Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра

Профиль здания, сооружения, элемента и схемы ветровой нагрузки

Указания по определению аэродинамических коэффициентов

Схемы применяются для двускатных покрытий

Значения ,

Коэффициент

°

0

0,5

1

2

0

0

-0,6

-0,7

-0,8

20

+0,2

-0,4

-0,7

-0,8

40

+0,4

+0,3

-0,2

-0,4

60

+0,8

+0,8

+0,8

+0,8

-0,4

-0,4

-0,5

-0,8

Значения

0,5

1

2

1

-0,4

-0,5

-0,6

2

-0,5

-0,6

-0,6

Схема применяется для сводчатых и близких к ним по очертанию покрытий (например, по сегментным фермам).

Значения ,

Коэффи-
циент

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0

+0,1

+0,2

+0,4

+0,6

+0 7

0,2

-0,2

-0,1

+0,2

+0,5

+0,7

1

-0,8

-0,7

-0,3

+0,3

+0,7

-0,8

-0,9

-1

-1,1

-1,2

Значение принимается в соответствии со схемой п.1

Схемы применяются для зданий с продольными фонарями

Значения и принимаются в соответствии со схемами п.1

Значение коэффициента давления для торцов фонарей принимается равным минус 0,6

Значение коэффициента давления -0,8 для наветренного участка фонаря принимается при углах наклона до 20°.

Примечание. При расчете поперечных рам зданий с фонарем в соответствии со схемой п.3 и ветробойными щитами значение суммарного аэродинамического коэффициента на систему "фонарь-щиты" принимается равным 1,4.

Схемы применяются для зданий с шедовыми покрытиями (п.6) и с зенитными фонарями (п.7)

Значения , принимаются в соответствии со схемами п.1

Сила трения учитывается как при направлении ветра, указанном на схемах, так и при направлении, перпендикулярном плоскости чертежа

Схемы применяются для зданий, постоянно открытых с какой-либо одной стороны: полностью (при отсутствии стены на этой стороне); частично (при наличии постоянно открытых проемов площадью не менее 30% площади стены)

Значения , и принимаются по схеме п.1

Схемы применяются для уступов зданий

Для горизонтальных и наклонных участков (15°) покрытия значения коэффициентов давления на длине и принимаются такими же, как и на вертикальные участки. При длина переходного участка к отрицательному давлению принимается равной . Значения коэффициентов давления на стороне входящего угла здания (на длине ), параллельной ветровому потоку, принимаются такими же, как и на наветренную сторону

При длина переходного участка принимается равной

Схемы применяются для навесов

N схемы

°

I

10

0,5

-1,3

-1,1

0

20

1,1

0

0

-0,4

30

2,1

0,9

0,6

0

II

10

0

-1,1

-1,5

0

20

1,5

0,5

0

0

30

2

0,8

0,4

0,4

III

10

1,4

0,4

20

1,8

0,5

30

2,2

0,6

IV

10

1,3

0,2

20

1,4

0,3

30

1,6

0,4

Значения коэффициентов , , , относятся к сумме давлений на верхнюю и нижнюю поверхности навесов. Для отрицательных значений , , , направление давления на схемах изменяется на противоположное

Для волнистых покрытий при направлении ветра вдоль навеса необходимо учесть силу трения , где - площадь горизонтальной проекции покрытия

Схемы применяются для определения внутреннего давления в зданиях закрытых и постоянно открытых полностью или частично с одной и двух сторон

Значения принимается в соответствии со схемой п.1

Схемы применяются для сфер (а) и для сооружений с круговой цилиндрической боковой поверхностью (резервуары, градирни, башни, дымовые трубы) с покрытиями или без покрытий (б)

Схемы используются при расчете оболочки сооружения, а также во всех случаях, когда существенное значение имеет учет местного воздействия ветра

Значения

°

0

15

30

45

60

75

+ 1

+0,9

+0,5

-0,1

-0,7

-1,1

Продолжение

°

90

105

120

135

150

165

180

-1,2

-1

-0,6

-0,2

+0,1

+0,3

+0,4

Значения

°

0

15

30

45

60

75

90

1/6

+0,8

+0,7

+0,4

0

-0,4

-0,6

-0,7

1/3

+0,9

+0,7

+0,4

-0,1

-0,6

-0,9

-1

1

+1

+0,8

+0,1

-0,7

-1,2

-1,5

-1,7

7

+1

+0,8

+0,1

-0,8

-1,7

-2,2

-2,2

25

+1

+0,8

+0,1

-0,9

-1,9

-2,5

-2,6

Продолжение

°

105

120

135

150

165

180

1/6

-0,5

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

1/3

-0,9

-0,6

-0,5

-0,4

-0,3

-0,3

1

-1,2

-0,7

-0,5

-0,4

-0,4

-0,4

7

-1,7

-0,8

-0,6

-0,5

-0,5

-0,5

25

-1,9

-0,9

-0,7

-0,6

-0,6

-0,6

Данные для , применимы при 4·10

Значения

Покрытие

1/6

1/3

1

Плоское и коническое при
.....*5°

-0,5

-0,6

-1

Сферическое 1/10

-0,5

-0,6

-1

         "           1/4

-0,4

-0,5

-0,8

_______________
     * Брак оригинала. -  Примечание изготовителя базы данных.

Коэффициент учитывается при отсутствии покрытия или при опущенном покрытии ("плавающая кровля")

1/6

1/3

1

-0,5

-0,6

-0,8

Примечание. - число Рейнольдса, где
- диаметр сооружения, м;

- коэффициент перегрузки, принимаемый по п.2.2;

- учитываемый в расчете скоростной напор, Па;

- кинематическая вязкость воздуха (при +15° С и атмосферном давлении 760 мм рт.ст.

0,145·10 м/c)

Схема применяется для сооружений с круговой цилиндрической боковой поверхностью (резервуары, градирни, башни, дымовые трубы), а также для круглых трубчатых и сплошных элементов в сквозных сооружениях, проводов, тросов.

При умеренно шероховатой поверхности (бетон, металл, дерево и т.п.) значение коэффициента определяется по приведенному графику. При большей шероховатости значения коэффициентов при 4·10 определяются по таблице

Сечение

25

7

1

Круг с

0,9

0,8

0,7

"   "  

1,2

1

0,8

В линиях электропередачи значения коэффициентов допускается принимать:

1,1 - для проводов и тросов 20 мм, свободных от гололеда;

1,2 - для проводов и тросов 20 мм, свободных от гололеда, и для проводов и тросов любого диаметра, покрытых гололедом

Схема применяется для градирен, имеющих форму гиперболоида вращения

Коэффициенты давления для шероховатых оболочек

°

0

15

30

45

60

75

90

105

120-180

1

0,8

0,2

-0,5

-1,2

-1,3

-0,9

-0,4

-0,4

значение углов

36°, 72°, 100°

Коэффициенты разложения эпюры давления ветра

Поверхность градирни

Номера гармоник

0

1

2

3

Умеренно шероховатая поверхность

-0,600

0,298

0,918

0,397

Шероховатая поверхность

-0,392

0,260

0,602

0,505

Продолжение

Поверхность градирни

Номера
гармоник

4

5

6

7

Умеренно шероховатая поверхность

-0,059

0,0131

0,061

-0,018

Шероховатая поверхность

0,106

-0,095

-0,019

0,047

Схема применяется для эллиптического цилиндра с продольной осью, перпендикулярной потоку. При 25 и 1,5·10 (докритическая область)

Коэффициент определяется по таблице

8

4

2

1

0,5

0,01

0,26

0,35

0,6

1,2

1,6

2

При 1,5·10 (закритическая область)

Коэффициент определяется по формуле
,

где - определяется по графику;

- по графику, приведенному в п.13

Диаметр эквивалентного кругового цилиндра принимается равным , число Рейнольдса

Схемы применяются для гладких цилиндрических панелей кругового поперечного сечения:

а) установленных на поверхности земли

для 0,5·1010

>50

14

2

2,3

1,95

1,6

1,2

1

0,8

1,15

1

0,8

б) расположенных на высоте от поверхности земли ( - высота панели)

>50

14

2

2,15

1,85

1,6

1,1

0,9

0,8

1,1

0,9

0,8

Схемы применяются для гладких цилиндрических панелей эллиптического поперечного сечения

Коэффициенты

>50

14

2

2

1,3

1,2

8:1

2,1

1,4

1,3

4:1

2,2

1,45

1,35

2:1

1:1

2,3

1,5

1,4

>50

14

2

2

1,3

1,2

8:1

1,6

1,1

1

4:1

1,4

0,95

0,8

2:1

1:1

1,2

0,8

0,6

Схемы применяются для вертикальных гладких цилиндрических панелей кругового поперечного сечения:

а) со свободными горизонтальными краями;

б) расположенных между двумя стенами

Коэффициенты

°

При свободных горизонтальных краях панели

1:20

1:10

1:3

1:1

3:1

10:1

20:1

>1:3

0-10

1,6

1,5

1,3

1,35

1,3

1,4

1,55

1,9

10-20

1,6

1,6

1,35

1,4

1,35

1,35

1,5

1,9

36-39

1,2

1,3

2

1,4

1,1

1,3

1,45

1,75

48-50

0,95

1

1,7

1,8

1,1

1,25

1,7

2,05

52-54

0,9

0,9

1,6

1,7

1,1

1,2

2,1

2,4

68-70

0,6

0,45

1,05

1,2

1,35

1,4

1,6

1,7

Коэффициент

При 0-35° ; (35°)

При 35-90° ; (70°)

Схемы применяются для технологического оборудования колонного типа:

а) при направлении ветра, нормальном к торцу цилиндра, 1;

б) при направлении ветра вдоль ряда аппаратов.

Коэффициент лобового сопротивления для первого цилиндра принимается по п.13, для второго и последующих - по формуле .

Коэффициент определяется по таблице

1,2

2

4

>6

0,5

-

1

1

1

0,75

-

0,8

0,95

1

10

0,5

0,7

0,9

1

Для случая когда , для -го цилиндра принимается как меньшее значение из двух, вычисленных в зависимости от и

Для промежуточных значений и определяется линейной интерполяцией

в) При направлении ветра, перпендикулярном ряду аппаратов, коэффициент лобового сопротивления для каждого из цилиндров , где - принимается по п.13 и определяется по таблице

1,2

2

4

1,2

1,1

1

- средний диаметр двух соседних цилиндров. Для случая когда , для -го цилиндра принимается как большее значение из двух, вычисленных в зависимости от и .

г) Для 030° коэффициенты определяются по п."б", для 75°90° коэффициенты определяются по п."в", для 30°75° коэффициенты определяются как для одиночных цилиндров

Полая полусфера, обращенная вогнутой стороной к ветру, 1,4; составляющая ветровой нагрузки, нормальная основанию полусферы, имеет максимальную величину, когда угол , составленный направлением ветра с нормалью к поверхности, равен 30-60°

Полая или сплошная полусфера, обращенная выпуклой стороной к ветру, 0,4

Сплошная полусфера и круглый диск, 1,4

Сфера

При 1,5·10; 0,50; при 1,5·104·10,
; при 4·10; 0,2

Схемы применяются для вант и наклонных элементов:

а) ванта и направление ветра образуют угол ; , где определяется по данным п.13;

б) ванты расположены в плоскости действия ветра

Схема применяется для различных профилей решетчатых конструкций при направлении ветра, перпендикулярном оси элемента, 1,4

Коэффициент лобового сопротивления для плоской фермы определяется по формуле

,

где - площадь проекции элемента фермы на ее плоскость;

- коэффициент лобового сопротивления элемента фермы, принимаемый в соответствии с данными пп.13, 22;

- площадь фермы, вычисленная по наружному габариту.

Если для всех элементов фермы , то , где - коэффициент заполнения фермы

Для ряда плоских параллельно расположенных ферм коэффициент для первой фермы принимается по данным п.23, для второй и последующих ферм из труб при 4·10, а также профилей - по формуле

,

где - коэффициент, определяемый в зависимости от и

Коэффициент

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6 и выше

1/2

0,93

0,75

0,56

0,38

0,19

0

1

0,99

0,81

0,65

0,48

0,32

0,15

2

1

0,87

0,73

0,59

0,44

0,3

4

1

0,9

0,78

0,65

0,52

0,4

6

1

0,93

0,83

0,72

0,61

0,5

Для ферм из труб при 4·10 0,95

Для пространственной фермы (а) и решетчатых башен (б) коэффициент лобового сопротивления определяется по формуле

,

где - коэффициент, определяемый по данным п.23;

- коэффициент, определяемый по данным п.24.

Для трехгранной башни при 0,1 коэффициент умножается на 0,9.

При определении значения вычисляются во всех случаях в предположении, что направление ветра перпендикулярно плоскости наветренной грани фермы (башни).

При направлении ветра по диагонали четырехгранной квадратной башни аэродинамический коэффициент определяется путем умножения величины на коэффициент, равный:

1,1 - для стальных башен из одиночных элементов;

1,2 - для железобетонных башен, для стальных башен из составных элементов;

1,3 - для деревянных башен из составных элементов

Для сооружений квадратных и многоугольных в плане коэффициент лобового сопротивления принимается по таблице

Сечение

Направление ветра

25

7

1

Квадрат

Перпендикулярно грани

2

1,4

1,3

По диагонали

1,5

1,1

1

Правильный 6-8-угольник при 4·10

Любое

1,4

1,2

1

Правильный 10-12-угольник при 4·10

Любое

1,2

1

0,8

Примечание. Для сооружений многоугольных в плане (при любом направлении ветра), а также квадратных в плане (при направлении ветра по диагонали) - диагональ сечения

Схема применяется для открытых этажерок. Коэффициент лобового сопротивления для каждой стойки этажерки при любом направлении ветра принимается равным 1,4. Коэффициент для балок перекрытия принимается в зависимости от отношения для первой балки 1,4; для второй и последующих , где определяется по таблице

4

6

8

>10

0,4

0,5

0,8

1

Если высота впереди расположенной балки меньше высоты следующей за ней балки, то снижение коэффициента для защищенной балки распространяется лишь на часть высоты ее, равной передней балки; для выступающей части балки 1,4

Схемы применяются для отдельно стоящих стен и панелей

а) стена над землей

10

1

0 (0)

2

1,3

1,15

40° ()

-

1,6

-

50° ()

-

-

1,8

б) стена на земле

10

1

0 (0)

1,2

1,2

1,1

40° ()

-

1,5

-

50° ()

-

-

1,5

Схема применяется для закрытых галерей

Коэффициенты давления при ветре, нормальном наветренной грани

Коэффициент

0,8

-1,2

-1,4

-1,5

Схема применяется для покрытий ангаров, складов и т.д.

Значения , и

°

1/2

0

+0,7

-0,9

-0,4

30

+0,7

-1

-0,8

60

-0,8

-0,7

-0,7

90

-0,8

-0,7

-0,8

1

0

+0,6

-0,9

-0,5

30

+0,7

-0,9

-0,8

60

-0,8

-0,9

-0,8

90

-1,1

-0,9

-1,1

2

0

+0,5

-1,1

-0,8

30

+0,7

-1,9

-1,1

60

-1,1

-0,9

-1,1

90

-1

-1,1

-0,8

4

0

+0,5

-1,1

-0,6

30

+0,7

-2

-1,2

60

-1

-1,1

-0,8

90

-1

-0,8

-1

Коэффициенты , и

Коэффициенты

°

0

30

60

90

- для направления, перпендикулярного оси цилиндра

0,6

0,8

0,5

0

- для направления, параллельного оси цилиндра

0

0,75

1,1

1,2 при 0,5

1 " 1,5

1,1 " 4

-0,3 при

0,5-1;

-0,4 при
 1,5-4

-0,3 при

 0,5;

-0,55 при
 1,5-4

-0,3 при
 0,5-1,5;

-0,4 при

 1,5-4

-0,2

Схемы применяются для полусферы, сопряженной с цилиндром.

На схемах показаны линии одинакового давления ветра на полусферу и соответствующие им коэффициенты давления:

а) 0,05: - высота цилиндра, - его диаметр;

б) 0,25;

в) 0,75;

г) 2.

Схемы применяются:

а) для конуса и пирамиды с квадратным основанием, расположенных на поверхности земли:

для конуса 0,7; -0,3;

для пирамиды 1,2; -0,3;

б) для конусов, аэродинамически изолированных в пространстве:

конус без днища при 30°; 0,35;

конус без днища при 60°; 0,5;

конус без днища 1,4

конус с днищем 1,2

эти значения могут быть использованы при 10

0°

+1,9

+0,95

+1,8

+1,8

+1,75

+0,1

45°

+1,8

+0,8

+2,1

+1,8

+0,85

+0,85

90°

+2

+1,7

-1,9

-1

+0,1

+1,75

135°

-1,8

-0,1

-2

+0,3

-0,75

+0,75

180°

-2

+0,1

-1,4

-1,4

-1,75

-0,1

0°

+1,6

0

+2

0

+2,05

0

45°

+1,5

-0,1

+1,2

+0,9

+1,85

+0,6

90°

-0,95

+0,7

-1,6

+2,15

0

+0,6

135°

-0,5

+1,05

-1,1

+2,4

-1,6

+0,4

180°

-1,5

0

-1,7

+2,1

-1,8

0

0°

+1,4

0

+2,05

0

+1,6

0

45°

+1,2

+1,6

+1,95

+0,6

+1,5

+1,5

90°

0

+2,2

+0,5

+0,9

0

+1,9

0°

+2

0

+2,1

0

+2

0

45°

+1,8

+0,1

+1,4

+0,7

+1,55

+1,55

90°

0

+0,1

0

+0,75

0

+2

5

10

20

35

50

100

0,6

0,65

0,75

0,85

0,9

0,95

1