Расчет ветровой нагрузки, ветровой район таблица
Главная
Основные повреждения, которые получают здания при порывистых ветрах, приходятся, в основном, на крышу. По телевизору, в интернете мы можем увидеть достаточно много наглядных примеров того, как не только отдельные элементы крыши, но и вся крыша, полностью, срывается под порывами ураганного ветра. Почему же происходят подобные случаи? Давайте рассмотрим механику подобных явлений и попробуем сделать расчет ветровой нагрузки.
Содержание
- Ветровые потоки
- Силы, действующие на крышу
- Расчет ветровой нагрузки
- Как бороться с ветровыми «проказами»?
- Уважаемые посетители!
Ветровые потоки
Расчет ветровой нагрузки учитывает направление господствующих ветров. При фронтальном направлении ветра происходит столкновение с фасадной частью здания и крышей. У вертикальной поверхности поток создаёт вихревые разнонаправленные векторы, — происходит деление на нижнюю, боковую и вертикальную составляющие:
- нижнее направление – самое безопасное для здания, так как все усилия направлены в сторону фундамента, то есть одной из самой прочной и массивной части дома.
- боковые составляющие воздействуют на фасадные части здания, окна, двери.
- вертикальный поток направлен прямо на свес крыши и создаёт подъёмное усилие, стремящееся приподнять кровлю, сдвинуть её с места.
Атака ветрового потока, направленная на скат крыши, образует три усилия, влияющие на расчет ветровой нагрузки, стремящиеся сдвинуть кровлю:
- касательное, скользящее вдоль кровли, огибающее конёк и, захватывая свободные молекулы воздуха, уходящее прочь, стремясь, при этом, опрокинуть крышу;
- перпендикулярное скату кровли, создавая давление, способное вдавить элементы кровли внутрь конструкции крыши;
- и, наконец, из-за разницы давлений воздушной массы (с наветренной стороны образуется зона высокого давления, а с подветренной стороны – низкого), в верхней, подветренной, стороне строения образуется подъемная тяга, как у крыла самолета, стремящаяся поднять крышу.
Силы, действующие на крышу
Проанализировав все усилия воздушных потоков, можно сделать вывод, что при высокой наклонной кровле ветер образует силы, стремящиеся опрокинуть крышу.
Но чем больше угол наклона крыши, тем меньше действуют на нее касательные силы и больше – перпендикулярные скату.
Пологие скаты способствуют созданию больших подъёмных сил, старающихся приподнять конструкцию, отправив её в свободный полёт.
Расчет ветровой нагрузки
Как видим, если не подойти серьезно к учету ветровой нагрузки на крышу, то может произойти беда. Как и кто может это сделать?
Расчёт ветровой нагрузки на крышу, в зависимости от высоты её местонахождения над уровнем земли, определяется специалистами-проектировщиками по формуле:
Wр = 0,7 * W * k * C.
- W – нормативная величина усилия, создаваемого напором воздуха; определяется по картам в приложении к СП 20.133330.2011;
- k – коэффициент, показывающий зависимость давления от высоты над срезом верхнего уровня земли;
- C – аэродинамический коэффициент, учитывающий направление «набегания» воздушного потока на скат крыши.
Таблица коэффициента k для типов местности:
| Высота над уровнем земли, метр | Тип местности | ||
A | B | C | |
| ≤ 5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| 10 | 1,25 | 0,65 | 0,4 |
| 20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
| 60 | 1,7 | 1,3 | 1,0 |
| 80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
| 100 | 2,0 | 1,6 | 1,25 |
| 150 | 2,25 | 1,9 | 1,55 |
| 200 | 2,45 | 2,1 | 1,8 |
| 250 | 2,65 | 2,3 | 2,0 |
| 300 | 2,75 | 2,5 | 2,2 |
| 350 | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
| ≥ 480 | 2,75 | 2,75 | 2,75 |
Типы местности:
- A – открытые пространства на побережьях морей, озёр, водохранилищ, пустыня, степь, лесостепь, тундра;
- B – населённые пункты, лес, местность с равномерно распределёнными искусственными строениями с высотой больше 10 метров;
- C – территория города с плотным расположением строительных сооружений высотой более 25 метров.
Таблица значений коэффициента С для двускатной кровли при векторе потока в скат крыши:
| Угол наклона ά | F | G | H | I | J |
| 15° | -0,9 | -0,8 | -0,3 | -0,4 | -1,0 |
| 0,2 | 0,2 | 0,2 | |||
| -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 значений коэффициента С для двускатной кровли при направлении потока во фронтон крыши:
| Угол наклона ά | F | H | G | I |
| 0° | -1,8 | -1,7 | -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 |
Положительная величина аэродинамического коэффициента означает, что ветер давит на поверхность.
Отрицательные показатели – поток создаёт разрежение у поверхности кровли, иными словами – «отсос» воздушной подушки.
Зависимость давления, создаваемого потоком воздуха от высоты здания
Как бороться с ветровыми «проказами»?
Во избежание разрушений строители нижние концы стропил надежно прикрепляют к вмонтированным в стену кронштейнам. Если неизвестно, с какой стороны будет направление господствующих ветров, то стропила закрепляют подобным образом по всему периметру здания. Общую устойчивость каркаса крыши обеспечивают ее элементы — подкосы, раскосы и связки, сечение которых рассчитано, исходя из тех природных условий, в которых ведется строительство или ремонт здания.
Уважаемые посетители!
Мы с удовольствием ответим на возникшие вопросы. Для этого Вы можете:
позвонить по номеру: +7 (495) 669 31 74
или отправить сообщение по адресу: info@bta.
ru и получить подробную консультацию.
Как правильно рассчитать ветровую нагрузку и закрепить кровлю, чтобы ее точно не сорвало — ТЕХНОНИКОЛЬ
Из-за ошибок, допущенных при строительстве, у домов нередко срывает кровли во время непогоды. Кажется, что не так часто случаются сильные ураганы и смерчи, но даже один катаклизм в год может полностью разрушить крышу.
Это происходит потому, что исполнители работ не рассчитывают количество крепежа для мембраны по необходимым формулам и обычно делают все по принципу «на глазок». В итоге плохо закрепленная кровля может попросту оторваться и ее надо будет заново монтировать. Также от точного расчета нагрузки на кровлю зависит расход материалов, которые при неправильных подсчетах приходится докупать, либо иногда остается лишнее.
Рассказываем, как сделать правильный расчет ветровой нагрузки для крепления кровли и определить количество крепежа, чтобы конструкция устояла перед стихийным бедствием и долго служила.
Как ветровая нагрузка действует на кровлю
Представьте себе, что на постройку непрерывно с разной скоростью и силой дует ветер. Потоки воздуха создают давление, которое способно навредить покрытию кровли. При этом совершенно необязательно, чтобы ветер дул перпендикулярно или по касательной к поверхности крыши – даже если он направлен вдоль плоской кровли, он создает значительную отрывающую нагрузку.
Суммируя все ветреные дни и добавив катаклизмы, которые хоть и редко, но случаются, мы получаем постепенное непрерывное разрушение материала. Именно поэтому возникает необходимость рассчитывать ветровую нагрузку и количество креплений кровельного материала.
Расчет ветровой нагрузки для крепления кровли здания
От ветровой нагрузки зависит, сколько нужно использовать крепежных элементов и какую выбрать ширину рулона мембраны. Чем выше нагрузка, тем больше нужно крепежа на квадратный метр. Ширину мембраны также приходится уменьшать, чтобы крепеж уместился в шов.
Чтобы самостоятельно рассчитать ветровое воздействие на кровлю, можно воспользоваться методикой в 7 пункте документа, разработанного специалистами ТЕХНОНИКОЛЬ вместе с ЦНИИПромзданий.
Существует и более простой способ расчета ветровой нагрузки на кровлю здания
Если вы хотите быстро получить точный результат и не связываться со сложными формулами, таблицами и картами, воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором для кровли из материалов ТЕХНОНИКОЛЬ.
Калькулятор помогает рассчитать не только ветровую нагрузку для плоских крыш, но и количество необходимого крепежа на каждом участке, а также требуемую ширину рулонов гидроизоляции.
Расчеты ветровой нагрузки основаны на действующих российских нормах СП 20.13330.2016 и СП 17.13330.2017.
В калькулятор встроена карта России с районированием по давлению ветра, так что вам не нужно самостоятельно искать на картах и в таблицах нужные значения.
Достаточно выбрать место и кликнуть или указать точное название населенного пункта.
Вы выбираете тип местности – открытую, равномерно покрытую препятствиями или высотную городскую застройку. По этим двум параметрам калькулятор выдает первое значение – пиковую ветровую нагрузку согласно СП 20.133330.2016 п.11.
Далее переходим к основанию кровли и выбираем – тяжелый бетон, ОСП и металлическое основание профлист (0,7 мм или 0,75–2,5 мм). При выборе профлиста калькулятор предложит еще пять вариантов в зависимости от шага между гофрами. Вы также можете указать свой вариант.
На третьем этапе нужно указать толщину утеплителя, который вы будете использовать, и способ его укрепления. Также возможен вариант без утеплителя.
На этапе гидроизоляции нужно указать способ ее фиксации. В калькуляторе предусмотрено два варианта крепления: механический и балластный. Если у вас балластный, также нужно указать его тип – армированная стяжка или гранитный щебень.
Далее выбирайте тип мембраны: битумная или полимерная. Кстати, у каждого материала можно посмотреть характеристики и всю необходимую информацию, нажав на кнопку с вопросом.
Пятый этап включает работу с геометрией объекта, где нужно вводить параметры участка кровли. Калькулятор рассчитывает значение только для плоских крыш прямоугольной формы, поскольку методика расчета использует пиковые значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки. Вам нужно указать высоту здания и его габариты. Высоту принимаем по самой высокой точке здания – парапетной зоне.
После вы получаете промежуточный расчет, где видите основные результаты, например, ширину рулона и шаг крепежа, и проверяете введенные значения, которые можно подкорректировать, если ошиблись.
После этого получаете готовый отчет, где рассчитано:
- деление кровли на участки (центральная, парапетная, угловая) и ветровое давление на каждый из них;
- какую ширину рулонов гидро- и теплоизоляции использовать;
- сколько потребуется крепежа на один квадратный метр и его шаг.
На любой стадии расчета ветровой нагрузки на кровлю можно «откатить» назад на любой этап и изменить исходные данные. А также сохранить и отправить себе на почту в виде ссылки, чтобы потом вернуться к нему, если вы что-то не доделали. Благодаря формату PDF расчет можно вносить в проект или просто удобно хранить и использовать эти данные.
Что такое ветровая нагрузка и почему она важна в архитектурном остеклении?
Источник фотографии
www.iqglassuk.com
Дата: 11 апреля 2017 г.
Термин «ветровая нагрузка» используется для обозначения любого давления или сил, которые ветер оказывает на здание или конструкцию. На самом деле есть три типа сил ветра, которые будут воздействовать на здание.
Подъемная ветровая нагрузка
Подъемная ветровая нагрузка – это восходящая сила ветра, которая воздействует на конструкции крыши или подобные горизонтальные конструкции в здании, такие как козырьки или навесы.
Поток ветра под конструкцией крыши толкает крышу вверх, поток ветра над горизонтальной конструкцией тянет крышу вверх.
Сдвиговая ветровая нагрузка
Сдвиговая ветровая нагрузка — это горизонтальное давление или сила, которая может вызвать наклон или растрескивание стен или вертикальных структурных элементов, вызывая наклон здания.
Боковая ветровая нагрузка.
Боковая ветровая нагрузка.
Все конструкции из структурного стекла разрабатываются на заказ в соответствии с требованиями каждого проекта, включая требования к ветровой нагрузке. Различные районы или места по всей Великобритании будут иметь разные требования к расчетной ветровой нагрузке в зависимости от основной скорости ветра в этом районе, а также от размера и формы здания.
Строительные нормы и правила гласят, что все конструкции должны быть рассчитаны на ветровую нагрузку 0,5 кН/м2 (500 Па), однако IQ Glass проектирует все наши стеклянные конструкции и установки так, чтобы выдерживать ветровую нагрузку 0,65 кН/м2 (650 Па).
ветровая нагрузка для обеспечения дополнительной поддержки.
Прибрежные объекты или участки, расположенные за пределами защищенной городской среды, могут подвергаться более высоким ветровым нагрузкам и, следовательно, должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать эти дополнительные нагрузки.
Архитектор или инженер должен быть в состоянии рассчитать проектную ветровую нагрузку, которая нам понадобится в наших расчетах спецификаций стекла и деталей крепления. Эта ветровая нагрузка обычно рассчитывается с использованием BS EN 19.91-1-4:2005+A1:2010 относительно воздействия ветра на здания.
Каркасные элементы, такие как наши окна и двери с алюминиевыми и стальными рамами, можно предварительно испытать, чтобы определить, какова их ветровая нагрузка. Эти испытания проводятся с использованием стандартного метода испытаний EN 12210 «Окна и двери — устойчивость к ветровой нагрузке».
Полученные классификации разбиты на две части; число, обозначающее максимальное давление ветра на окно или дверь, и буква, обозначающая результирующее лобовое отклонение во время процедуры испытания.
Например, наши раздвижные стеклянные двери с тонкими рамами (минимальные окна) прошли испытания в соответствии с EN 12210 и получили классификацию C4/B5. Это означает, что большие раздвижные двери были испытаны на давление ветра 2400 Па при фронтальном отклонении менее 1/300, а затем испытаны на давление 3000 Па при фронтальном отклонении менее 1/200.
Для еще более высокой ветровой нагрузки наши раздвижные стеклянные двери с тройным остеклением были испытаны на ураганную ветровую нагрузку с циклическим давлением воздуха до 3510 Па и скоростью ветра более 270 км/ч для использования в районах с чрезвычайно высокой ветровой нагрузкой.
Обеспечение того, чтобы архитектурное остекление было спроектировано и установлено с учетом требуемой ветровой нагрузки, чрезвычайно важно для обеспечения правильной работы окон и дверей в течение всего срока их службы.
Вы также должны убедиться, что эти структурные стеклянные конструкции спроектированы с правильной толщиной стекла и соответствующими усиливающими прослойками.
Поговорите с технической командой IQ Glass для получения дополнительной информации, чтобы убедиться, что мы проектируем вашу конструкцию с необходимой прочностью и сопротивлением.
600450
www.iqglassuk.com
2017-04-11T09:00:00
Что такое ветровая нагрузка и почему она важна в архитектурном остеклении? Glassonweb.com
Двери и окна Установка стекла Системы остекления Структурное остекление UK Ветровая нагрузка
Как рассчитать ветровую нагрузку скатной крыши
Как и в предыдущих статьях, мы рассчитываем ветровую нагрузку в соответствии с EN 1991-1-4:2005. На этот раз: ветровая нагрузка скатных крыш, , как в случае большинства семейных домов.
В этой статье мы рассчитаем ветровые нагрузки на примере простой стропильной крыши. ❗А вот статическая система не влияет на ветровую нагрузку, только на уклон (угол стропил).
На следующем рисунке показаны только конструктивные элементы крыши. Первый этаж, который также подвержен ветру, упрощен с помощью серого прямоугольника.
Дом со стропильной крышейЭта статья основывается на пиковом скоростном давлении, которое мы рассчитали в предыдущей статье для сборного офисного здания.
Мы не будем повторять вычисления в этой статье, а определим для них значение $q_p$ . Этапы расчета ветровой нагрузки на стены такие же, как и для сборного железобетонного здания.
Просто имейте в виду, что значения различаются из-за разных параметров, таких как местоположение и геометрия.
Для расчета ветровой нагрузки или ветрового давления на внешние поверхности скатной крыши проделаем следующие шаги:
- Рассчитаем давление скорости ветра $q_{p}$
- Определить внешнюю геометрию здания
- Рассчитать ширину ветровой зоны
- Найти коэффициенты внешнего давления
- Рассчитать ветровое давление/нагрузки
Геометрия и параметры по давлению скорости ветра
Это краткое изложение значений, которые мы рассчитываем, чтобы получить давление скорости ветра.
| Высота здания над землей | $h$ | 6,0 млн $$ | ||||||||||||
| Базовая высота Terrain кат. II | $ Z_ {0.ii} $ | $ 0,05 M $ | ||||||||||||
| Длина шероховатости (ландшафт. III) | $ Z_ {0} $ | $ 0,3 M $ | ||||||||||||
| 99999 | 99999 | 999 | 9999 | 999 | 99999 | 999 | 99999 | 9999 | 99999 9009 | 999999 | 999999999 | 99999999999 | 99999999900 k_{r}$ | $0.215$ |
| Turbulence Intensity | $I_{v}$ | $0.247$ | ||||||||||||
| Roughness factor | $c_{r}$ | $0.871$ | ||||||||||||
Давление ветра на поверхности
Еврокод (EN 1991-1-4:2005) в целом различает давление ветра на внешние и внутренние поверхности. Эта статья посвящена ветровому давлению на внешние поверхности.
Ветровое давление на наружные поверхности $w_{e}$
Теперь точно такие же слова и формулы мы писали уже в статьях о ветровой нагрузке плоской кровли и стен, но не лучше ли повторяться , так они к нам лучше прилипают? 🤔
В любом случае формула (EN 1991-1-4:2005 (5.
2$. Эти два значения также можно записать как 92$
Теперь мы уже объяснили это немного подробнее здесь. Если вы хотите получить более подробное объяснение, перейдите к статье или прочитайте EN 1991-1-4:2005 7.2.
EN 1991-1-4 Таблица 7.3a и Таблица 7.3b дают рекомендации для $c_{pe.10}$ и $c_{pe.1}$.
❗Это означает, что вам необходимо перепроверить ваше национальное приложение, потому что там эти значения могут быть определены по-разному❗
В таблицах 7.3a и 7.3b приведены значения для 4 различных областей F, G, H и I нашей крыши. Эти области зависят от того, откуда дует ветер, и от формы крыши.
Еврокод различает односкатные и двускатные крыши.
Односкатная крыша в основном имеет только «один скат». Так что никаких изменений наклона.
Односкатная крышаДвухскатная крыша имеет в основном «два ската», которые меняются в самой высокой точке крыши.
Двускатная крыша Для «нашей» двускатной крыши мы можем определить Области для обоих направлений ветра – Ветер спереди и сбоку.
В этой статье мы будем говорить о ветре спереди и сбоку. Следующая картинка подчеркивает, что мы подразумеваем под передней и боковой частью.
Направления ветраВетер спереди
Для случая, когда ветер дует спереди, мы можем определить некоторые геометрические размеры здания в соответствии с EN 1991-1-4:2005
| Ширина здания | $b$ | $13.0 m $ |
| Length of building | $-$ | $9.0 m $ |
| Height of building | $h$ | $6.0 m $ |
From those dimensions мы можем определить $e$, который определяет ширину и глубину областей F, G, H, J и I в соответствии с EN 19.91-1-4:2005. dimensions of the areas according to EN 1991-1-4:2005 Figure 7.8
4а стандарта EN 1991-1-4:2005.
8