Zebranie obciążeń – działanie wiatru

Obciążenie wiatrem posiada bardzo skomplikowaną i rozbudowaną metodykę obliczania sił, którą mogą w rzeczywistości obciążać projektowaną konstrukcję. Oddziaływania wiatru wywołuje dwie różne sytuacje a mianowicie parcie lub ssanie.

Obciążenie wiatrem

Poradnik ten jest kontynuacją poprzedniego materiału o nazwie zebranie obciążeń hali stalowej – oddziaływania zewnętrzne, w którym poznaliśmy obciążenia stałe, użytkowe i po części zmienne. Ze zmiennych obliczyliśmy tylko oddziaływanie śniegiem, a tutaj kontynuujemy obliczenia oddziaływań jakie powstają od działania wiatru.

Obciążenie wiatrem może występować jako:

• parcie wiatru, które uważane są za dodatnie, czyli obciążenie zewnętrznych spowodowane jest nadciśnieniem powietrza;
• ssanie wiatru, ujemne, czyli obciążenie zewnętrzne spowodowane jest podciśnieniem powietrza.

Obliczana hala znajduje się w miejscowości Zgorzelec, której wysokość nad poziomem morza wynosi a = 207m.n.p.m. i która znajduje się w 3 strefie obciążenia wiatrem. Potrzebne wymiary hali:

• Szerokość magazynu: b = 20,00m
• Wysokość hali: h = h_s + h_d = 4,00m +1,48m = 5,48m

Strefy obciążenia wiatrem

Na podstawie powyższych danych musimy określić następujące wartości:

 – podstawowa wartość bazowa prędkości wiatru;
 – ciśnienie prędkości wiatru

Bazowa prędkość wiatru

{v_b} = {C_{dir}}*{C_{season}}*{v_{b,0}}

 C_dir=1,00 – współczynnik kierunkowy
C_season = 1,00 współczynnik sezonowy
v_b,0 = 22m/s – wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru

{v_b} = {C_{dir}}*{C_{season}}*{v_{b,0}} = 1.0*1.0*22 = 22\frac{m}{s}

Wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru

{q_p}\left( z \right) = \;{C_e}\left( z \right)*{q_b}

C_e(z) – współczynnik ekspozycji

{C_e}\left( z \right) = 1.47*{\left( {\frac{z}{{10}}} \right)^{0.3}} = 1.47*{\left( {\frac{{5.48}}{{10}}} \right)^{0.3}} = 1.23

q_b – wartość bazowa ciśnienia prędkości wiatru

{q_b} = \frac{1}{2}*\rho *v_b^2 = \frac{1}{2}*1.25*{22^2} = 0.303\frac{{kN}}{{{m^2}}}

Znamy już wszystkie składowe, które są potrzebne do obliczenia wartości szczytowej ciśnienia prędkości wiatru. Obliczmy jego wartość.

{q_p}\left( z \right) = \;{C_e}\left( z \right)*{q_b} = 1.23*0.303 = 0.373\frac{{kN}}{{{m^2}}}

Wartość ciśnienia wiatru działającą na powierzchnie zewnętrzne

{w_e} = {q_p}\left( {{z_e}} \right)*{C_{pe}}

C_pe – współczynnik ciśnienia zewnętrznego

Parcie wiatru ściany

θ=0^o – kierunek wiatru

e = {}_{min}^{}\left\{ {b;2h} \right\} = {}_{min}^{}\left\{ {b = 55m;2h = 2*5.48 } \right\}=10,98m

Pozostałe dane:

b = 55,00m
d = 20,00m
e = 10,98m
h/d= = 0,287m

θ = 90^o – kierunek wiatru
e = 10,98m < d = 55,00m

b = 20m;\\d = 55m;\\e = 10.98m;\\h = 5.48m;\\\frac{h}{d} = 0.10

Parcie wiatru na dach

Parcie wiatru działające na dach dwuspadowy o spadku połaci dachu α = 8,50⁰ = 15,00%

θ = 0^o – działanie wiatru

b = 55m;\;\;d = 20m;\;\;e = 10.96m;\;\;h = 5.48;\;\;\frac{h}{d} = 0.274

θ = 90⁰ działanie wiatru

b = 20m;\;\;d = 55m;\;\;e = 10.96m;\;\;h = 5.48;\;\;\frac{h}{d} = 0.10

W tym momencie posiadamy wszystkie potrzebne współczynniki, które pozwolą nam na określenie wielkości sił oddziaływujących na konstrukcję dachu i ścian hali powstałych od wiatru. Należy pamiętać, że oddziaływania od wiatru, są jedna z wielu sił obciążającą konstrukcję hali, dlatego należy uwzględnić je wszystkie podczas obliczania statyki. W tym celu, aby zachować porządek w kursie Konstrukcje stalowe II, został stworzony jeszcze jeden, trzeci poradnik opisujący temat obciążeń hali, tym razem jest to ostatni materiał przez rozpoczęciem pełnoprawnego wymiarowania elementów kostrukcyjnyc hali i nazywa sie on Zebranie obciążeń na rame pośrednią, do którego już w tym momencie odsyłam.