Профессиональные справочные системы
для специалистов строительной отрасли

ГОСТ Р 56728-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Методика определения ветровых нагрузок на ограждающие конструкции

Buildings and constructions. Method for determining wind loads on the building envelope



ОКС 91.080.01

Дата введения 2016-05-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (Научно-исследовательским институтом механики Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (НИИ механики МГУ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2015 г. N 1892-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)


ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22.12.2020 N 1355-ст c 01.06.2021

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 3, 2021

     1 Область применения


Настоящий стандарт уточняет и дополняет требования СП 20.13330 по назначению внешних ветровых нагрузок, учитываемых при расчетах зданий и сооружений по предельным состояниям первой и второй групп, в соответствии с положениями ГОСТ 27751 и распространяется на ограждающие конструкции высотных зданий и сооружений.

Дополнительными являются следующие положения:

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.1 Введено понятие "нормативный (эталонный) ветер", как схематизированная модель приземного пограничного слоя (ППС), и дана его математическая формулировка для использования при постановке задач аэрофизического и компьютерного моделирования ветровых нагрузок.

1.2 Выделен естественный характерный масштаб нормативного ветра, на этом основании конкретизировано понятие "высокое здание" и определен параметр аэродинамического подобия - "коэффициент высоты".

1.3 Определен универсальный критерий нормативного ветрового воздействия - "базовый (основной) аэродинамический коэффициент" внешних ветровых нагрузок и указана его связь с соответствующими частными определениями аэродинамических коэффициентов по СП 20.13330.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.4 Установлена методика (правила) определения базового аэродинамического коэффициента на основе экспериментального (аэрофизического) и компьютерного (численного) моделирования.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5 Указан способ определения пиковых значений аэродинамического коэффициента.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 4401 Атмосфера стандартная. Параметры

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.


(Измененная редакция, Изм. N 1).

     3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 приземный пограничный слой, ППС: Прилегающий к поверхности земли слой атмосферного воздуха толщиной до 500 м.

3.1.2 типы (шероховатости) местности: Принятая в строительной отрасли Российской Федерации классификация (А, В, С) характерных уровней шероховатости земной поверхности, влияющей на распределение по высоте скорости ветра в ППС, определяют по классификатору, приведенному в СП 20.13330.

3.1.3 ветровые районы: Территории (la, I, II, III, IV, V, VI, VII) Российской Федерации, отличающиеся по величине нормативного значения ветрового давления, определяют по карте 3 приложения Ж, приведенного в СП 20.13330.

3.1.4 нормативное значение ветрового давления: Характерный скоростной напор нормативного ветра для каждого ветрового района, определяют по классификатору, приведенному в СП 20.13330.

3.1.2-3.1.4 (Измененная редакция, Изм. N 1).

3.1.5 нормативный (эталонный) ветер: Схематизированная модель ППС, задаваемая для определения нормативной ветровой нагрузки на проектируемые сооружения.

Примечание - Представляет собой однонаправленное горизонтальное перемещение воздуха с заданным изменением среднего скоростного напора по высоте ППС (изменение атмосферного давления, плотности и вязкости воздуха по высоте в ППС не учитывается).

3.1.6 линейный масштаб нормативного ветра: Высота над уровнем земли, на которой скоростной напор нормативного ветра для данного типа местности равен нормативному значению ветрового давления для данного ветрового района.

3.1.7 высокое здание: Сооружение, высота которого превышает линейный масштаб нормативного ветра.

Примечание - Относительное понятие, зависящее от типа шероховатости местности и азимута настилающего ветра.

3.1.8 коэффициент высоты: Отношение геометрической высоты проектируемого здания к линейному масштабу нормативного ветра.

3.1.9 нормативная ветровая нагрузка: Результирующее распределение избыточного давления на ограждающих конструкциях проектируемого сооружения в условиях обтекания нормативным ветром с учетом интерференции от аэродинамически значимых соседних объектов.

3.1.10 аэродинамическая интерференция: Эффект взаимного влияния соседних сооружений и их элементов на обтекание и распределение ветровых нагрузок на ограждающих конструкциях объекта.

3.1.11 аэродинамически значимый объект: Здание, сооружение или иной объект, высота которого превышает уровень высоты шероховатости для данного типа местности.

3.1.12 нормативное значение средней ветровой нагрузки: Стационарная составляющая нормативной ветровой нагрузки.

3.1.13 аэродинамический коэффициент: Безразмерная величина, устанавливающая пропорциональность между скоростным напором настилающего ветра и результирующим избыточным давлением на ограждающих конструкциях сооружения.

3.1.14 настилающий ветер: Перемещение воздушных масс в ППС, не возмущенном рассматриваемым сооружением.

3.1.15 экспериментальное (аэрофизическое) моделирование: Реализация в аэродинамической трубе обтекания макета проектируемого сооружения и объектов окружающей застройки неравномерным воздушным потоком, имитирующим нормативный ветер.

3.1.16 -фактор: Отношение скоростных напоров неравномерного потока воздуха на уровне высоты макета здания и на уровне половины этой высоты при аэрофизическом моделировании.

Примечание - Используется для контроля соответствия фактической неравномерности потока в аэродинамической трубе нормативному ветру.

3.1.17 автомодельность по числу Рейнольдса: Для безразмерных аэродинамических коэффициентов свойство независимости от критерия "число Рейнольдса", начиная с некоторого достаточно большого значения этого критерия.

3.1.18 CFD (от англ, computational fluid dynamics): Семейство компьютерных вычислительных технологий решения систем уравнений механики сплошной среды, описывающих процесс обтекания тел (в данном случае - низкоскоростным воздушным потоком).

3.1.19 компьютерное (численное) моделирование: Численное воспроизведение методами CFD-технологий обтекания проектируемого сооружения и аэродинамически значимых элементов окружающей застройки нормативным ветром.

3.1.20 виртуальная аэродинамическая труба: Реализация в рамках CFD-технологий условий аэрофизического эксперимента в аэродинамической трубе с учетом масштаба моделирования объекта и нормативного ветра.

3.2 Обозначения и единицы измерения

Обозначения и единицы измерения количественных параметров и функций, применяемых при определении основного коэффициента внешних ветровых нагрузок, использованные в настоящем стандарте, приведены в таблице 1.


Таблица 1

Термин

Обозначение, единица измерения

Определение

Примечание

Координата по высоте

z, м

Расстояние по вертикали от поверхности земли

Отсчитывают от уровня основания сооружения, 0

Атмосферное давление

, Па

Параметры атмосферы

Определяют по ГОСТ 4401 для уровня на поверхности земли

Плотность воздуха

, кг/м



Динамический коэффициент вязкости

, Па·с



Скорость нормативного ветра

U, м/с

Стационарная составляющая скорости горизонтального перемещения воздушных масс в ППС на высоте z

Возрастает с увеличением высоты z по степенному закону

Скоростной напор (ветровое давление)

, Па

-

Азимут ветра

, град

Угол, определяющий направление ветра в горизонтальной плоскости по отношению к сооружению

Может характеризоваться провязкой к направлению частей света (север, юг и т.д.)

Нормативное значение ветрового давления

, Па

Характерный уровень скоростного напора ветра

Назначают в зависимости от ветрового района по таблице 2 независимо от типа местности

Характерная скорость нормативного ветра

, м/с


Соответствует скоростному напору ветра

Линейный масштаб

, м

Параметр нормативного ветра: высота , на которой

-

Показатель степени в формуле нормативного ветра

, безразм.

Параметр степенного закона, определяющего изменение скоростного напора нормативного ветра по высоте z

Зависит от типа местности, назначают по таблице 4

Избыточное давление

, Па


-

Ветровая нагрузка

, Па

Стационарная составляющая избыточного давления на ограждающих конструкциях ()

Определяют для нормативного ветра

Аэродинамический коэффициент

с, безразм.

Сомножитель в выражениях (3), (4) для определения

Принимают по приложению "В" в СП 20.13330.2016


Базовый (основной) аэродинамический коэффициент

, безразм.

, где - линейный масштаб нормативного ветра (см. выше)

Определяют для нормативного ветра методами аэрофизического и/или компьютерного моделирования

Высота здания

h, м

Высота проектируемого сооружения

-

Коэффициент высоты

Н, безразм.

Критерии подобия

Число Рейнольдса

Re, безразм.

Коэффициент геометрического подобия

N, безразм.

Масштаб макета

Высота уменьшенного макета здания

, м


Используется при аэрофизическом/компьютерном моделировании

"-фактор"

, безразм.


Характеризует достигнутую при аэрофизическом моделировании неравномерность воздушного потока по сравнению с нормативным значением по таблице 6