Apabila mereka bentuk bangunan dan struktur, pengiraan beban angin perlu dilakukan dengan kerap. Penunjuk ini dikira menggunakan formula khas. Adalah penting untuk mengambil kira beban sedemikian, sebagai contoh, semasa melukis lukisan sistem kekuda bumbung, memilih lokasi dan reka bentuk papan iklan, dsb.
standard SNiP
Sebenarnya, definisi parameter ini memberikan SNiP 2.01. 07-85. Menurut dokumen ini, beban angin harus dipertimbangkan sebagai agregat:
- tekanan yang bertindak pada permukaan luar struktur struktur atau elemen;
- daya geseran diarahkan secara tangen pada permukaan struktur, dirujuk kepada luas unjuran menegak atau mendatarnya;
- tekanan biasa dikenakan pada permukaan dalaman bangunan dengan sampul bangunan telap atau bukaan terbuka.
Cara menentukan
Apabila mengira beban angin, dua parameter utama diambil kira:
- komponen purata;
- berdenyut.
Beban ditakrifkan sebagai jumlah kedua-dua parameter ini.
Komponen purata: formula asas
Jika beban angin tidak diambil kira semasa reka bentuk, ini seterusnya akan memberi kesan yang sangat negatif terhadap prestasi bangunan atau struktur. Purata komponennya dikira dengan formula berikut:
W=Wok.
Di sini W ialah nilai pengiraan beban angin pada ketinggian z di atas permukaan bumi, Wo ialah nilai piawainya, k ialah pekali perubahan tekanan dengan ketinggian. Semua data awal daripada formula ini ditentukan daripada jadual.
Kadangkala parameter c juga digunakan dalam pengiraan - pekali aerodinamik. Formula dalam kes ini kelihatan seperti ini: W=Wokс.
Nilai normatif
Untuk mengetahui parameter ini, anda perlu menggunakan jadual wilayah untuk beban angin Persekutuan Rusia. Terdapat hanya lapan daripada mereka. Jadual beban angin (pergantungan nilai Wo pada wilayah tertentu di Rusia) dibentangkan di bawah.
Untuk kawasan negara yang kurang dikaji, serta untuk kawasan pergunungan, parameter SNiP ini membolehkan anda menentukan mengikut stesen cuaca yang didaftarkan secara rasmi dan berdasarkan pengalaman operasi bangunan dan struktur sedia ada. Dalam kes ini, formula khas digunakan untuk menentukan nilai standard beban angin. Ia kelihatan seperti ini:
Wo=0.61 V2o.
Di sini V2o - kelajuan angin dalam meter sesaat pada tahap 10 m, sepadan dengan selang purata 10minit dan melebihi setiap 5 tahun.
Bagaimanakah pekali k ditentukan?
Terdapat juga jadual khas untuk parameter ini. Apabila menentukannya, jenis kawasan di mana pembinaan struktur atau bangunan sepatutnya diambil kira. Terdapat tiga daripadanya:
- Jenis "A" - kawasan rata terbuka: pantai laut, tasik dan sungai, padang rumput, padang pasir, kawasan tundra, hutan padang rumput.
- Jenis "B" - rupa bumi yang dilitupi dengan halangan sehingga 10 meter tinggi: kawasan bandar, hutan, dsb.
- Jenis "C" - kawasan bandar dengan bangunan melebihi 25 m tinggi.
Jenis kawasan pembinaan juga ditentukan dengan mengambil kira keperluan SNiP. Ini mesti diambil kira semasa mereka bentuk. Mana-mana bangunan dianggap terletak di kawasan jenis tertentu jika bangunan itu terletak di sebelah angin pada jarak 30j. Di sini h ialah ketinggian reka bentuk struktur sehingga 60 m. Dengan ketinggian bangunan yang lebih tinggi, jenis rupa bumi dianggap pasti jika ia kekal sekurang-kurangnya 2 km dari arah angin.
Cara mengira beban riak
Menurut beban angin SNiP, seperti yang telah disebutkan, hendaklah ditentukan sebagai jumlah standard purata dan denyutan. Nilai parameter terakhir bergantung pada jenis struktur itu sendiri dan ciri reka bentuknya. Dalam hal ini, mereka membezakan:
- struktur dengan frekuensi ayunan semula jadi yang melebihi nilai had yang ditetapkan (cerobong,menara, tiang, radas jenis lajur);
- struktur atau elemen pembinaannya, yang merupakan sistem dengan satu darjah kebebasan (bingkai melintang bangunan satu tingkat industri, menara air, dll.);
simetri dari segi bangunan
Formula untuk pelbagai jenis struktur
Untuk jenis struktur pertama, apabila menentukan beban angin berdenyut, formula digunakan:
Wp=WGV.
Di sini W ialah beban piawai yang ditentukan oleh formula yang dibentangkan di atas, G ialah pekali denyutan tekanan pada ketinggian z, V ialah pekali korelasi denyutan. Dua parameter terakhir ditentukan oleh jadual.
Untuk struktur dengan frekuensi ayunan semula jadi yang melebihi nilai had yang ditetapkan, formula berikut digunakan semasa menentukan beban angin berdenyut:
Wp=WQG.
Di sini Q ialah pekali dinamik yang ditentukan daripada rajah (dibentangkan di bawah) bergantung pada parameter E, dikira dengan formula E=√RW/940f (R ialah faktor keselamatan beban, f ialah kekerapan ayunan semula jadi) dan turun naik susut logaritma. Parameter terakhir adalah malar dan diterima untuk:
- untuk bangunan rangka keluli sebagai 0.3;
- untuk tiang, pelapik, dsb. sebagai 0.15.
Untuk bangunan simetri, beban angin berdenyut dikira mengikut formula:
-
Wp=mQNY.
Di sini Q ialah pekali dinamik, m ialah jisim struktur pada ketinggian z, Y ialah getaran mendatar struktur pada aras z mengikut bentuk pertama. N dalam formula ini ialah pekali khas, yang boleh ditentukan dengan membahagikan struktur terlebih dahulu kepada r, bilangan bahagian dalam sempadannya beban angin adalah malar dan menggunakan formula khas.
Sehala lagi
Anda boleh mengira beban angin menggunakan kaedah yang sedikit berbeza. Dalam kes ini, anda perlu menentukan tekanan angin menggunakan formula:
(Psf)=.00256V^2.
Di sini V ialah kelajuan angin (dalam mph).
Maka anda harus mengira pekali seretan. Ia akan sama dengan:
- 1.2 - untuk struktur menegak yang panjang;
- 0.8 - untuk garis menegak pendek;
- 2.0 - untuk struktur mendatar panjang;
- 1.4 - untuk yang pendek (contohnya, fasad bangunan).
Seterusnya, anda perlu menggunakan formula umum untuk beban angin pada bangunan atau struktur:
F=APCd.
Di sini A ialah luas kawasan, P ialah tekanan angin, Cd ialah pekali seret.
Anda juga boleh menggunakan formula yang lebih rumit:
F=APCdKzGh.
Apabila digunakan, faktor pendedahan Kz b dan kepekaan tiupan Gh juga diambil kira. Yang pertama dikira sebagai z/33]^(2/7,kedua - 65+60 / (j/33)^(1/7). Dalam formula ini, z ialah ketinggian dari tanah ke tengah struktur, h ialah jumlah ketinggian yang terakhir.
Cadangan daripada pakar
Untuk mengira beban angin, jurutera sering menasihati menggunakan program MS Excel dan OOo Calc yang terkenal daripada pakej Open Office. Prosedur untuk menggunakan perisian ini, sebagai contoh, boleh:
- Excel didayakan pada helaian "Tenaga Angin";
- kelajuan angin direkodkan dalam sel D3;
- masa adalah dalam D5;
- kawasan aliran udara - dalam D6;
- ketumpatan udara atau graviti tentu - dalam D7;
- Kecekapan turbin angin - dalam D8.
Terdapat cara lain untuk menggunakan perisian ini dengan input lain. Walau apa pun, agak mudah untuk menggunakan MS Excel dan OOo Calc untuk mengira beban angin pada bangunan dan struktur, serta struktur individunya.
