T = TefKp,(8.6)
где Кр – коэффициент, определяемый по табл. 8.2 в зависимости от вероятности Р.
Таблица 8.2
Р |
0,37 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,99 |
кр |
1,00 |
1,44 |
1,95 |
4,48 |
6,15 |
9,50 |
19,50 |
99,50 |
Промежуточные значения коэффициента Кр следует определять линейной интерполяцией.
8.12 Коэффициент надежности по эксплуатационному расчетному значению снеговой нагрузки определяется по табл. 8.3 в зависимости от доли времени , на протяжении которой могут нарушаться условия второго предельного состояния.
Таблица 8.3
|
0,002 |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,1 |
|
0,88 |
0,74 |
0,62 |
0,49 |
0,40 |
0,34 |
0,28 |
0,10 |
Промежуточные значения коэффициента следует определять линейной интерполяцией.
Значение принимается по нормам проектирования конструкций или устанавливается заданием на проектирование в зависимости от их назначения, ответственности и следствий выхода за предельное состояние. Для объектов массового строительства допускается принимать = 0,02.
9 ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ
9.1Требования раздела 9 распространяются на здания и сооружения простой геометрической формы, высота которых не превышает .
При определении ветровой нагрузки для зданий и сооружений сложной конструктивной или геометрической формы (содержащих вантовые и висячие покрытия, оболочки, антенные полотна), стальных решетчатых мачт и башен и др., а также для зданий и сооружений высотой более следует выполнять специальные динамические расчеты для определения влияния пульсационной составляющей нагрузки, а в необходимых случаях – обдувку моделей в аэродинамической трубе.
9.2Ветровая нагрузка является переменной нагрузкой, для которой установлены два расчетных значения:
9.3Ветровую нагрузку на сооружение следует рассматривать как совокупность:
а)нормального давления, приложенного к внешней поверхности сооружения или элемента;
б)сил трения, направленных по касательной к внешней поверхности и отнесенных к площади ее горизонтальной (для шедовых или волнистых покрытий, покрытий с фонарями) или вертикальной (для стен с лоджиями и подобных конструкций) проекции;
в)нормального давления, приложенного ко внутренним поверхностям зданий с воздухопроницаемыми ограждениями, с открывающимися или постоянно открытыми проемами.
Совокупность указанных сил может быть представлена в форме нормального давления, обусловленного общим сопротивлением сооружения в направлении осей х и у, и условно приложенного к проекции сооружения на плоскость, перпендикулярную соответствующей оси.
9.4Предельное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле
,(9.1)
где – коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяемый по 9.14;
w0 – характеристическое значение ветрового давления по 9.6;
С – коэффициент, определяемый по 9.7.
9.5Эксплуатационное расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле
,(9.2)
где – коэффициент надежности по эксплуатационному значению ветровой нагрузки, определяемый по 9.15.
9.6Характеристическое значение ветрового давления W0 равно средней (статической) составляющей давления ветра на высоте над поверхностью земли, которое может быть превышен в среднем один раз в 50 лет.
Характеристическое значение ветрового давления w0 определяется в зависимости от ветрового района по карте (рис. 9.1) или по приложению Е.
В необходимых случаях w0 допускается определять путем статистической обработки результатов срочных замеров скорости ветра.
9.7Коэффициент С определяется по формуле
С = Caer Ch Calt Crel Cd,(9.3)
где Caer –аэродинамический коэффициент, определяемый по 9.8;
Ch-коэффициент высоты сооружения, определяемый по 9.9;
Calt-коэффициент географической высоты, определяемый по 9.10;
Crel-коэффициент рельефа, определяемый по 9.11;
Cdir-коэффициент направления, определяемый по 9.12;
Cd-коэффициент динамичности, определяемый по 9.13.
Рисунок 9.1. Карта районирования территории Украины по характеристическим значениям ветрового давления
9.8Аэродинамические коэффициенты Саеr определяются по приложению И в зависимости от формы сооружения или конструктивного элемента и могут иметь вид:
Аэродинамические коэффициенты Саеr приведены в приложении И, где стрелками указано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов соответствует направлению давления ветра на поверхность, знак «минус» – от поверхности. Промежуточные значения коэффициентов следует определять линейной интерполяцией.
В случаях, не предусмотренных приложением И (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям и т.п.), аэродинамические коэффициенты допускается принимать по справочным и экспериментальным данным или на основе результатов продувок моделей конструкций в аэродинамических трубах.
9.9Коэффициент высоты сооружения Сh учитывает увеличение ветровой нагрузки в зависимости от высоты конструкции или рассматриваемой ее части над поверхностью земли (Z), типа окружающей местности и определяется по рис. 9.2.
Рисунок 9.2. Коэффициент высоты сооружения Сh
Типы местности, окружающей здание или сооружение, определяются для каждого расчетного направления ветра в отдельности:
III- пригородные и промышленные зоны, протяженные лесные массивы;
IV- городские территории, на которых по крайней мере 15% поверхности заняты зданиями, имеющими среднюю высоту более .
При определении типа местности сооружение считается расположенным на местности данного типа для определенного расчетного направления ветра, если в рассматриваемом направлении такая местность имеется на расстоянии 30Z при полной высоте сооружения Z< или 2 км – при большей высоте.
В случае, если сооружение расположено на границе местностей различных типов либо имеются сомнения относительно выбора типа местности, следует принимать тип местности, доставляющий большие значения коэффициента Сh.
9.10Коэффициент географической высоты Саlt, учитывает высоту H (в километрах) размещения строительного объекта над уровнем моря и определяется по формуле
Calt = 4H – 1 (H > ); Calt = 1 (H < ).(9.4)
Формула (9.4) используется для объектов, расположенных в горной местности, и дает ориентировочное значение в запас надежности. При наличии результатов метеорологических наблюдений за ветром, проведенных в зоне строительной площадки, характеристическое значение ветровой нагрузки определяется путем статистической обработки результатов срочных замеров скоростей ветра и при этом принимается Саlt=1.
9.11Коэффициент рельефа Сrеl учитывает микрорельеф местности вблизи площадки, на которой расположен строительный объект, и принимается равным единице, за исключением случаев, когда объект строительства расположен на холме или склоне.
Коэффициент рельефа следует учитывать в том случае, когда сооружение расположено на холме или склоне на расстоянии от начала склона не менее, чем половина длины склона или полторы высоты холма.
Коэффициент рельефа Сrеl определяется по формулам
;
;
.(9.5)
В формулах (9.5) обозначено:
– уклон с заветренной стороны;
S – коэффициент, определяемый по рис. 9.3 для склонов и по рис. 9.4 для холмов.
Рисунок 9.3. Коэффициент S для склонов
Рисунок 9.4. Коэффициент S для холмов
На рис. 9.3 и 9.4 обозначено:
-уклон H/L с заветренной стороны;
Lu-проекция длины подветренного склона на горизонталь;
Ld-проекция длины заветренного склона на горизонталь;
Н-высота холма или склона;
X-расстояние по горизонтали от сооружения до вершины;
Z-расстояние по вертикали от поверхности земли до сооружения;
Le-эффективная длина подветренного склона (Le=L при 0,05<<0,3; Le=3,3H при >0,3).
Для основных типов зданий и сооружений значения Cd определяются по графикам на рис. 9.5-9.10. Указанные на рисунках ширина и диаметр приняты в сечении, перпендикулярном ветровому потоку. Значения Cd следует принимать по левой кривой соответствующего графика.
Рисунок 9.5 Коэффициент Cd для каменных зданий и зданий с железобетонным каркасом
|
Рисунок 9.6. Коэффициент Cd для зданий со стальным каркасом |
|
Рисунок 9.7. Коэффициент Cd для зданий со сталебетонным каркасом |
|
Рисунок 9.8. Коэффициент Cd для стальных труб и аппаратов колонного типа без футеровки |
|
Рисунок 9.9. Коэффициент Cd для стальных труб и аппаратов колонного типа с футеровкой |
|
Рисунок 9.10. Коэффициент Cd для железобетонных труб |
В случаях, когда Cd > 1,2, необходимо выполнять специальный динамический расчет, с помощью которого определяется влияние пульсационной составляющей ветровой нагрузки.
Значения Cd < 1,0 учитывают малую вероятность одновременного возрастания пульсационного давления во всех точках сооружения.
Для проверки прочности ограждающих конструкций, подвергающихся непосредственному действию ветра и имеющих площадь менее , следует принимать Cd1,0.
9.14 Коэффициент надежности по предельному расчетному значению ветровой нагрузки определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости T по табл. 9.1.
Таблица 9.1
Т, лет |
5 |
10 |
15 |
25 |
40 |
50 |
70 |
100 |
150 |
200 |
300 |
500 |
|
0,55 |
0,69 |
0,77 |
0,87 |
0,96 |
1,00 |
1,07 |
1,14 |
1,22 |
1,28 |
1,35 |
1,45 |
Промежуточные значения коэффициента следует определять линейной интерполяцией.
Для объектов массового строительства допускается средний период повторяемости Т принимать равным установленному сроку эксплуатации конструкции Tef.
Для объектов повышенного уровня ответственности, для которых техническим заданием установлена вероятность Р непревышения (обеспеченность) предельного расчетного значения ветровой нагрузки на протяжении установленного срока службы, средний период повторяемости предельного расчетного значения ветровой нагрузки вычисляется по формуле
Т = Теf Кр,(9.6)
где Кр – коэффициент, определяемый по табл. 9.2 в зависимости от вероятности Р.
Таблица 9.2
Р |
0,37 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,99 |
Kp |
1,00 |
1,44 |
1,95 |
4,48 |
6,15 |
9,50 |
19,50 |
99,50 |
Промежуточные значения коэффициента Кр следует определять линейной интерполяцией.