Снеговые и ветровые нагрузки просто необходимо учитываться при строительстве ангаров и других промышленных и сельскохозяйственных сооружений, дабы избежать непредвиденных обстоятельств с обрушением здания и потерей урожая или порчи товаров, хранимых на складах. В отличие от снеговой нагрузки, расчет ветровой нагрузки намного сложнее и требует от исполнителя специальных знаний.
Мы работаем по всей России. Оставьте заявку на расчет стоимости ангара на нашем сайте, сравните сметы разных компаний и выберите лучшее предложение.
Для расчета ветровой нагрузки необходимо учитывать несколько параметров воздействия ветра на конструкцию:
- основной тип ветровой нагрузки;
- пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;
- резонансное вихревое возбуждение;
- аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера.
Но последние два пункта (резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания) можно не рассчитывать для одноэтажных зданий и сооружений, у которых высота в 10 и более раз больше характерного поперечного размера, а значит для расчета ветровой нагрузки на ангары, они не актуальны.
Экспресс-геология за 10 минут (дедовские методы проверки грунта)
Чтобы не утруждать себя сложными расчётами, большинство подрядчиков опираются на таблицу ветровых районов для определения ветровой нагрузки на возводимые сооружения. Что вполне приемлемо при строительстве небольших объектов. А при строительстве огромных зданий и ангаров, требующих прохождения экспертизы пользуются услугами проектных бюро, где все расчеты будут произведены специалистами и закреплены в проектной документации.
Значительно упрощают работу и специализированные программы для проектирования зданий и сооружений, которые в автоматическом режиме просчитывают воздействие ветровой и снеговой нагрузки на отдельные узлы и конструкции здания.
Ветровые районы по городам России
Под ветровой нагрузкой подразумевается длительное воздействие ветра на конструкции здания, в том числе ангара. Силу потоков ветра, в том числе его пиковых значений при порывистом ветре, оказываемых на стены и крышу здания, необходимо учитывать при проектировании.
ГОСТ Р 56728—2015 предусматривает 8 ветровых районов на территории России по которым рассчитано нормативное значение ветрового давления. Чтобы определить ветровую нагрузку в вашем регионе воспользуйтесь таблицей ветровых нагрузок. В форме ниже найдите свой город и определите ветровой район, а по таблице нормативное значение ветрового давления места строительства. При этом необходимо учитывать тип местности для определения шероховатости земной поверхности с наветренной стороны строительной площадки.
Определить ветровой район своего города и рассчитать ветровую нагрузку вы можете воспользовавшись формой ниже. Выберите свой город и нажмите на кнопку «Рассчитать».
Если вы не нашли своего города в списке, то ориентируйтесь на ветровую нагрузку ближайшего крупного города.
Типы грунтов на земельном участке — глина, торф, песок. Как на них построить фундамент и дом?
Таблица 1 — Нормативное значение ветрового давления в зависимости от ветрового района России
| Ветровые районы России | Ia | I | II | III | IV | V | VI | VII |
| w0, кг/м2 | 17 | 23 | 30 | 38 | 48 | 60 | 73 | 85 |
Методика определения ветровых нагрузок на ограждающие конструкции (ГОСТ Р 56728-2015)
Расчет ветровой нагрузки при строительстве ангаров и других зданий осуществляется по методике Федерального Агенства по техническому регулированию и метрологии в соответствии ГОСТ Р 56728-2015.
Формула расчета основной средней ветровой нагрузки учитывает нормативное значение основной средней ветровой нагрузки, нормативное значение ветрового давления, коэффициент влияния высоты на давление ветра и аэродинамический коэффициент.
Нормативное значение ветрового давления определяется проще всего, для этого необходимо воспользоваться таблицей 1 (выше по тексту). Из таблицы берется значение соответствующее нашему ветровому району.
Коэффициент, учитывающий влияния высоты зависит от типа местности:
А – открытые местности (степи, лесостепи, побережье морей, озер, пустыни, тундра, сельские местности с высотой построек до 10 м);
В – городские территории, лесные массивы и другие территории с высотой построек более 10м;
С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25м.
Сам коэффициент определяется по таблице:
Аэродинамический коэффициент может быть как положительным, так и отрицательным, и зависит от формы ангара или здания и направления ветра.
С подробным алгоритмом расчета с формулами и пояснениями вы можете ознакомиться в официальном документе ЗДЕСЬ.
Источник angarinfo.ruКак определить тип местности строительства
По условию увлажнения верхней толщи грунтов, различают три типа местности.
Первый тип — сухие участки, на которых сток воды обеспечен (уклон более 5 ‰).
Второй тип — сырые участки с избыточным увлажнением в отдельные периоды года (не более 30 суток).
Третий тип — мокрые участки с постоянным избыточным увлажнением (более 30 суток).
Для каждого типа местности по увлажнению вычисляют руководящую отметку.
Таблица 7 — Разбиение трассы на участки по степени увлажнения
Тип местности по увлажнению
с ПК 0+00 по ПК 6+00
с ПК 6+00 по ПК 8+00
с ПК 8+00 по ПК 17+00
с ПК 17+00 по ПК 18+00
с ПК 18+00 по ПК 30+50
с ПК 30+50 по ПК 33+50
с ПК 33+50 по ПК 41+00
Руководящая отметка необходима для того, чтобы установить оптимальную высоту насыпи, которая обеспечит нормальные условия эксплуатации земляного полотна. Ее определяют с учетом: дорожно-климатической зоны, категории дороги, грунта рабочего слоя, типа местности по увлажнению, условия снегозаносимости.
Руководящая отметка для первого типа местности по увлажнению назначается из условия снегозаносимости. Схема к ее определению показана на рисунке 3.
Рисунок 4 — Определение руководящей отметки для первого типа местности по увлажнению.
Величина hр определяется по формуле:
где hсн — расчетная толщина снегового покрова, обеспеченностью 5%;
Дh — возвышение бровки земляного полотна над уровнем снегового.
Руководящая отметка вычисляется по формуле:
hI= hр+iоб·bоб+ iпр·bпр/2,
где bоб — ширина обочины;
bпр — ширина проезжей части;
iоб — уклон обочины;
iпр — поперечный уклон проезжей части.
bоб=3,0м, bпр=7,5м, iоб=40‰, iпр=20‰
hI= hр+iоб·bоб+ iпр·bпр/2=1,29+0,04·3+0,02·7,5/2=1,15м.
Руководящая отметка для второго типа местности по увлажнению определяют от верха покрытия дорожной одежды до поверхности земли или уровня поверхностных вод. Так как в нашем случае hпв >0(hпв =0м), то сток кратковременно стоящих вод не обеспечен(
Рисунок 4 — Определение руководящей отметки для второго типа местности по увлажнению
Руководящая отметка для второго типа местности по увлажнению определяется по формуле:
hII= hнорм+ hпв+ iпр·bпр/2,
где hнорм — возвышение поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем кратковременно стоящих вод;
hпв — толщина слоя воды над поверхностью земли;
bпр — ширина проезжей части;
iпр — поперечный уклон проезжей части.
hнорм=1,8м, hпв=0м, bпр=7,5м, iпр=20‰
hII= hнорм+ hпв+ iпр·bпр/2=1,8+0+0,02·7,5/2=1,575м.
Руководящая отметка для третьего типа определяют от верха покрытия дорожной одежды до уровня грунтовых вод или поверхностных вод, стоящих более 30 суток. Так как в нашем случае hпв >0(hгв =0,44м), то сток поверхностных вод не обеспечен(>30 суток), значит, руководящую отметку будем определять от верха покрытия дорожной одежды до уровня поверхностных вод. Схема определения отметки показана на рисунке 5.
Рисунок 5 — Определение руководящей отметки для третьего типа местности по увлажнению
Руководящая отметка для третьего типа местности по увлажнению определяется по формуле:
hIII= hнорм+ hпв+ iпр·bпр/2,
где hнорм — возвышение поверхности покрытия дорожной одежды над уровнем поверхностных вод;
hпв — толщина слоя воды над поверхностью земли;
bпр — ширина проезжей части;
iпр — поперечный уклон проезжей части.
hнорм=2.4м, hпв=0,44м, bпр=7,5м, iпр=20‰
hIII= hнорм+ hпв+ iпр·bпр/2=2,4+0,44+0,02·7,5/2=2,035м.
Контрольные точки
К контрольным точкам проектной линии относятся: начало трассы, конец трассы, отметки проезжих частей мостов и путепроводов, минимальные отметки над трубами, отметка головки рельса железной дороги, отметки проезжих частей существующих автомобильных дорог на пересечении в одном уровне, отметки над поверхностью болота.
Источник studbooks.netВетровая нагрузка: правила расчета, рекомендации профессионалов
При проектировании зданий и сооружений расчет ветровой нагрузки приходится делать довольно-таки часто. Вычисляется этот показатель по особым формулам. Важно учитывать такую нагрузку, к примеру, при составлении чертежей стропильных систем крыш домов, выборе места расположения и конструкции рекламных щитов и т. д.
Нормативы СНиП
Собственно, само о пределение этому параметру дает СНиП 2.01. 07-85. Согласно данному документу, ветровая нагрузка должна рассматриваться как совокупность:
давления, действующего на внешние поверхности конструкций сооружения или элемента;
силы трения, направленной по касательной к поверхности конструкции, отнесенных к площади ее вертикальной либо горизонтальной проекции;
нормального давления, приложенного к внутренней поверхности здания с проницаемыми ограждающими конструкциями либо открытыми проемами.
Как определяют
При вычислении ветровой нагрузки учитывают два основных параметра:
Определяется нагрузка как сумма этих двух параметров.
Средняя составляющая: основная формула
Если ветровая нагрузка п ри проектировании не будет учтена, это в последующем крайне негативно скажется на эксплуатационных характеристиках здания или сооружения. Средняя ее составляющая вычисляется по такой формуле :
Здесь W — расчетное значение ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли, Wo — ее нормативное значение, k — коэффициент изменения давления по высоте. Все начальные данные из этой формулы определяются по таблицам.
Иногда при вычислениях используют также параметр c — аэродинамический коэффициент. Выглядит формула в этом случае следующим образом: W = Wo * k с.
Нормативное значение
Чтобы узнать, чему равен этот параметр, нужно воспользоваться таблицей районов по ветровой нагрузке РФ. Таковых существует всего восемь. Таблица ветровых нагрузок ( зависимости значений Wo от того или иного района России) представлена ниже.
Для малоизученных местностей страны, а также для горных регионов этот параметр СНиП допускает определять по данным зарегистрированных официально метеостанций и на основе опыта эксплуатации уже имеющихся зданий и сооружений. В этом случае для определения нормативного значения ветровой нагрузки используется особая формула. Выглядит она следующим образом:
Здесь V 2 o — скорость ветра в метрах в секунду на уровне 10 м, соответствующий интервалу осреднения за 10 минут и превышаемой раз в 5 лет.
Как определяется коэффициент k?
Для этого параметра также имеется специальная таблица. При его определении учитывается тип той местности, где предполагается строительство сооружения или здания. Всего таковых имеется три:
Тип «А» — открытые ровные участки: побережья морей, озер и рек, степи, пустыни, тундровые районы, лесостепи.
Тип «В» — местность, покрытая препятствиями высотой до 10 метров: городская зона, леса и пр.
Тип «С» — городские районы с застройкой высотой более 25 м.
Тип местности строительства также определяется с учетом требований СНиП. При проектировании это необходимо принимать во внимание. Любое здание считается расположенным в местности определенного типа в том случае, если последняя располагается с наветренной от него стороны на расстоянии в 30h. Здесь h — это проектная высота сооружения до 60 м. При большей высоте постройки тип местности считается определенным в том случае, если он сохраняется не менее чем на 2 км с наветренной стороны.
Как вычислить пульсационную нагрузку
По СНиП ветровая нагрузка, к ак уже упоминалось, должна определяться как сумма средней нормативной и пульсационной. Значение последнего параметра зависит собственно от вида самого сооружения и особенностей его конструкции. В этом плане различают:
сооружения с собственной частотой колебаний, превышающих установленное предельное значение (дымовые трубы, башни, мачты, аппараты колонного типа);
сооружения или элементы их конструкции, представляющие собой систему с одной степенью свободы (поперечные рамы производственных одноэтажных зданий, водонапорные башни и пр);
- симметричные в плане здания.
Формулы для разных типов сооружений
Для первого типа сооружений при определении пульсационной ветровой нагрузки и спользуется формула:
Здесь W — нормативная н агрузка, определяемая по формуле, представленной выше, G — коэффициент пульсации давления при высоте z, V — коэффициент корреляции пульсаций. Последние два параметра определяются по таблицам.
Для сооружений с собственной частотой колебаний, превышающих установленное предельное значение, при определении пульсационной ветровой нагрузки применяется такая формула:
Здесь Q — коэффициент динамичности, определяемый по диаграмме (представлена ниже) в зависимости от параметра E, вычисляемого по формуле E=√ R W/940f ( R — коэффициент надежности по нагрузке, f — частота собственных колебаний) и логарифмического декремента колебаний. Последний параметр постоянен и принимается для:
для зданий со стальным каркасом как 0.3;
для мачт, футерных труб и пр. как 0.15.
Для симметричных в плане зданий пульсационная в етровая нагрузка в ычисляется по формуле:
Здесь Q — коэффициент динамичности, m — масса сооружения на высоте z, Y — горизонтальные колебания сооружения на уровне z по первой форме. N в этой формуле — особый коэффициент, определить который можно, предварительно разделив сооружение на r количество участков в границах которых ветровая нагрузка постоянна, и воспользовавшись специальными формулами.
Еще один способ
Выполнить расчет ветровой нагрузки м ожно, пользуясь и немного другой методикой. В этом случае сначала нужно определить давление ветра по формуле:
Здесь V — скорость ветра (в милях/ч).
Затем следует вычислить коэффициент лобового сопротивления. Он будет равен:
1.2 — для длинных вертикальных конструкций;
0.8 — для коротких вертикальных;
2.0 — для длинных горизонтальных конструкций;
1.4 — для коротких (к примеру, фасад здания).
Далее нужно воспользоваться общей формуло й ветровой нагрузки на здание или сооружение :
Здесь A — площадь области , P — давление ветра, Cd — коэффициент лобового сопротивления.
Можно также использовать и несколько более усложненную формулу:
F = A * P * Cd * Kz * Gh.
При ее применении дополнительно учитываются коэффициенты экспозиции K z b и чувствительности к порыву ветра G h . Первый рассчитывается как z/33]^(2/7, второй — 65+60 / (h/33)^(1/7). В этих формулах z — высота от земли до середины сооружения, h — полная высота последнего.
Рекомендации специалистов
Для расчета ветровой нагрузки инженеры часто советуют пользоваться хорошо известными многим программами MS Excel и OOo Calc из пакета Open Office. Порядок действия при применении этого ПО, к примеру, может быть таким:
- Excel включается на листе «Энергия ветра»;
- скорость ветра записывается в ячейку D3;
- время — в D5;
- площадь сечения потока воздуха — в D6;
- плотность воздуха или его удельный вес — в D7;
- КПД ветроустановки — в D8.
Существуют и другие способы использования этого ПО с иными исходными данными. В любом случае применять MS Excel и OOo Calc для расчета ветровой нагрузки на здания и сооружения, а также их отдельные конструкции достаточно удобно.
Источник fb.ru