Интернет-магазин nachodki.ru

Д.1 Аэродинамические коэффициенты

Д.1.1 Отдельностоящие плоские сплошные конструкции

Отдельностоящие плоские сплошные конструкции на земле (стенызаборы и т.д.)

Для различных участков конструкций (рисунок Д.1) коэффициент сх определяется по таблице Д.1;

ze = h.

Рисунок Д.1

Таблица Д.1

Участки плоских сплошных конструкций на земле (см. рисунок Д.1)

А

В

С

D

2,1

1,8

1,4

1,2

Рекламные щиты

Для рекламных щитов, поднятых над землей на высоту не менее d/4 (рисунок Д.2): сх = 2,5kl, где kl - определено в Д.1.15.

1

Рисунок Д.2

Равнодействующую нагрузку, направленную по нормали к плоскости щита, следует прикладывать на высоте его геометрического центра с эксцентриситетом в горизонтальном направлении е = ± 0,25b.

ze zg + d/2.

Д.1.2 Прямоугольные в плане здания с двускатными покрытиями

Вертикальные стены прямоугольных в плане зданий

Таблица Д.2

Боковые стены

Наветренная стена

Подветренная стена

Участки

А

В

С

D

Е

-1,0

-0,8

-0,5

0,8

-0,5

Для наветренных, подветренных и различных участков боковых стен (рисунок Д.3) аэродинамические коэффициенты се приведены в таблице Д.2.

Для боковых стен с выступающими лоджиями аэродинамический коэффициент трения сf = 0,1.

Рисунок Д.3

Двускатные покрытия

Для различных участков покрытия (рисунок Д.4) коэффициент се определяется по таблицам Д.3, а и Д.3, б в зависимости от направления средней скорости ветра.

Для углов 15° £ b £ 30° при a = 0° необходимо рассмотреть два варианта распределения расчетной ветровой нагрузки.

Для протяженных гладких покрытий при a = 90° (рисунок Д.4, б) аэродинамические коэффициенты трения сf = 0,02.

1

Рисунок Д.4

Таблица Д.3а

  1. a

Уклон b

F

G

Н

I

J

15°

-0,9

-0,8

-0,3

-0,4

-1,0

0,2

0,2

0,2

30°

-0,5

-0,5

-0,2

-0,4

-0,5

0,7

0,7

0,4

45°

0,7

0,7

0,6

-0,2

-0,3

60°

0,7

0,7

0,7

-0,2

-0,3

75°

0,8

0,8

0,8

-0,2

-0,3

Таблица Д.3б

  1. a

Уклон b

F

С

Н

I

-1,8

-1,3

-0,7

-0,5

15°

-1,3

-1,3

-0,6

-0,5

30°

-1,1

-1,4

-0,8

-0,5

45°

-1,1

-1,4

-0,9

-0,5

60°

-1,1

-1,2

-0,8

-0,5

75°

-1,1

-1,2

-0,8

-0,5

Д.1.3 Прямоугольные в плане здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями

1

Рисунок Д.5

Примечание - При 0,2 £ f/d £ 0,3 и hl/l ³ 0,5 необходимо учитывать два значения коэффициента се1.

Распределение аэродинамических коэффициентов по поверхности покрытия приведено на рисунке Д.5.

Аэродинамические коэффициенты для стен принимаются в соответствии с таблицей Д.2.

При определении эквивалентной высоты (11.1.5) и коэффициента v в соответствии с 11.1.1h = h1 + 0,7f.

Д.1.4 Круглые в плане здания с купольными покрытиями

Значения коэффициентов се в точках А и Са также в сечении ВВ приведены на рисунке Д.6. Для промежуточных сечений коэффициенты се определяются линейной интерполяцией.

При определении эквивалентной высоты (11.1.5) и коэффициента v в соответствии с 11.1.1h = h1 + 0,7f.

1

Рисунок Д.6

Д.1.5 Здания с продольными фонарями

1

Рисунок Д.7

Для участков А и В (рисунок Д.7) коэффициенты се следует определять в соответствии с таблицами Д.3а и Д.3б.

Для фонарей участка С при l £ 2 сх = 0,2; при 2 £ l £ 8 для каждого фонаря сх = 0,1l; при l > 8 сх = 0,8, здесь l = a/hf.

Для остальных участков покрытия се = -0,5.

Для вертикальных поверхностей и стен зданий коэффициенты се следует определять в соответствии с таблицей Д.2.

При определении эквивалентной высоты zе (11.1.5) и коэффициента v (11.1.1h h1.

Д.1.6 Здания с зенитными фонарями

Рисунок Д.8

Для наветренного фонаря коэффициент се следует определять в соответствии с таблицами Д.3а и Д.3б.

Для остальных фонарей коэффициенты сх определяются так же, как и для участка С (раздел Д.1.5).

Для остальной части покрытия се = -0,5.

Для вертикальных поверхностей и стен зданий коэффициенты се следует определять в соответствии с таблицей Д.2.

При определении эквивалентной высоты ze (11.1.5) и коэффициента v (11.1.1h = h1.

Д.1.7 Здания с шедовыми покрытиями

Рисунок Д.9

Для участка А коэффициент се следует определять в соответствии с таблицами Д.3, а и Д.3б.

Для остальной части покрытия се = -0,5.

Для вертикальных поверхностей и стен зданий коэффициенты се следует определять в соответствии с таблицей Д.2.

При определении эквивалентной высоты ze (11.1.5) и коэффициента v (11.1.1h h1.

Д.1.8 Здания с уступами

Рисунок Д.10

Для участка С коэффициент се = 0,8.

Для участка А коэффициент се следует принимать в соответствии с таблицей Д.2.

Для участка В коэффициент се следует определять линейной интерполяцией.

Для остальных вертикальных поверхностей коэффициент се необходимо определять в соответствии с таблицей Д.2.

Для покрытия зданий коэффициенты се определяются в соответствии с таблицами Д.3а и Д.3б.

Д.1.9 Здания, постоянно открытые с одной стороны

1

Рисунок Д.11

При проницаемости ограждения m £ 5 % сi1 = ci2 = ± 0,2. Для каждой стены здания знак «плюс» или «минус» следует выбирать из условия реализации наиболее неблагоприятного варианта нагружения.

При m ≥ 30 % сi1 = -0,5; ci2 = 0,8.

Коэффициент се на внешней поверхности следует принимать в соответствии с таблицей Д.2.

Примечание - Проницаемость ограждения m следует определять как отношение суммарной площади имеющихся в нем проемов к полной площади ограждения.

Д.1.10 Навесы

Аэродинамические коэффициенты се для четырех типов навесов (рисунок Д.12) без сплошностенчатых вертикальных ограждающих конструкций определяются по таблице Д.4.

Рисунок Д.12

Таблица Д.4

Тип схемы

a, град

Значения коэффициентов

ce1

ce2

ce3

ce4

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

1 Коэффициенты се1се2се3се4 соответствуют суммарному давлению на верхнюю и нижнюю поверхности навесов.

2 Для отрицательных значений се1се2се3се4 направление давления на схемах следует изменять на противоположное.

3 Для навесов с волнистыми покрытиями аэродинамический коэффициент трения cf = 0,04.

Д.1.11 Сфера

Рисунок Д.13

Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления сх сферы при zg > d/2 (рисунок Д.13) приведены на рисунке Д.14 в зависимости от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости d = D/d, где D, м, - шероховатость поверхности (см. Д.1.15). При zg < d/2 коэффициент сх следует увеличить в 1,6 раза.

Коэффициент подъемной силы сферы сz принимается равным:

при zg d/2 - cz = 0;

при zg < d/2 - сz = 0,6.

Опечатка

Эквивалентная высота (11.1.5ze = zg + d/2.

При определении коэффициента v в соответствии с 11.1.11 следует принимать

b = h = 0,7d.

Число Рейнольдса Re определяется по формуле

где d, м, - диаметр сферы;

w0, Па, - определяется в соответствии с 11.1.4;

ze, м, - эквивалентная высота;

k(ze) - определяется в соответствии с 11.1.6;

  1. gf

1

Рисунок Д.14

Д.1.12 Сооружения и конструктивные элементы с круговой цилиндрической поверхностью

Аэродинамический коэффициент се1 внешнего давления определяется по формуле

ce1 = kl1cb,

где kl1 = 1 при сb > 0; для сb < 0 - kl1 = kl, определено в Д.1.15.

Распределение коэффициентов сb по поверхности цилиндра при d = D/d < 5×10-4 (см. Д.1.16) приведено на рисунке Д.16 для различных чисел Рейнольдса Re. Значение указанных на этом рисунке углов bmin и bb, а также соответствующее им значение коэффициентов сmin и сb приведены в таблице Д.5.

Значения аэродинамических коэффициентов давления се2 и сi (рисунок Д.14) приведены в таблице Д.6. Коэффициент сi следует учитывать для опущенного покрытия («плавающая кровля»), а также при отсутствии покрытия.

Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления определяются по формуле

cX = klcx¥,

где kl - определено в Д.1 в зависимости от относительного удлинения сооружения (см. Д.1.15). Значения коэффициентов cx¥ приведены на рисунке Д.17 в зависимости от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости D = d/d (см. Д.1.16).

Рисунок Д.15

1

Рисунок Д.16

Таблица Д.5

Re

bmin

cmin

bb

cb

5×105

85

-2,2

135

-0,4

2×106

80

-1,9

120

-0,7

107

75

-1,5

105

-0,8

Таблица Д.6

h/d

1/6

1/4

1/2

1

2

³ 5

ce2ci

-0,5

-0,55

-0,7

-0,8

-0,9

-1,05

Рисунок Д.17

Для проводов и тросов (в том числе покрытых гололедом) сх = 1,2.

Аэродинамические коэффициенты наклонных элементов (рисунок Д.18) определяются по формуле

схb = cхsin2bsin2q.

где сх - определяется в соответствии с данными рисунка Д.17;

ось х параллельна скорости ветра V;

ось z направлена вертикально вверх;

  1. bXYи осью х;
  2. qz.

Рисунок Д.18

При определении коэффициента v в соответствии с 11.1.1:

b = 0,7dh = h1 + 0,7f.

Число Рейнольдса Re определяется по формуле, приведенной в Д.1.11, где zе = 0,8h для вертикально расположенных сооружений;

ze равно расстоянию от поверхности земли до оси горизонтально расположенного сооружения.

Д.1.13 Призматические сооружения

Опечатка

Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления призматических сооружений определяются по формуле

cX = klcX¥,

где kl определено в Д.1.15 в зависимости от относительного удлинения сооружения lе.

Значения коэффициента cX¥ для прямоугольных сечений приведены на рисунке Д.19, а для n-угольных сечений и конструктивных элементов (профилей) - в таблице Д.7.

Таблица Д.7

Эскизы сечений и направлений ветра

b, град.

п (число сторон)

cx¥ при Re > 4×105

Правильный многоугольник

Произвольный

5

1,8

6 - 8

1,5

10

1,2

12

1,0

1

Рисунок Д.19

Д.1.14 Решетчатые конструкции

Аэродинамические коэффициенты решетчатых конструкций отнесены к площади граней пространственных ферм или площади контура плоских ферм.

Направление оси х для плоских ферм совпадает с направлением ветра и перпендикулярно плоскости конструкции; для пространственных ферм расчетные направления ветра показаны в таблице Д.8.

Аэродинамические коэффициенты сх отдельностоящих плоских решетчатых конструкций определяются по формуле

где cxi - аэродинамический коэффициент i-го элемента конструкций, определяемый в соответствии с указаниями Д.1.13 для профилей и Д.1.12, в для трубчатых элементов; при этом kl = 1;

Ai - площадь проекции i-го элемента конструкции;

Аk - площадь, ограниченная контуром конструкции.

Рисунок Д.20

Ряд плоских параллельно расположенных решетчатых конструкций

Рисунок Д.21

Для наветренной конструкции коэффициент cxl определяется так же, как и для отдельностоящей фермы.

Для второй и последующих конструкций сх2 = сх1h.

Для ферм из профилей из труб при Re < 4×105 коэффициент h определяется по таблице Д.8 в зависимости от относительного расстояния между фермами b/h (рисунок Д.19) и коэффициента проницаемости ферм 

Таблица Д.8

j

b/h

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

Для ферм из труб при Re ³ 4×105 h = 0,95.

Примечание - Число Рейнольдса Re следует определять по формуле в подразделе Д.1.11, где d - средний диаметр трубчатых элементов.

Решетчатые башни и пространственные фермы

Рисунок Д.22

Аэродинамические коэффициенты сl решетчатых башен и пространственных ферм определяются по формуле

сl = сх(1 + h)k1,

где сх - определяется так же, как и для отдельностоящей фермы;

  1. h

Значения коэффициента k1 приведены в таблице Д.9.

Таблица Д.9

Форма контура поперечного сечения и направление ветра

k1

1

1

0,9

1,2

Д.1.15 Учет относительного удлинения

Значения коэффициента kl в зависимости от относительного удлинения lе элемента или сооружения приведены на рисунке Д.23. Относительное удлинение le зависит от параметра l = l/и определяется по таблице Д.10; степень проницаемости 

Рисунок Д.23

Таблица Д.10

  1. le = l/2
  2. le = l
  3. le = 2l
   

Примечание l- соответственно максимальный и минимальный размеры сооружения или его элемента в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.

Д.1.16 Учет шероховатости внешней поверхности

Значения коэффициента D, характеризующего шероховатость поверхностей конструкций, в зависимости от их обработки и материала, из которого они изготовлены, приведены в таблице Д.11.

Таблица Д.11

Тип поверхности

Относительная шероховатость d, мм

Тип поверхности

Относительная шероховатость d, мм

Стекло

0,0015

Оцинкованная сталь

0,2

Полированный металл

0,002

Шлифованный бетон

0,2

Тонкомолотая масляная краска

0,006

Шероховатый бетон

1,0

Распыленная краска

0,02

Ржавчина

2,0

Литейный чугун

0,2

Каменная кладка

3,0

Д.1.17 Пиковые значения аэродинамических коэффициентов для прямоугольных в плане зданий

а) Для стен прямоугольных в плане зданий пиковое положительное значение аэродинамического коэффициента ср,+ = 1,2.

б) Пиковые значения отрицательного аэродинамического коэффициента ср,- для стен и плоских покрытий (рисунок Д.24) приведены в таблице Д.12.

Таблица Д.12

Участок

А

В

С

D

Е

сp,-

-2,2

-1,2

-3,4

-2,4

-1,5

Рисунок Д.24

Д.2 Резонансное вихревое возбуждение

Д.2.1 Для однопролетных сооружений и конструктивных элементов интенсивность воздействия F(z), действующего при резонансном вихревом возбуждении по i-й собственной форме в направлении, перпендикулярном средней скорости ветра, определяется по формуле

Н/м,                                   (Д.2.1)

где d, м, - размер сооружения или конструктивного элемента в направлении, перпендикулярном средней скорости ветра;

Vcr,iм/с, - см. 11.3.2;

сy,cr - аэродинамический коэффициент поперечной силы при резонансном вихревом возбуждении;

  1. d
  2. dd

z - координата, изменяющаяся вдоль оси сооружения;

ji(z) - i-я форма собственных колебаний в поперечном направлении, удовлетворяющая условию

max[j(z)] = 1.                                                        (Д.2.2)

Примечание - Воздействие при резонансном вихревом возбуждении (в первую очередь высотных зданий) рекомендуется уточнить на основе данных модельных аэродинамических испытаний.

Д.2.2 Аэродинамические коэффициенты су поперечной силы определяются следующим образом:

а) Для круглых поперечных сечений су = 0,3.

б) Для прямоугольных поперечных сечений при b/d > 0,5:

cy = 1,1 для Vcr,i/Vmax(zэк) < 0,8;

су = 0,6 для Vcr,i/Vmax(zэк³ 0,8,

здесь b - размер сооружения в направлении средней скорости ветра.

При b/d £ 0,5 расчет на резонансное вихревое возбуждение допускается не проводить.

Д.2.3 При расчете сооружения на резонансное вихревое возбуждение наряду с воздействием (Д.2.1) необходимо учитывать также действие ветровой нагрузки, параллельной средней скорости ветра. Средняя wm,cr и пульсационная wp,cr составляющие этого воздействия определяются по формулам:

wm,cr = (Vcr/Vmax)2wmwp,cr = (Vcr/Vmax)2wp,                                   (Д.2.3)

где Vmax - расчетная скорость ветра на высоте zэк, на которой происходит резонансное вихревое возбуждение, определяемое по формуле (11.13);

wm и wp - расчетные значения средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки, определяемые в соответствии с указаниями 11.1.

Д.2.4 Критические скорости Vcr,i могут иметь достаточно большую повторяемость в течение расчетного срока эксплуатации сооружения и, в связи с этим, резонансное вихревое возбуждение может привести к накоплению усталостных повреждений.

Для предотвращения резонансного вихревого возбуждения могут быть использованы различные конструктивные мероприятия: установка вертикальных и спиралевидных ребер, перфорация ограждения и установка соответствующим образом настроенных гасителей колебаний.

Источник: stroyinf.ru