расчет силы ветра на площадь

Видео:РАСЧЕТ БАШНИ СОТОВОЙ СВЯЗИ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЕТРА И СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯСкачать

Давление ветра в зависимости от скорости и сила ветра на препятствии. Ветровая нагрузка в первом приближении.

Давление ветра в зависимости от скорости и сила ветра на препятствии. Ветровая нагрузка в первом приближении.

Нормальное ветровое давление на препятствие в первом приближении определяется по формуле W=0,5*p*v*v, («Ветровая нагрузка на сооружения.» Савицкий. 1972г.)

• где v — скорость ветра, м/с
• p — плотность воздуха, кг/м 3 , зависящая от его влажности, температуры и атмосферного давления
• 0,5 — коэффициент сопротивления (обтекания). Англосаксы используют коэффициент равный 0,75, т.е. получают данные в 1,5 раза выше, но порядок величин — тот-же, конечно

Таблица: Ветровая нагрузка ( в первом приближении). Давление ветра в зависимости от скорости и сила ветра на препятствии. Расчет для плотности воздуха 1,2 кг/м 3

Видео:SolidWorks - Расчёт ветровой нагрузки (#FlowSimulation & Simulation )Скачать

Расчет ветровой нагрузки и парусность забора

Установим забор легко и быстро! – Так в один голос заявляют организации, которые занимаются монтажом и продажей заборов. Однако все они в основном дают гарантию от 1 до 3-х лет, несмотря на значительную стоимость заборных конструкций.

А что делать, если по окончании гарантийного срока забор завалится? Забор должен быть прочным, практичным и стоять минимум лет двадцать, а то и пятьдесят.

Прежде чем заказывать установку забора, необходимо знать, что именно влияет на прочность заборной конструкции.

Устойчивость забора к ветровым нагрузкам, к силам пучения грунта в основном определяет прочность забора.

В данной статье уделим особое внимание расчету ветровой нагрузки, выясним что такое парусность забора и на что влияют неверные расчеты ветровой нагрузки.

Видео:КИР Ветровая нагрузкаСкачать

Ветровая нагрузка на забор

Ветровая нагрузка – это переменное влияние ветра. Ветер воздействует на все здания и сооружения, в том числе и на заборные конструкции. Влияние ветра зависит от скорости, порывов и направления ветра.

Видео:Lira Sapr Учебное пособие. Пример 5. Расчёт металлической башниСкачать

Парусность забора

Парусность забора, как принято считать — это площадь полотна, нагрузка которого приходится на один заборный столб. Другими словами ветровая нагрузка более широкое понятие, а парусность — это та же нагрузка, только конкретная, на единицу измерения.

Чем площадь полотна забора больше, тем, соответственно давление ветра на эту площадь будет сильнее.

Парусность сплошного забора из профнастила увеличивается за счет высоты листа. Так, ветровая нагрузка на забор трехметровой высоты будет в полтора раза больше, чем нагрузка на забор высотой два метра. Но если вместо профлиста использовать штакетник, тогда забор становится продуваемым, следовательно, парусность забора уменьшается в разы.

Прежде чем выбрать опорные столбы – рассчитайте парусность/ветровую нагрузку в своем регионе с учетом габаритных размеров заборного полотна!

Видео:Тема 4. Пульсационная составляющая ветровой нагрузкиСкачать

Расчет ветровой нагрузки на забор

Ветер влияет на все постройки, причем по-разному. Давление ветра меняется в зависимости от скорости, направления, плотности воздуха, влажности и т.д. Чрезмерная сила порывистого ветра может вмиг завалить забор, а может постепенно расшатывать до критической точки.

Стоит понимать, что максимальная ветровая нагрузка давит на столбы в том месте, где появляется возможность его согнуть, а именно – там, где столб зафиксирован в земле. То есть, максимальный изгибающий момент находится в точке выхода опоры из земли.

Если опоры будут сделаны из неподходящего материала по толщине металла или по диаметру (сечению), тогда из-за высокой парусности они погнутся и деформируются. Выбрать подходящие опоры вам поможет статья: «Как выбрать правильные столбы для забора»

В целях установки устойчивого к ветровым нагрузкам забора, надо взять опоры потолще да побольше и закопать их как можно глубже.

Чтобы выяснить, какими должны быть эти параметры (толщина металла, диаметр, сечение, заглубление) надо рассчитать ветровую нагрузку.

При вычислениях учитываются следующие факторы:

• высота забора;
• расстояние между пролетами;
• ветровой район;
• тип местности;
• ветровое давление.

Помимо этих основных моментов, для расчета берется еще множество показателей, которые сливаются в единую сложную инженерную формулу.

Но так как забор — это не небоскреб, требующий основательных проектных решений, то вычисления можно упростить.

Видео:Раздел-3. Тема-4. Методика расчета потенциала ветрового потокаСкачать

Расчет ветровых нагрузок – упрощенная формула

Для упрощенного расчета вычислим с какой силой происходит давление ветра на 1 квадратный метр площади забора. После этого мы поймем какой стоит выбирать профиль трубы, чтобы эту нагрузку выдержать.

F = 0,61*V 2 /9,8

F — сила в кгс;

0,61 — 1/2 плотности воздуха (в нормальных условиях);

V — скорость ветра в м/с.

Итак, поправочный коэффициент плотности воздуха умножаем на среднюю скорость ветра, возведенную в квадрат и все это делим на ускорение свободного падения.

Для того, чтобы вычислить нагрузку на квадратный метр нашего забора нам надо знать среднюю скорость ветра в нашем регионе.
Узнаем, какая нагрузка будет на забор при урагане, когда скорость ветра достигает 30 м/с:

0,61*30 2 /9,8 = 56 кгс

Таким образом, при ураганном ветре, нагрузка на 1 кв.м нашего забора согласно расчетам по формуле будет составлять 56 кг.

Что нам дает это вычисление?

Далее, зная площадь забора и расстояние между пролетами мы вычисляем какова будет нагрузка на одну опору.

Предположим, что наш забор высотой 2 м, а длина пролета 2,5 м.

Значит площадь одной секции будет:

S = 2 * 2,5 = 5 м2

5 кв/м*56 кгс = 280 кг

Таким образом, при урагане парусность одного заборного листа (действующая сила ветра) достигает 280 кг.

Далее необходимо найти изгибающий момент, действующий на опору, по формуле:

М = F*L*k,

где:
k – коэффициент запаса прочности =1,5;
L – точка приложения нагрузки. Считаем, что она приходится на середину профлиста, прибавляем к ней расстояние от земли до нижнего края листа около: 0,3 м. Итого: 1 м + 0,3 м = 1,3 м.
F — сила в кгс,

Изгибающий момент М в нашем случае получается:

М = 280*1,3*1,5 = 546 кгс·м

Зная изгибающий момент в сечении, можно определить нормальное напряжение в его конкретной точке и исследовать ее напряженно-деформированное состояние. Определение изгибающих моментов является неотъемлемой частью любого прочностного расчета деталей, работающих на изгиб.

Видео:Расчёт на динамические воздействия в Lira Sapr Урок 11 Сбор ветровой нагрузки на башнюСкачать

Расчет сечения и диаметра опор для заборов из профнастила

Итак, мы получили данные о ветровой нагрузке при урагане и теперь должны выбрать опору, которая выдержала бы данную нагрузку.

Для этого надо определить максимальный изгибающий момент для опорной трубы (заборного столба). И здесь вновь нужно использовать формулу для выполнения расчетов:

М = σW/1000,

σ – предел текучести материала, кгс/мм2 (для стали — 20 кгс/мм2);
W – момент сопротивления сечения (мм3).

Момент сопротивления рассчитывается при помощи формул. Также в интернете в свободном доступе есть калькуляторы расчётов.
Предположим, у нас труба диаметром 80 мм, и толщина металла – 4 мм – в этом случае момент сопротивления изгибу будет 17 286 мм3, вычислим М по вышеприведенной формуле:

М= 20*17286/1000=346 кгс·м

Таким образом, мы выяснили, что максимальный изгибающий момент нашей трубы составляет 346 кг, а значит данная труба не выдержит нагрузку при ураганном ветре и столб деформируется.

Ниже приведены примеры с уже вычисленными максимальными изгибающими моментами при использовании наиболее часто встречающихся опор. Среди них, как видно из табличных значений, ураганный ветер выдержит круглый столб диаметром 108 мм, а также квадратные столбы 80*80 и 100*100 при толщине металла 4 мм. Столбы меньших диаметров и сечений погнутся.

Стоит понимать, что указанные нагрузки предполагают, что ветер дует прямо перпендикулярно поверхности. На практике, эта ситуация возникает достаточно редко. Чаще ветер дует под определенным углом, проходит по касательной, и при «скольжении» по плоскости забора нагрузка снижается.

Если параметры выбранных вами столбов отличаются от тех, что приведены в таблице, используя вышеприведенные формулы, не сложно будет вычислить самостоятельно максимальный изгибающий момент.

Примечание. Взятые для примера цифры скорости ветра слишком велики, ведь ураганные ветры на территории России бывают крайне редко. Когда будете выполнять собственные расчеты, учитывайте критерии района и типа местности, а также не забывайте рассчитывать площадь забора исходя из своих личных параметров заборных конструкций. Профессионалы для расчета используют среднюю силу ветра.

Также, при выборе опорных столбов не стоит забывать о глубине промерзания грунта и правилах установки. Подробности здесь.

Видео:3D модель вышки под действием ветровой нагрузки simulationСкачать

Ветровая нагрузка

Ветер по-разному влияет на строительные конструкции. Если для одноэтажного котеджа его воздействие минимальное, то для небоскреба или “парусного” рекламного щита нагрузка может стать определяющей. В этой статье подробно описано как вычислить ветровую нагрузку на различные сооружения.

Районы ветровой нагрузки

Первое, с чем нужно определиться – к какому району по давлению ветра относится рассматриваемая местность. Данную информацию можно найти на специальных картах в нормативных документах. Главный нормативный документ, регламентирующий ветровую нагрузку – СП 20.13330*

*Обратите внимание, что СП20.13330 есть 2011 и 2016 года, и карты в этих документах могут отличаются. На момент выхода статьи обязательным является СП 2011г. но в ближайшее время СП 2016г. официально станет действующим и расчет ветровой нагрузки нужно будет проводить по картам нового документа. Расчет ветровой нагрузки так же можно найти по СНиП 2.01.07-85*, но данный расчет не будет действительным т.к. нормы устарели.

Расчет ветровой нагрузки онлайн калькулятор

Полный расчет ветровой нагрузки по СП 20.13330.2011 “Нагрузки и воздействия” приведен ниже. Если с данным расчетом сложно разобраться, то можно воспользоватсья нашим онлайн калькулятором ветровой нагрузки. При возникновении сложностей вы можете заказать расчет написав нам на почту в разделе контакты.

Пример расчета ветровой нагрузки на здание в онлайн калькуляторе

1. Ввести тип местности. Тип местности определяется по п. 11.1.6.
2. Ввести коэфициент надежности по ветровой нагрузке. По умолчанию равен 1.4 (п.11.1.12).
3. Ввести коэфициент надежности по ответственности.
4. Ввести нормативное значение ветрового давления. Нормативное значение определяется по таблице11.1 в зависимости от ветрового района. Ветровой район определяется по карте 3. Справа от ячейки можно выбрать размерность входных и выходных данных (т, кг, кН).
5. Ввести размеры здания:

• b-длина здания вдоль основной рамы.
• а-ширина здания поперек основной рамы.
• h-высота здания.

Ce – не является ячейкой ввода и поумолчанию заданы все варианты для расчета нагрузки на стены здания. Но изменив эти значения можно посчитать ветровую нагрузку для других конструкций. Расчет Ce для любых конструкций проводится по приложению Д

k(z_e) стат. – расчет коэфициента учитывающего изменение ветрового давления для высоте. Онлайн калькулятор считает только при условии: h z_e = h;

Здесь z – высота от поверхности земли;

d – размер здания (без учета его стилобатной части) в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер);

h – высота здания.

11.1.6 Коэффициент k(z_e) определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4), в которых принимаются следующие типы местности:

А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

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

С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 м и на расстоянии 2 км – при h > 60 м.

Примечание – Типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Коэффициент k для типов местности

Значения параметров k₁₀ и a для различных типов местностей приведены в таблице 11.3.

11.1.7 При определении компонентов ветровой нагрузки w_e, w_f, w_i, w_x, w_y и w_z следует использовать соответствующие значения аэродинамических коэффициентов: внешнего давления с_е, трения с_f, внутреннего давления с_i и лобового сопротивления с_x, поперечной силы с_у, крутящего момента с_z, принимаемых по приложению Д.1, где стрелками показано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов с_е или с_t соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак «минус» – от поверхности (отсос). Промежуточные значения нагрузок следует определять линейной интерполяцией.

При определении ветровой нагрузки на поверхности внутренних стен и перегородок при отсутствии наружного ограждения (на стадии монтажа) следует использовать аэродинамические коэффициенты внешнего давления се или лобового сопротивления сх.

Для сооружений повышенного уровня ответственности, а также во всех случаях, не предусмотренных Д.1 приложения Д (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям, необходимость учета влияния рядом стоящих зданий и сооружений и т.п. случаях), аэродинамические коэффициенты необходимо принимать на основе результатов продувок моделей сооружений в аэродинамических трубах или по рекомендациям, разработанным специализированными организациями.

Примечания

1 При назначении коэффициентов с_х, с_v и с_m необходимо указать размеры сооружения, к которым они отнесены.

2 Значения аэродинамических коэффициентов, указанных в приложении Д.1, допускается уточнять на основе данных модельных аэродинамических испытаний сооружений.

11.1.8 Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_pна эквивалентной высоте z_e следует определять следующим образом:

а) для сооружений (и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f_l, Гц, больше предельного значения собственной частоты f_l (см. 11.1.10), – по формуле

где w_m – определяется в соответствии с 11.1.3;

z(z_e) – коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) для эквивалентной высоты z_e (см. 11.1.5);

v – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. 11.1.11);

Коэффициент пульсаций давления ветра z для типов местности

💥 Видео

Остекление некоторые аспекты расчета эксплуатационных нагрузокСкачать

FloEFD (Flow Simulation) Расчет ветровой нагрузки на примере антенной мачтыСкачать

Урок 6.Моделирование и расчет металлической башни в программном комплексе ЛИРА-САПР-2020Скачать

Тема 3. Нагрузки на элементы каркаса. Средняя составляющая ветровой нагрузки!Скачать

Определение направления и скорости ветраСкачать

7. Обучение SCAD Office: Жилой дом - Нагрузки от ветраСкачать

У Кремля снесло строительные леса , обрушившие зубцы (Скачать

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

Окна Статические расчеты Ч1Скачать

Сопротивление воздуха ● 1Скачать

Расчеты | Параметры якорной стоянкиСкачать

Семинар "Моделирование ветровых и снеговых нагрузок для расчетов строительных конструкций" - Часть 1Скачать