е.

Высота h над уровнем земли, м

Скорость ветра V, км/ч м/с

Скоростной напор q, кг/кв.м

Высота h над уровнем земли, мСкорость ветра V, км/ч м/сСкоростной напор q, кг/кв.м
0 — 8103,7  28,851
8 — 20128,9  35,880

q = кв.V / 16

Вертикально установленное полотно, закреплённое в раме или натянутое на троссах

Конструкция — b-ширина, d-высотаСоотношение размеровПлощадь, SАэродинамический коэффициент, k
Вертикально установленное полотно, закреплённое в раме или натянутое на троссахd/b < 5b * d1,2
d/b >= 5b * d1,6

Вот так вот оказывается все совсем просто.

Хотите узнать о расчете ветровых нагрузок больше и получить  консультацию наших специалистов?

Прямо сейчас звоните +7(8482) 78-20-44 или напишите на электронную почту [email protected]

  • All
  • Баннеры
  • Буквы объемные
  • Высотные работы
  • Короба световые
  • Крышная реклама
  • Печать широкоформатная
  • Светодиодная реклама

Объемные буквы для Лексусadmin2017-02-26T06:44:37+00:00

http://alpromtlt.ru/objomnie-bukvi-dlya-lexus/

Gallery

Объемные буквы для Лексус

Буквы объемные, Светодиодная реклама

Световой короб длиной 11 метров из композита со светодиодами в Самаре от Альпромadmin2017-02-26T06:51:17+00:00

Световой короб длиной 11 метров из композита со светодиодами в Самаре от Альпром

Gallery

Световой короб длиной 11 метров из композита со светодиодами в Самаре от Альпром

Короба световые, Светодиодная реклама

Световые короба Триал Спорт в Тольяттиadmin2017-02-26T06:56:06+00:00

Световые короба Триал Спорт в Тольятти

Gallery

Световые короба Триал Спорт в Тольятти

Короба световые, Светодиодная реклама

Объемные световые буквы NOBEL AUTOMOTIVE в Тольяттиadmin2017-02-26T07:04:28+00:00

Объемные световые буквы NOBEL AUTOMOTIVE в Тольятти

Gallery

Объемные световые буквы NOBEL AUTOMOTIVE в Тольятти

Буквы объемные, Светодиодная реклама

Входная группа Inglot в Тольяттиadmin2017-02-26T07:19:43+00:00

Входная группа Inglot в Тольятти

Gallery

Входная группа Inglot в Тольятти

Короба световые, Светодиодная реклама

Объемные буквы ОКЕЙ в Тольяттиadmin2017-02-26T07:27:31+00:00

Объемные буквы ОКЕЙ в Тольятти

Gallery

Объемные буквы ОКЕЙ в Тольятти

Буквы объемные, Высотные работы, Светодиодная реклама

Объемные буквы из пенопласта Ботек Wellness в Тольяттиadmin2017-02-26T07:40:55+00:00

Объемные буквы из пенопласта Ботек Wellness в Тольятти

Gallery

Объемные буквы из пенопласта Ботек Wellness в Тольятти

Буквы объемные, Светодиодная реклама

Крышная рекламная конструкция Лада Арена в Тольяттиadmin2017-02-26T08:19:20+00:00

Крышная рекламная конструкция Лада Арена в Тольятти

Gallery

Крышная рекламная конструкция Лада Арена в Тольятти

Буквы объемные, Крышная реклама, Светодиодная реклама

admin2017-02-21T23:24:14+00:00

Источник: https://makebestphoto.ru/vetrovaa-nagruzka-pravila-rasceta-rekomendacii-professionalov

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.