Схемы ветровых нагрузок и аэродинамические коэффициенты c
Схемы зданий, сооружений, элементов конструкций и ветровых нагрузок
Определение аэродинамических коэффициентов c
1. Отдельно стоящие плоские сплошные конструкции.
Вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности: наветренные подветренные
cв = +0,8 cв = -0,6
2. Здания с двускатными покрытиями
Коэф
фици-
ент
α, град
Значения
cе1, cе2 при
h1/l, равном
0
0,5
1
≥ 2
cе1
0
0
-0,6
-0,7
-0,8
20
+0,2
-0,4
-0,7
-0,8
40
+0,4
+0,3
-0,2
-0,4
60
+0,8
+0,8
+0,8
+0,8
cе2
≤ 60
-0,4
-0,4
-0,5
-0,8
b/l
Значения
cе3
при h1/l, равном
≤ 0,5
1
≥ 2
≤ 1
-0,4
-0,5
-0,6
≥ 2
-0,5
-0,6
-0,6
Примечания к схеме 2.
1. При ветре, перпендикулярном торцу зданий, для всей поверхности покрытия
cе = -0,7.
2. При определении коэффициента v в соответствии с п. 6.9
h = h1 + 0,2 ltgα
3. Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями
Коэф фици ент
h1/l
Значения cе1, cе2
при f/l, равном
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
cе1
0
+0,1
+0,2
+0,4
+0,6
+0,7
0,2
-0,2
-0,1
+0,2
+0,5
+0,7
≥ 1
-0,8
-0,7
-0,3
+0,3
+0,7
cе2
Про-
из-
воль-
ное
-0,8
-0,9
-1
-1,1
-1,2
Значение cе3 принимается по схеме 2
Примечания к схеме 3.
1. См. примеч. 1 к схеме 2.
2. При определении коэффициента v
в соответствии с п. 6.9 h = h1 + 0,2
f
4. Здания с продольным фонарем
Коэффициенты cе1, cе2
и cе3 следует определять в соответствии с указаниями к схеме 2.
Примечания к схеме 4.
1. При расчете поперечных рам зданий с фонарем и ветроотбойными щитами значение
суммарного коэффициента лобового сопротивления системы "фонарь-щиты" принимается равным 1,4.
2. При определении коэффициента v
в соответствии с п. 6.9 h = h1
5. Здания с продольными фонарями
Для покрытия здания на участке АВ коэффициенты cе
следует принимать по схеме 4.
Для фонарей участка ВС при λ ≤ 2
cx = 0,2 при 2 ≤ λ ≤ 8
для каждого фонаря cx = 0,1λ; при
λ > 8 cx = 0,8,
здесь
Для остальных участков покрытия
cе = -0,5.
Примечания к схеме 5.
1. Для наветренной, подветренной и боковых стен зданий коэффициенты давления следует
определять в соответствии с указаниями к схеме 2.
2. При определении коэффициента v в соответствии
п. 6.9 h = h1
6. Здания с продольными фонарями различной высоты
Коэффициенты c'е1,
c''е1, cе2
следует определять в соответствии с указаниями к схеме 2, где при определении
cе1 за h1необходимо принимать высоту наветренной стены здания.
Для участка AB cе следует определять так же, как для участка BC
схемы 5, где за h1 - h2необходимо
принимать высоту фонаря.
Примечания к схеме 6. См. примеч. 1 и 2 к схеме 5.
7. Здания с шедовыми покрытиями
Для участка AB cе следует определять в соответствии с указаниями к схеме 2.
Для участка BC cе = -0,5
Примечания к схеме 7.
1. Силу трения необходимо учитывать при произвольном направлении
ветра, при этом cf = 0,04.
2. См. примеч. 1 и 2 к схеме 5.
8. Здания с зенитными фонарями
Для наветренного фонаря коэффициент cе
следует определять в соответствии с указаниями к схеме 2, для остальной части
покрытия как для участка BC схемы 5.
Примечания к схеме 8. См. примеч. 1 и 2 к схеме 5.
9. Здания, постоянно открытые с одной стороны
При μ ≤ 5 % ci1 =
ct2 = ± 0,2;
При μ ≥ 30 % ci1
следует принимать равным ce3, определенному в соответствии с указаниями к схеме 2; ci2 = + 0,8
Примечания к схеме 9.
1. Коэффициенты cе на внешней поверхности
следует принимать в соответствии с указаниями к схеме 2.
2. Проницаемость ограждения μ
следует определять как отношение суммарной площади имеющихся в
нем проемов к полной площади ограждения. Для герметичного здания следует
принимать ci = 0. В зданиях, указанных в п. 6.1, в,
нормативное значение внутреннего давления на легкие перегородки (при их
поверхностной плотности менее 100 кг/м2)
следует принимать равным 0,2wo,
но не менее 0,1 кПа (10 кгс/м2).
3. Для каждой стены здания знак "плюс" или "минус" для
коэффициента ci1 при
μ ≤ 5 % следует определять
исходя из условия реализации наиболее неблагоприятного варианта нагружения.
10. Уступы здания при α < 15°
Для участка CD ce = 0,7.
Для участка BC ce следует определять линейной
интерполяцией значений, принимаемых в точках B и C. Коэффициенты cе1
и cе3 на участке AB следует принимать в соответствии с указаниями
к схеме 2 (где b и l размеры в плане всего здания).
Для вертикальных поверхностей коэффициент ce необходимо определять
в соответствии с указаниями к схемам 1 и 2.
11. Навесы
Тип схемы
α, град
Значения коэффициентов
cе1
cе2
cе3
cе4
I
10
+0,5
-1,3
-1,1
0
20
+1,1
0
0
-0,4
30
+2,1
+0,9
+0,6
0
II
10
+0
-1,1
-1,5
0
20
+1,5
+0,5
0
0
30
+2
+0,8
+0,4
+0,4
III
10
+1,4
+0,4
-
-
20
+1,8
+0,5
-
-
30
+2,2
+0,6
-
-
IV
10
+1,3
+0,2
-
-
20
+1,4
+0,3
-
-
30
+1,6
+0,4
-
-
Примечания к схеме 11.
1. Коэффициенты cе1,
cе2, cе3, cе4
следует относить к сумме давлений на верхнюю и нижнюю поверхности навесов.
Для отрицательных значений cе1,
cе2, cе3, cе4
направление давления на схемах следует изменять на противоположное.
2. Для навесов с волнистыми покрытиями cf = 0,04.
12 а. Сфера
β, град
cе
0
+1,0
15
+0,8
30
+0,4
45
-0,2
60
-0,8
75
-1,2
90
-1,25
105
-1,0
120
-0,6
135
-0,2
150
+0,2
175
+0,3
180
+0,4
cx = 1,3 при Re < 105;
cx = 0,6 при 2·105 ≤ Re ≤ 3·105;
cx = 0,2 при 4·105 > Re,
где Re число Рейнольдса.
Примечания к схеме 12а.
1. Коэффициенты cе приведены при
Re > 4·105.
2. При определении коэффициента v в соответствии с
п. 6.9 следует принимать b = 0,7d.
12 б. Сооружения с круговой цилиндрической поверхностью
cе1 = cβ,
где k1 = 1 при cβ
> 0;
h1/d
0,2
0,5
1
2
5
10
25
k1при
cβ > 0
0,8
0,9
0,95
1,0
1,1
1,15
1,2
cβ необходимо принимать
при Re > 4·105 по графику:
Покрытие
Значение
cе2 при h1/d равном
1/6
1/3
≥ 1
Плоское, коническое при
α ≤ 5° сфери-
ческое при
-0,5
-0,6
-0,8
Значение
ci при h1/d равном
1/6
1/4
1/2
1
2
≥ 5
-0,5
-0,55
-0,7
-0,8
-0,9
-1,05
Примечания к схеме 12б.
1. Re следует определять по формуле к схеме 12 а, принимая
z = h1.
2. При определении коэффициента v в соответствии с п. 6.9
следует принимать: b = 0,7d;
h = h1 + 0,7f.
3. Коэффициент ci следует учитывать при
опущенном покрытии ("плавающая кровля"), а также при отсутствии его.
13. Призматические сооружения
cx = kcx∞;
cy = kcy∞
Таблица 1
λe
5
10
20
35
50
100
∞
k
0,6
0,65
0,75
0,85
0,9
0,95
1
λe необходимо определять по табл. 2.
Таблица 2
λe = λ/2
λe = λ
λe = 2λ
В табл. 2 λ = l/b,
где l, b соответственно максимальный и
минимальный размеры сооружения или его элемента в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.
Таблица 3
Эскизы сечений и направлений ветра
β, град
l/b
cx∞
Прямоугольник
0
≤ 1,5 ≥ 3
2,1 1,6
40-50
≤ 0,2
≥ 0,5
2,0 1,7
Ромб
0
≤ 0,5
1 ≥ 2
1,9 1,6 1,1
Правильный треугольник
0 180
- -
2 1,2
Таблица 4
Эскизы сечений и направление ветра
β, град
n (число
сто-
рон)
cx∞ при Re > 4·105
Правильный много-
угольник
Произ- воль- ный
5
6-8
10
12
1,8
1,5
1,2
1,0
Примечания к схеме 13.
1. Для стен с лоджиями при ветре, параллельном этим стенам
cf = 0,1, для волнистых покрытий
cf = 0,04.
2. Для прямоугольных в плане зданий при
l/b = 0,1 ... 0,5 и β = 40 ... 50°
cy∞ = 0,75;
равнодействующая ветровой нагрузки
приложена в точке 0, при этом эксцентриситет e = 0,15b.
3. Re следует определять по формуле к схеме 12а,
принимая d диаметр описанной окружности.
4. При определении коэффициента v в соответствии
с п. 6.9 h высота сооружения,
b размер в плане по оси y.
14. Сооружения и их элементы с круговой цилиндрической поверхностью (резервуары,
градирни, башни, дымовые трубы), провода и тросы, а также круглые трубчатые и
сплошные элементы сквозных сооружений
cx = kcx∞,
где k определяется по табл.1 схемы 13; cx∞ определяется по графику:
Для проводов и тросов (в том числе и покрытых гололедом) cx = 1,2
Примечания к схеме 14.
1. Re следует определять по формуле к схеме 12а, принимая
z = h, d
диаметр сооружения.
Значения Δ принимаются:
для деревянных конструкций Δ = 0,005 м; для
кирпичной кладки Δ = 0,01м; для бетонных и
железобетонных конструкций Δ = 0,005 м; для
стальных конструкций Δ = 0,001 м; для проводов
и тросов диаметром dΔ = 0,01d; для ребристых
поверхностей с ребрами высотой bΔ = b.
2. Для волнистых покрытий cf = 0,04.
3. Для проводов и тросов d ≥ 20 мм,
свободных от гололеда, значение cx
допускается снижать на 10 %.1. Re следует определять по формуле к схеме 12а,
принимая z = h,
d диаметр сооружения.
15. Отдельно стоящие плоские решетчатые конструкции
,
где cxi аэродинамический коэффициент i-го элемента конструкций;
для профилей cxi = 1,4;
для трубчатых элементов cxi следует определять по графику к схеме 14,
при этом необходимо принимать λe = λ
(см. табл. 2 схемы 13);
Ai площадь проекции i-го элемента на плоскость конструкции;
Ak площадь, ограниченная контуром конструкции.
Примечания к схеме 15.
1. Аэродинамические коэффициенты к схемам 15-17 приведены для решетчатых конструкций
с произвольной формой контура и
2. Ветровую нагрузку следует относить к площади, ограниченной контуром Ak.
3. Направление оси x совпадает с направлением ветра и перпендикулярно плоскости конструкции.
16. Ряд плоских параллельно расположенных решетчатых конструкций
Для наветренной конструкции коэффициент cx1
определяется так же, как для схемы 15.
Для второй и последующих конструкций
cx2 = cx1η.
Для ферм из труб при Re ≥ 4·105 = 0,95.
φ
Значение η для ферм из
профилей и труб при Re < 4·105
и b/h, равном
1/2
1
2
4
6
0,1
0,93
0,99
1
1
1
0,2
0,75
0,81
0,87
0,9
0,93
0,3
0,56
0,65
0,73
0,78
0,83
0,4
0,38
0,48
0,59
0,65
0,72
0,5
0,19
0,32
0,44
0,52
0,61
0,6
0
0,15
0,3
0,4
0,5
Примечания к схеме 16.
1. См. примеч. 1-3 к схеме 15.
2. Re следует определять по формуле к схеме 12а,
где d средний диаметр трубчатых элементов;
z
допускается принимать равным расстоянию от поверхности земли до верхнего пояса фермы.
3. В таблице к схеме 16: h минимальный размер контура; для
прямоугольных и трапециевидных ферм h длина
наименьшей стороны контура; для круглых решетчатых конструкций h
их диаметр; для эллиптических и близких к ним по очертанию конструкций h
длина меньшей оси; b расстояние между соседними фермами.
4. Коэффициент φ следует определять в соответствии с указаниями
к схеме 15.
17. Решетчатые башни и пространственные фермы
ct =
cx + (1 +
η)k1
где cx
определяется так же, как для схемы 15;
η
определяется так же, как для схемы 16.
Эскизы форм контура поперечного сечения и направления ветра
k1
1,0
0,9
1,2
Примечания к схеме 17.
1. См.примеч. 1 к схеме 15.
2. ct относится к площади контура наветренной грани.
3. При направлении ветра по диагонали четырехгранных квадратных башен
коэффициент k1 для стальных башен из одиночных
элементов следует уменьшать на 10 %; для деревянных башен из составных
элементов увеличивать на 10 %.
18. Ванты и наклонные трубчатые элементы, расположенные в плоскости потока
cxα = cxsin2α
где cx определяется в соответствии с указаниями к схеме 14.