Ветровая нагрузка

По СНиП 2.01.07-85* значение статической составляющей ветровой нагрузки на высоте над поверхностью земли определяют по формуле

, (7.10)

где - значение ветрового давления (скоростного напора), определяемое для скорости ветра на уровне 10 м над поверхностью земли, соответствующей 10-минутному интервалу осреднения и превышаемой в среднем раз в 5 лет;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;

С - аэродинамический коэффициент.

2.01.07-85*. Знак " плюс" у коэффициентов или соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность, знак " минус" - от поверхности.

А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ. пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Здания с двускатными покрытиями

Коэффициент	a, град	Значения с е1, с е2 при равном
			0, 5		³ 2
с е1		+0, 2 +0, 4 +0, 8	–0, 6 –0, 4 +0, 3 +0, 8	–0, 7 –0, 7 –0, 2 +0, 8	–0, 8 –0, 8 –0, 4 +0, 8
С е2	£ 60	–0, 4	–0, 4	–0, 5	–0, 8

	Значения с е3 при равном
£ 0, 5		³ 2
£ 1 ³ 2	–0, 4 –0, 5	–0, 5 –0, 6	–0, 6 –0, 6

Значения аэродинамических коэффициентов могут существенно меняться при наличии даже небольших возмущений поверхности (карнизы, пилястры, балконы и т.п.), поэтому в нормативных документах эти значения даны «с запасом».

В Еврокоде-1 аэродинамические коэффициенты зависят от размера обдуваемой площади А. Кроме того, в отличие от СНиП здесь поверхность стены и плоской кровли разбиваются на зоны, в которых аэродинамические коэффициенты имеют различные значения. Также Еврокод предусматривает случай приложения ветровой нагрузки по фронту наветренной стены с определенным эксцентриситетом, что дает общее закручивание здания, не учитываемое отечественными нормами. Наличие такого закручивания было установлено экспериментально.

В расчетах сквозных конструкций (радио- и телебашни) и каркасов зданий на стадии монтажа проявляются специфические особенности ветрового загружения.

Решетчатые башни и пространственные фермы

С = С_х · (1 + η) · k₁,

где С_х = (k_ф · Σ (С_хi · A_i)) / A_k

где с_xi — аэродинамический коэффициент i -го элемента конструкций; например, для профилей с_xi = 1, 4 и тд;

A_i — площадь проекции i -го элемента на плоскость конструкции;

А_k — площадь, ограниченная контуром конструкции

k_ф – коэффициент, учитывающий наличие фасонок (§ 3гл.3 [15]). При учете площади фасонок в наветренной площади принимаем k_ф = 1;

η – коэффициент, характеризующий аэродинамический коэффициент остальных граней решетчатой мачты, принимаемый в зависимости от b/h (h – ширина участка; b – ширина мачты вдоль ветрового потока) и коэффициента заполнения наветренной грани φ = (k_ф · Σ A_i) / A_k;

k₁ – коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения мачты (башни).

Эскизы форм контура поперечного сечения и направление ветра	k 1
	1, 0
	0, 9
	1, 2

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки W_p на высоте z следует определять по указаниям, содержащимся в СНиП 2.01.07-85 п.6.7-6.10 в зависимости от сооружения:

Например,

, (7.21)

где - нормативное значение средней (статической) составляющей ветровой нагрузки;

- коэффициент динамичности;

- коэффициент пульсаций давления ветра на высоте ;

- коэффициент пространственной корреляции пульсаций ветрового давления.

Коэффициент динамичности в нормах определяется по графику (рис. 7.25) в зависимости от безразмерного периода собственных колебаний ( - период собственных колебаний, = 940 м - масштаб турбулентности) и логарифмического декремента колебаний , а коэффициенты пульсаций и корреляции принимаются по таблицам.