Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

217 страниц

Купить Руководство — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Руководство содержит рекомендации по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения и указания по динамическому расчету высоких сооружений на действие ветра. В приложениях приведено обоснование основных положений и метода динамического расчета и даны примеры расчета зданий и сооружений на действие ветра.

  Скачать PDF

Оглавление

Предисловие

1. Общие положения

2. Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки. Коэффициенты перегрузки

3. Нормативные скоростные напоры

4. Изменение скоростных напоров ветра по высоте

5. Ветровая нагрузка на здания, сооружения и конструкции

6. Динамический расчёт высоких сооружений и зданий на действие ветра

7. Аэродинамическая неустойчивость высоких сооружений и гибких конструкций

8. Большеразмерные стекла витрин

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

Список литературы

Показать даты введения Admin

РУКОВОДСТВО

ПО РАСЧЕТУ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ДЕЙСТВИЕ ВЕТРА

МОСКВА 1978


УДК 624.042.4


Рекомендовано к изданию секцией динамики сооружений научно-технического совета ЦНИИСК им. Кучеренко.


Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. — М.: Стройиздат, 1978. ... с. /Центр, науч.-исслед. ин-т строит, конструкций им. В. А. Кучеренко.

Руководство содержит рекомендации по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения и указания по динамическому расчету высоких сооружений на действие ветра. В приложениях приведено обоснование основных положений и метода динамического расчета и даны примеры расчета зданий и сооружений на действие ветра.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских институтов.

Табл. 58, рис. 55.


Р


$0213—523


447(01 )-78


Инструкт.-иормгг., II «ип,—47—77


© Стройиздат, 197$


5.5.    Нормативное значение равнодействующей ветрового давления на отдельные элементы и конструкции определяется по формуле

<?£ <*) - cqol (г) 5,    (5)

Для составляющих (г) в направлении скорости ветра (лобового сопротивления) Q*H(z) и в перпендикулярном к ней направлении (поперечной силы) Q£H (z) аэродинамический коэффициент с соответствует коэффициентам с% и для составляющих Q{| (z) в направлении осей конструкции — коэффициентам сп и ct (рис. 3).

Аэродинамические коэффициенты сп и а совпадают с сх и су при ветре, нормальном к наветренной грани.

ОДНОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ

5.6.    Для зданий (пп. 1—7, табл. 1, прил. 1) с открывающимися проемами (окна, ворота, двери), равномерно распределенными по периметру здания, или проницаемыми стенами из асбестоцементных или других листов (независимо от наличия проемов) при расчете ограждений наружных стен, стоек и ригелей фахверка, импостов остекления значения аэродинамических коэффициентов для ограждения должны приниматься равными: с= + 1—при расчете на положительное давление: с=—0,8 — при расчете на отрицательное давление.

5.7.    При расчете поперечных рам зданий с продольными фонарями или с зенитными (при а>4Л) фонарями (пп. 4, 5, 7, табл. 1, прил. 1) учитывается ветровая нагрузка, действующая иа наветренные и заветренные стойки рамы, и горизонтальная составляющая ветровой нагрузки, действующая на фонари.

Распределение ветровой нагрузки на здания с продольными фонарями, приведенное в пп. 4, 5, табл. 1, прил. 1, принимается при п<4Л; при а >4/* схема ветровой нагрузки принимается по п. 7 указанной таблицы.

Для зданий с шедовыми покрытиями (п. 6 той же таблицы) или с зенитными фонарями при a^4h вместо горизонтальных составляющих, действующих на второй (от наветренной стороны здания) и последующие фонари, должна быть учтена сила трения FT| определяемая по формуле

FT = (0,001 а + 0,02) q0 kt (z) Snn,    (6)

где а — угол наклона наветренной грани фонаря к горизонту, град; к% (г)—коэффициент, принимаемый по табл. 2, прил. 1; S —площадь горизонтальной проекции покрытия здания (без площади первого фонаря); пп — коэффициент перегрузки (п. 2.2).

ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ В ЗДАНИЯХ

5.8. Внутреннее давление в помещениях одноэтажных и многоэтажных зданий равно давлению на внешнюю поверхность рассматриваемого помещения. В тех случаях когда на одном или нескольких фасадах имеются участки различной проницаемости,

внутреннее давление для каждого помещения устанавливается соответственно его проницаемости и направлению ветра.

В закрытых зданиях с проницаемостью ограждений    ко

эффициент внутреннего давления сш во всех помещениях принимается равным ±0,2 (п. 11а, табл. 1, прил. 1).

В зданиях с одной открытой стеной, имеющей р>30 (другие стены имеют проницаемость р<5), коэффициенты са принимаются, если открыта сторона здания: наветренная — по п. 116; заветренная — по п. 11в; параллельная ветру — по п. 11г.

В зданиях с двумя открытыми стенами, имеющими р>30 (другие стены имеют проницаемость р<5), коэффициенты сй принимаются, если открыты стороны здания:

наветренная и заветренная — по п. 11д; параллельные ветру — по п. Не.

Если здание имеет стены с проницаемостью 30>ц>5, то коэффициенты Си определяются линейной интерполяцией между их значениями для закрытого и открытого с одной стороны здания Так, если наветренная стена здания имеет р=15, а другие стены |л<5, то для наветренной грани сй = —0,3, для других стен

св ~1 0,3 -J- 0,5 “    ~    —    0,5j

Ветровая нагрузка на конструктивные элементы ограждения определяется путем суммирования действующих на них внешнего и внутреннего давления.

5.9. В закрытых одноэтажных промышленных зданиях (пп. 1—7, табл. 1, прил. 1) и в многоэтажных зданиях высотой до 30 м расчетная ветровая нагрузка на внутренние стены должна приниматься равной 0,4^о, на легкие перегородки (весом не более 100 даН/м2) — 0,2?о, но не менее 100 Па.

При высоте зданий более 30 м расчетная ветровая нагрузка на внутренние стены и перегородки определяется с учетом коэффициента kt{z), принимаемого по табл. 2 для местности типа Б.

Расчетная ветровая нагрузка на внутренние стены и перегородки многоэтажного здания, монтируемые одновременно с его каркасом при отсутствии наружного стенового ограждения, принимается но эксплуатационному случаю с учетом того, что в период монтажа здания они могут быть дополнительно раскреплены.

ВЫСОКИЕ ЗДАНИЯ

5.10. Для прямоугольных и квадратных в плане зданий повышенной и большой этажности коэффициенты лобового еопротивле-

Н    I

имя определяются по табл. 4 в зависимости от и , где Н —

о    а

высота здания, / — его ширина (размер в направлении потока), В — длина наветренной грани здания.

Промежуточные значения коэффициентов допускается определять линейной интерполяцией между указанными в таблице значениями.

12

В таком здании при ///* = 0,2—0,5 давление ветра по его наветренной и заветренной граням распределяется неравномерно. Эксцентриситет равнодействующей этого давления относительно центра наветренной грани, возникающий при угле между направлениями потока ветра и нормалью к этой грани порядка 40—50°, может быть принят равным 0,15 В.

Аэродинамические коэффициенты сп для этих углов атаки вет

Таблица 4

f/B

щв

1

7

0,2

1.2

1,35

0,5

1,25

1,4

1—1,5

1.3

1.4

2

1.2

1,3

3

1.1

1,15

ра, определяемые как разность коэффициентов давления на наветренную и заветренную грани, могут быть приняты равными 1,1 при //5=0,5 и 1,3 —при //5=0,2; коэффициент с* = 0,5.

5.11. Для здания с лоджиями в продольных стенах при ветре, нормальном к торцу, кроме ветровой нагрузки, определяемой в соответствии с пп. 2.1 и 2.2, для каждой стены с лоджиями должна быть учтена сила трения FT — = 0 ,\qokt{z)Snn, где S=tf5 — площадь продольной стены.

СООРУЖЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ И СФЕРИЧЕСКОМ ФОРМЫ

5.12. Высокие сооружения цилиндрической формы (дымовые трубы, мачты, градирни и т. п.) и элементы сквозных сооружений (трубчатые или из прокатных профилей) относятся к классу плохо обтекаемых тел.

Вследствие наличия трения в воздухе, около такого тела (например, бесконечного цилиндра), обтекаемого воздушным потоком, образуется так называемый пограничный слой, в котором скорость потока быстро падает до нуля у поверхности тела. Толщина этого слоя зависит от вязкости среды.

В начале движения, когда скорость мала, поток вокруг тела приближается к потенциальному. Пограничный слой служит своего рода прослойкой между потоком и цилиндром, и если в критических точках имеется повышенное давление, то оно передается телу через пограничный слой. Этим давлением пограничный слой как бы вытесняется к точкам В и Д, вследствие чего возникают течения от А к В и Д и от С к В и Д; с другой стороны, пограничную зону обтекает потенциальный поток. От этих противоположных токов за точками В и Д образуются симметричные парные вихри, которые смываются потоком. Такое расположение вихрей, однако, не является устойчивым, поэтому при дальнейшем увеличении скорости и соответственно числа Рейнольдса расположение вихрей становится асимметричным. Вихри отрываются попеременно с обеих сторон цилиндра, правильно чередуясь через определенные промежутки времени и образуя вихревую дорожку, которая называтся дорожкой Бенара — Кармана (рис. 4). Этот тип движения сохраняется в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Наконец, при Re=l05—2 * 10пограничный слой становится турбулентным и срывается с поверхности цилиндра.

13

Рис. 4. Характер обтекания цилиндра потоком жидкости

й — начало движения цилиндра; б — зарождение вихрей за цилиндром; в — неустойчивое состояние парных вихрей; г — периодический срыв вихрей за

цилиндром

Турбулизация пограничного слоя приводит к заметному смещению линии отрыва вихрей по направлению к концу тела, так что область вихреобразований — турбулентный след за телом сужается, что приводит к уменьшению силы сопротивления. Коэффициент лобового сопротивления падает в несколько раз в сравнительно узком интервале чисел Рейнольдса. Это явление называется кризисом сопротивления.

На явление кризиса влияет степень турбулентности набегающего на тело потока. Чем она больше, тем ранее (при меньших Re) наступает турбулизация пограничного слоя.

Различают следующие области изменения коэффициента сх при увеличении Re: докритическая при Re<1,5-105, критическая при 1,5* 105<Re<8* 105, закритическая при 8-105<Re<107 и транскритическая при Re>107.

Периодический отрыв вихрей наблюдается при обтекании не только цилиндров, но также и других тел. Однако для призматического тела линии отрыва вихрей совпадают с угловыми точками поперечного сечения; коэффициент сх для таких тел от числа Рейнольдса практически не зависит.

В пп. 12—20, табл. 1, прил. 1 приведены схемы распределения ветровой нагрузки и аэродинамические коэффициенты (коэффициенты давления и лобового сопротивления) для сферы, сооружений с круговой цилиндрической поверхностью (резервуары, башни, дымовые трубы), эллиптического цилиндра, цилиндрических панелей кругового и эллиптического поперечных сечений, аппаратов колонного типа и конструкций, образуемых из сфер. Там же даны коэф-

14

фициенты сх для цилиндров с ребрами (выступами), для проводов и тросов.

5,13. Коэффициенты давления для оболочки градирни, наружная поверхность которой не имеет меридиональных ребер (умеренно пероховатая поверхность), принимаются по п. 12, табл. 1, прил. 1 для Hjd = 1. Коэффициенты давления для оболочки градирни с меридиональными ребрами, расположенными на расстоянии не более 1/50 длины окружности, и отношением высоты ребра к среднему диаметру оболочки 6/rf^3,5*l0~4 (с шероховатой наружной поверхностью) принимаются по п. 14, табл. 1, прил. 1. Там же приведены коэффициенты разложения в ряд Фурье эпюры давления ветра по поверхности оболочки для умеренно шероховатых и шероховатых поверхностей.

Кроме внешнего давления на оболочку должно учитываться также распределенное по ее поверхности внутреннее давление с коэффициентом 0,5.

Б.14. Нормальное к хорде ванты или наклонного трубчатого элемента нормативное значение ветровой нагрузки определяется по формуле

Qi(z)=q0ktU)ceS,    (7)

где с0 =*схе sin 0+с20 cos 0; 0—угол между вантой и направлением ветра; cos0=cosacos cp; a — угол наклона ванты к горизонту; <Р— угол между плоскостями действия ветра и ванты (см, п. 21, табл. 1, прил. 1).

Для элементов с Re^l,5*105 аэродинамические коэффициенты с*0 и £20 принимаются по табл. 5.

Таблица 5

ев

10 I

20

30

40

60

60

70

80

90

схй

0,05

0.1

0,2

0,35

0,6

0,8

1,03

1,16

1,2

0,04

0,15

0,27

0,36

0,45

0,43

0,33

0,18

0

Если плоскости действия ветра н ванты совпадают (ср=0), то а = 0.

Приближенные значения с© и са могут быть вычислены по формулам, приведенным в упомянутом п. 21.

РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ

5.15. Аэродинамические коэффициенты сп и ct для конструктивных элементов решетчатых конструкций из простых и составных профилей приведены в табл. 2, прил. 1. Они зависят от угла атаки а и ог отношения Я высоты элемента к его характеристическому размеру.

Нормативное значение ветровой нагрузки на такие элементы определяется по формулам

(*) = к1 ел°о <?о/ W S и фн (г) = bt с to, %t (г) s.

15

ПРЕДИСЛОВИЕ

Руководство составлено к главе СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования».

В Руководстве приведены основные положения по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения, а также указания по динамическому расчету высоких сооружений башенного типа (башни, дымовые трубы и т. п.), высоких зданий, антенно-мачтовых систем, градирен и др.

Рассмотрены вопросы аэродинамического возбуждения высоких сооружений и гибких призматических конструкции.

В прил. 1 приведены аэродинамические коэффициенты для зданий, сооружений и конструкций.

Прил. 2 содержит обоснование основных положений по определению статической составляющей ветровой нагрузки и метода динамического расчета высоких зданий и сооружений на действие турбулентного ветра.

В прил. 3 даны примеры расчета высоких зданий н сооружений на действие ветра.

В Руководстве единицы физических величин приняты в системе СИ. Таблица соотношений между единицами этой системы и технической системы МКГСС дана в прил. 4.

Руководство разработано в отделении динамики сооружений Нейтрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В. А. Кучеренко канд. техн. наук М. Ф. Барштейном,

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Руководство составлено к главе СНиП 11-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» и распространяется на проектирование промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений.

1.2.    Здания и сооружения, проектируемые с учетом настоящего Руководства, должны удовлетворять требованиям главы СНиП 11-6-74 «Нагрузки и воздействия», а также требованиям, предъявляемым действующими нормативными документами к аналогичным зданиям и сооружениям.

1.3.    Ветровая нагрузка на здания и сооружения должна определяться как сумма статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору, должна учитываться во всех случаях. Динамическая составляющая, вызываемая пульсациями скоростного напора, должна учитываться при расчете: сооружений с периодом собственных колебаний более 0,25 с (мачт, башен, дымовых труб, опор линий электропередачи, аппаратов колонного типа, транспортерных галерей, открытых этажерок и т. п.); многоэтажных зданий высотой более 40 м; поперечных рам одноэтажных однопролетных производственных здании высотой более 36 м при отношении высоты к пролету более 1,5.

1.4.    Для высоких сооружении круговой цилиндрической формы (дымовых труб, мачт и т. п.) необходимо также производить поверочный расчет на резонанс, возникающий при таких скоростях ветра, когда частота срыва вихрей совпадает с собственной частотой колебаний сооружений поперек потока.

Примечание. В гибких призматических конструкциях при определенных скоростях ветра могут возникнуть колебания поперек потока, связанные с явлением аэродинамической неустойчивости таких тел. Указания по расчету и мероприятия по уменьшению колебаний таких конструкций устанавливаются на основании данных аэродинамических испытаний.

2. НОРМАТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕГРУЗКИ

2.1. Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки д* (г) должно опредляться по формуле

Чп(г) = qot(z)c, Па,    (I)

где

<?о< (*) = <?о kt (г);

П

qo = pvQ/2—нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, принимаемый по п. 3.1; р — плотность воздуха, кг/м3; v0 — скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, м/с; kt(z)— коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте, принимаемый в соответствии с указаниями, изложенными в пп. 4.1—4.4; с—аэродинамический коэффициент, принимаемый по табл. 1, прил. ],

4

2,2. Коэффициент перегрузки для ветровой нагрузки на здания па должен приниматься равным 1,2; на высокие сооружения, где ветровая нагрузка имеет решающее значение, лп=1,3, если в нормах проектирования этих сооружений не приводится другое значение этого коэффициента. Коэффициент перегрузки пп для дымовых труб высотой от 150 до 300 м рекомендуется принимать равным 1,4, выше 300 м — 1,5.

3. НОРМАТИВНЫЕ СКОРОСТНЫЕ НАПОРЫ

3.1. Нормативный скоростной напор ветра (qn) для данного географического района устанавливается на основе статистическою анализа климатологических данных по скоростям ветра в этом районе (районы СССР принимаются по карте, приведенной в главе СНиП 11-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования»).

Скоростные напоры qo в зависимости от района СССР должны приниматься по табл. 1.

Таблица 1

Районы СССР

I

11

Ш

IV

V

VI

VII

Скоростной напор, Па

270

350

450

550

700

850

1000

Для обозначенных на карте горных и мало изученных районов скоростной напор ветра допускается уточнять по данным Гидрометеорологической службы, а также по результатам обследования районов строительства с учетом опыта эксплуатации. При корректировке нормативный скоростной напор допускается определять по формуле

Яо =- 0.613 (осе'о)2, Па,    (2)

где vo — скорость ветра (при двухминутном интервале осреднения), превышаемая в среднем один раз в пять лет, если техническими условиями, утвержденными в установленном порядке, не регламентированы другие периоды повторяемости скорости ветра; а=0,75+-5

+ —* — коэффициент к скоростям ветра, полученным из обработки

Е’О

наблюдений по флюгеру, принимаемый не более единицы; при использовании малоинерционных анемометров коэффициент а принимается равным единице.

Указания по определению скорости ветра заданной обеспеченности (с заданным периодом повторяемости) даны в п. 3, прнл. 2.

3.2. В случаях когда при расчете здания (сооружения) имеют значения ветры одного-двух румбов, допускается при наличии достоверных данных о скоростях ветра по различным направлениям учитывав направление ветра и определять его скорость заданной обеспеченности по указаниям п. 3, прил. 2,

5

4. ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТНЫХ НАПОРОВ ВЕТРА ПО ВЫСОТЕ

4.1. Для определения скоростного напора ветра q<n(z) по высоте сооружения используется степенной закон изменения нормативной скорости ветра с высотой в нижнем слое атмосферы. Показатель степени в этом законе зависит от шероховатости подстилающей поверхности и от самой скорости ветра (см, п. 4, прил. 2).

В зависимости от шероховатости подстилающей поверхности земли различают местности типа А, Б и В. К типу А относятся открытые местности (степи, лесостепи, пустыни, открытые побережья морей, озер, водохранилищ). К типу Б относятся города, лесные массивы и тому подобные местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м. К типу В относятся районы крупных городов, имеющие не менее 50% зданий восьми и более этажей.

В главе СНиП II-6-74 приняты два профиля для нормативных скоростных напоров: один для открытой местности (тип А), другой для городов и лесных массивов (тип Б).

Жилые районы в крупных городах со зданиями повышенной этажности и высокими зданиями (25—30 этажей) при надлежащем обосновании могут быть отнесены к местности типа В.

Вертикальные профили скоростных напоров для местности типа БиВ применяются в тех случаях, когда эти местности в направлении действия ветра имеют протяженность не менее 1,5—2 км, при этом в зависимости от шероховатости эти профили могут меняться для разных направлений.

Для сооружений, возводимых в открытом море, скоростной напор определяется по скорости, записанной в районе расположения сооружения.

Значения коэффициентов ftt(z) (*=А, Б, В), учитывающих изменение скоростного напора в зависимости от высоты и тина местности, определяются по табл. 2.

Таблица 2

Тип

местности

Коэффициент ki

(г) при высоте над поперхностью

земли, м

до Ю

20

30

40

6Q

100

200

350 я выше

А

1

1,25

1,4

1,55

1,75

2,1

2,6

3,1

Б

0,65

0,9

1,05

1,2

1,45

1,8

2,45

3,1

В

0,3

0,5

0,6

0,75

1

1,4

2,2

3,1

Открытое море

1

1,15

1,25

1.3

1,4

1.5

-”

Примечание. Для промежуточных высот значение k\ (г) допускается определять линейной интерполяцией данных табл, 2. В пределах отдельных зон зданий и сооружений при высоте каждой зоны не более 10 м величину коэффициентов kt(z) допускается принимать постоянной.

4.2. Вертикальные профили нормативных скоростных напоров на границе двух подстилающих поверхностей с различной степенью

б

aj    6)

В

С

д

в с

%

г JfV 1с

'-i

1

----

чз

1

1

HJ

1

1

-к—

L i за

1

А

У*

n # -fc- — У-

—к

Рис. 1. Условные уровни от которых отсчитывается высота сооружения

2—£

а —в точке A:    zc*=Zi\    на    участке ВС гс—г\+ -z\ за точкой О

2са. На участках АВ и CD zc определяется линейной интерполяцией; б — на участках АВ и ВС: zc=zx\ за точкой Огсг

защищенности (см. л. 4, прил. 2) определяются по формулам! при z > б 9о1 (2) = <7о *1 (2); при 2 < б до1 (г) = q0 (б) (г/б)*,    (3)

где *, (г) =    (10)    (г/10)>.

Параметр £i(10) относится к местности, расположенной выше по потоку, принимается по табл. 2. Показатели степени си и а2 относятся к местностям, расположенным соответственно выше и ниже по потоку.

Глубина внутреннего пограничного слоя б, зависящая от расстояния х от границы до точки, для которой строится переходной профиль, принимается по табл. 3.

Таблица 3

Граница местностей типа

«1

аа

Глубина пограничного слоя б при расстоянии х, м

50

200

500

2000

А И Б

0,16

0,22

11

35

70

215

Б и В

0,22

0,33

19

55

110

340

Б и А

0,22

0,16

9

22

55

165

В и Б

0,33

0,22

13

42

90

260

4.3.    Для зданий высотой до 5 м, расположенных на местности типа А, скоростной напор, определяемый по табл. 1, допускается сьижать на 25%.

4.4.    Для зданий высотой до 40 м, расположенных в местности типа В, скоростной напор принимается как для местности типа Б.

4.5.    Если поверхность земли вокруг здания не горизонтальна, то при уклоне t ^ 0,3 высота сооружения Н определяется от его основания.

При уклонах 0,3</<2 и 1^2 условный уровень zCt от которого отсчитывается высота сооружения, определяется по рис. 1,

7

5. ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА НА ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ.
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

5.1.    Ветровая нагрузка на здания (сооружения) зависит от нх формы, положения в пространстве и проницаемости ограждений.

Различают многоугольные (квадратные, прямоугольные и т. п.) и круглые в плане здания и сооружения, навесы, решетчатые сооружения, конструкции специальных форм.

По своему положению в пространстве конструкции могут быть установлены на поверхности земли или примыкать к плоскостям больших размеров; аэродинамически изолированы в пространстве, если расстояние до земли или до соседней стены более их размера по вертикали или по нормали к стене; заключены между двумя параллельными плоскостями больших размеров.

Конструкции, расположенные на поверхности земли и примыкающие к плоскости больших размеров (другое здание или стена), с аэродинамической точки зрения подобны конструкции высотой 2// (рис. 2, а) или длиной 2В (рис. 2,6). Конструкции расположенные на поверхности земли и заключенные между двумя параллельными плоскостями больших размеров, подобны конструкции с бесконечной длиной (рис. 2,в).

Проницаемостью ограждения р, %, называется отношение суммарной площади проемов ограждения отдельной грани здания к ее общей площади.

Различают здания закрытые, имеющие небольшие равномерно распределенные проемы со средней проницаемостью ограждений р^5%. При р=0 здание герметически закрыто. Жилые и гражданские здания практически являются закрытыми зданиями; частично открытые с ограждениями, имеющими среднюю проницаемость 5%<р<30%; открытые со средней проницаемостью ограждения р>30%. Частично открытые и открытые здания имеют одну или несколько стен, открытых частично или полностью.

Примечание. При проектировании зданий необходимо учитывать, что в ряде случаев давление ветра на здание в процессе монтажа (при отсутствии наружных стен) может быть больше, чем в законченном здании.

5.2.    Схемы распределения ветровой нагрузки и значения аэродинамических коэффициентов с должны приниматься в соответствии с указаниями табл. 1, прил. 1; при этом промежуточные значения коэффициентов допускается определять линейной интерполяцией.

Аэродинамические коэффициенты принимаются:

а) для отдельных поверхностей или точек зданий и сооружений — как коэффициенты давления, которые следует учитывать при определении ветровой нагрузки, нормальной к рассматриваемой поверхности и относящейся к единице площади этой поверхности.

Положительным значениям коэффициента давления соответствует направление давления к поверхности сооружения, а отрицательным значениям — направление от поверхности сооружения.

Поверхности, подверженные непосредственному воздействию потока ветра, называются наветренными, заветренные поверхности воспринимают воздействия отсоса (отрицательного давления). Ко-

8

Рис. 2. Положение конструкции в пространстве

а, б — конструкция расположена на поверхности земли или примыкает к плоскости больших размеров; в — конструкция заключена между двумя параллельными плоскостями больших размеров

эффиаиенты давления изменяются от точки к точке поверхности. Для простоты при определении ветровой нагрузки принимаются их значения, осредненные по отдельным граням или зонам поверхности;

б)    для отдельных элементов и конструкций — как коэффициенты лобового сопротивления сх и поперечной силы си, которые следует учитывать при определении составляющих общего сопротивления тела, действующих по направлению скорости потока и перпендикулярно ему и относящихся к площади проекции тела на плоскость, перпендикулярную потоку, и как коэффициент подъемной силы сг при определении вертикальной составляющей общего сопротивления тела. Последняя относится к площади проекции тела на горизонтальную плоскость;

в)    при направлении ветра под углом а к наветренной стороне конструкции — как коэффициенты сп и ct, которые должны учитываться при определении составляющих общего сопротивления тела, действующих в направлении его осей и относящихся к площади наветренной грани.

В случаях, не предусмотренных табл. 1, прил. 1 (иные формы зданий и сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям и т. п.), аэродинамические коэффициенты необходимо принимать по справочным и экспериментальным данным.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ

5.3. Коэффициенты давления принимаются: для наветренных вертикальных поверхностей с=+0,8, для заветренных с~—0,6.

Для вертикальных и отклоняющихся от вертикальных не более чем на 15° поверхностей в зданиях с многорядным расположением фонарей и другим сложным профилем (если в табл. 1, прил. 1 нет соответствующих схем) коэффициенты давления принимаются для крайних и возвышающихся промежуточных поверхностей: наветренных с = +0,7, заветренных с==—0,6; для промежуточных поверхностей (наветренных и заветренных) с——0,5.

Ветровая нагрузка на вертикальную стену равна разности на-1рузок на наветренную и заветренную плоскости стены. Коэффнцн-

9

енты давления для этих плоскостей учитываются со своими знаками. Принимается, что плоский характер стен не нарушается выступами, балконами, лоджиями.


ЗАКОНЫ ПОДОБИЯ. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ВЕТРОБОИ НАГРУЗКИ


5.4. Ветровая нагрузка на тело заданной формы, обтекаемое установившимся потоком, определяется по формуле

Q =-^-руа 5Ф (p.n.t'.a.d),    (4)


где 5 и d — характеристические площадь и размер тела; v — скорость невозмущенного потока; р — плотность воздуха; р. — его вязкость, а —угол, который определяет направление скорости; Ф — некоторый безразмерный параметр. Последний является функцией vd

а и Re, где Re—— , здесь v=p/p—кинематическая вязкость воз-v

духа. Величина Re называется числом Рейнольдса. Она характеризует зависимость сопротивления от вязкости воздуха.

Из выражения Q=— pu2S<D(a, Re) можно установить, что течения одинакового типа с одинаковым числом Рейнольдса динамически подобны.

Для неустановившегося движения воздуха пользуются критерием подобия Струхаля Sh=m//p, где п — частота срыва вихрей.

Законы подобия играют важную роль в экспериментальной аэродинамике. Чтобы добиться соответствия между модельным испытанием и натурными условиями, модельный поток по интенсивности турбулентности и по профилю скорости должен соответствовать потоку ветра.


е


Рис. 3. Составляющие равнодействующей ветрового давления в направления ветра Q# а перпендикулярно к нему qJ и в нанр вменив осей комструящия


ас



QC

а


п Q


10