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 = hs + hd = 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}}
Cdir=1,00 – współczynnik kierunkowy
Cseason = 1,00 współczynnik sezonowy
vb,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}
Ce(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
qb – 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}}
Cpe – współczynnik ciśnienia zewnętrznego
Parcie wiatru ściany
θ=0o – 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
|
Parcie + |
Ssanie – |
||
Cpe,10 |
We,i |
Cpe,10 |
We,i |
|
A |
– |
– |
-1.2 |
-0.444 |
B |
– |
– |
-0.8 |
-0.296 |
C |
– |
– |
-0.5 |
-0.185 |
D |
0.703 |
0.26 |
– |
– |
E |
– |
– |
-0.306 |
-0.113 |
θ = 90o – kierunek wiatru
e = 10,98m < d = 55,00m
b = 20m;\\d = 55m;\\e = 10.98m;\\h = 5.48m;\\\frac{h}{d} = 0.10
|
Parcie + |
Ssanie – |
||
Cpe,10 |
We,i |
Cpe,10 |
We,i |
|
A |
– |
– |
-1.2 |
-0.444 |
B |
– |
– |
-0.8 |
-0.296 |
C |
– |
– |
-0.5 |
-0.185 |
D |
0.7 |
0.259 |
– |
– |
E |
– |
– |
-0.3 |
-0.111 |
Parcie wiatru na dach
Parcie wiatru działające na dach dwuspadowy o spadku połaci dachu α = 8,500 = 15,00%
θ = 0o – działanie wiatru
b = 55m;\;\;d = 20m;\;\;e = 10.96m;\;\;h = 5.48;\;\;\frac{h}{d} = 0.274
|
Parcie + |
Ssanie – |
||
Cpe,10 |
We,i |
Cpe,10 |
We,i |
|
F |
0.07 |
0.026 |
-1.42 |
-0.53 |
G |
0.07 |
0.026 |
-1.06 |
-0.392 |
H |
0.07 |
0.026 |
-0.5 |
-0.19 |
I |
– |
– |
-0.53 |
-0.196 |
J |
0.13 |
0.048 |
-0.74 |
-0.274 |
θ = 900 działanie wiatru
b = 20m;\;\;d = 55m;\;\;e = 10.96m;\;\;h = 5.48;\;\;\frac{h}{d} = 0.10
|
Parcie + |
Ssanie – |
||
Cpe,10 |
We,i |
Cpe,10 |
We,i |
|
F |
– |
– |
-1.5 |
-0.56 |
G |
– |
– |
-1.3 |
-0.48 |
H |
– |
– |
-0.67 |
-0.25 |
I |
– |
– |
-0.57 |
-0.21 |
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.