Ветровая нагрузка

Устойчивость к ветровым нагрузкам, один из параметров обеспечивающий нормальную работу конструкции. Ветровая нагрузка - давление воздушного потока на единицу площади конструкции.

Стойкость к ветровой нагрузке - способность противостоять определенной ветровой нагрузке.

Эксплуатационная характеристика конструкции по ветровой устойчивости зависит от ветровой нагрузки и ветрового давления согласно районированию территории РФ по давлению ветра, по средней скорости ветра в зимний период.

Рассмотрим КАРТУ 2 РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДАВЛЕНИЮ ВЕТРА приложения Е "Карты районирования территории Российской Федерации по климатическим характеристикам" к СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85" (далее - СП 20.13330.2016).

Присвоение номера ветрового района, производится на территории РФ по СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия». Страны ЕС используют нормы EN 112424. Сведем для сравнения требования указанных выше источников в табличную форму:

Устойчивость к ветровым нагрузкам - показатель, который учитывает климатические особенности региона.

При определении ветрового нагружения необходимо учитывать:

– объёмно-планировочные, архитектурные и конструктивные решения

проектируемых зданий, сооружений и комплексов;

– локальный рельеф местности природного и техногенного характера;

– влияние близкорасположенных зданий и сооружений (окружающую

застройку);

– влияние технологического оборудования и трубопроводов (пп. 8.1.7 СП 43.13330);

– метеорологическую информацию о районе строительства.

При определении расчётных направлений ветра следует помимо прочих рассмотреть направления ветра, параллельные главным осям здания/сооружения. При определении параметров «ветровой» комфортности пешеходных зон также необходимо учитывать существующие и планируемые зеленые насаждения, рекламные щиты и малые архитектурные формы.

При проектировании зданий, сооружений и комплексов необходимо определять:

Ветровые нагрузки на несущие конструкции:

– средняя и пульсационная (амплитуда или полуразмах) составляющие

суммарных расчётных ветровых нагрузок на несущие конструкции в осях здания или сооружения, либо в осях ветра (например, F – сила лобового X

сопротивления, F – сила поперёк потока ветра, векторная сумма нагрузки (Y F) R и крутящий момент относительно центральной оси здания (M) для расчётных Z направлений ветра;

– средняя (f), пульсационная (амплитуда или полуразмах, fdyn) составляющие погонной ветровой силы и коэффициент «пульсаций» (k puls = f puls /f) на перекрытия каждого этажа здания или сооружения для расчётных направлений ветра;

– средняя (P), пульсационная (амплитуда или полуразмах, Ppuls), составляющие ветрового давления и коэффициент «пульсаций» (k puls = Ppuls /P) на поверхностях покрытия здания или сооружения для расчётных направлений ветра;

– (при необходимости) значения аэродинамического коэффициента с на поверхностях здания или сооружения для расчётных направлений ветра;

– в случаях, когда здание, сооружение или его часть имеет конструктивную схему, для которой принципиально невозможно определение погонных ветровых нагрузок, следует определять среднюю ( P ), пульсационную (Ppuls) составляющие ветрового давления и коэффициент пульсаций на поверхностях исследуемого объекта;

– для башенных сооружений, мачт, труб, решетчатых конструкций следует определять среднюю (f), пульсационную (амплитуда или полуразмах,

f puls) составляющие погонной ветровой силы и коэффициент «пульсаций»

(k puls = f puls / f ) по длине сооружения.

Ветровые нагрузки на ограждающие (фасадные) конструкции:

– огибающие максимального и минимального значений давления на ограждающие (фасадные) конструкции для всех направлений ветра;

– огибающие вычисленных поэтажно максимальных и минимальных значений ветрового давления на ограждающие (фасадные) конструкции; картины верхней огибающей максимальных значений ветрового давления, нижней огибающей минимальных значений ветрового давления и соответствующих углов атаки ветра, при которых реализуются эти огибающие;

– средняя и пульсационная составляющие расчётных величин ветрового давления на ограждающие (фасадные) конструкции для наиболее опасных направлений ветра.

Ветровые воздействия в пешеходных зонах (оценка пешеходной комфортности):

Расчётные поля коэффициентов усиления скоростей (относительные скорости ветра в порывах) в пешеходной зоне (на высоте 1.5 м) и вычисленные уровни пешеходной комфортности (повторяемость скорости ветра в порывах) по нормативно регламентированным критериям.

Объёмная геометрическая модель здания, сооружения (комплекса) выполняется согласно исходным данным – архитектурным и конструктивным чертежам. При создании трёхмерной геометрической модели объекта детализация выбирается в соответствии с поставленной задачей:

– подробная детализация при создании геометрии здания / сооружения,

воспроизведение реальной формы фасадов (балконов, оконных проёмов, пожарных отсечек, козырьков и т.п.) необходима для адекватной оценки аэродинамических давлений, их локальных экстремумов и распределения по поверхности здания / сооружения;

– в случае определения только интегральных аэродинамических нагрузок;

на несущие конструкции допускается разумное упрощение геометрических форм здания/сооружения.

При моделировании реальной застройки рассматривается близлежащая территория радиусом достаточным для учёта аэродинамического влияния окружающей застройки (как правило, для крупных объектов от 1 до 3км). Окружающая застройка моделируется упрощённо согласно исходным данным – чертежам ситуационного плана. При построении геометрической модели застройки учитывается реальное расположение зданий/сооружений относительно целевого объекта, их высота и сечение в плане, а также локальный рельеф местности (перепады высот вблизи целевого объекта).

Объёмная геометрическая модель представляет собой объем воздуха в виде параллелепипеда или цилиндра, из которого «вычтены» объемы, занимаемые целевыми зданиями и сооружениями, окружающей застройки, локальными повышениями уровня рельефа местности.

По результатам аэродинамических расчетов в стационарной постановке определяются:

– ветровые нагрузки на несущие конструкции;

– ветровые нагрузки на ограждающие (фасадные) конструкции;

– ветровые воздействия в пешеходных зонах (оценка пешеходной комфортности);

- возможность возникновения галопирования, галопирования в спутной струе и дивергенции) зданий, сооружений и их отдельных конструктивных элементов;

- уровень комфортности посетителей, сотрудников и обслуживающего персонала при действии ветровой нагрузки.

В результате анализа полученных аэродинамических расчётов в стационарной постановке определяются наиболее опасные направления ветра с точки зрения реализации максимальных нагрузок на несущие и фасадные конструкции;

усилений скоростей ветра в пешеходных зонах, не удовлетворяющих критериям пешеходной комфортности;

ускорений перекрытий здания/сооружения больше 0.08 м/с2; а также возможности возникновения аэроупругих колебаний в результате ветрового воздействия.

Обратитесь за услугой по строительно-технической экспертизе для расчета ветровой нагрузки. Поможем определить нагрузку, соответствие конструкции (изделия) ветровому району, степень ветроустойчивости и поможем спрогнозировать степень энергоэффективности. Проведем исследование соответствующее всем действующим нормам и правилам.