12775x

001586

Dipl.-Ing. (BA) Markus Baumgärtel

21.8.2019

Síla vlivem tření větru

Pokud jsou plochy konstrukce obtékány větrem, mohou na těchto plochách vznikat třecí síly. Tyto síly mohou být významné především u rozsáhlých staveb.

Norma v případě účinků tření větru rozlišuje mezi volně stojící stěnou, přístřeškem a protáhlou uzavřenou budovou [1].

Podíl třecí síly od větru na výsledné síle větru působící na celou konstrukci se stanoví pomocí následující rovnice:

F_{fr, j} = c_{fr, j} \cdot q_{p (ze) j} \cdot A_{fr, j}

Vzorec 1

[1] (5.7)

kde
c_fr = součinitel tření
q_p(ze) = maximální dynamický tlak v referenční výšce z_e
A_fr = plocha obtékaná větrem

Složka síly větru, která vzniká vlivem tření, se má vektorově sečíst s ostatními silami F_w,e (vnější tlak) a F_w,i (vnitřní tlak). Výsledné třecí síly působí výhradně ve směru sil větru rovnoběžných s vnějším povrchem.

Účinky tření větru na povrchu lze zanedbat, jestliže celková plocha všech povrchů rovnoběžných se směrem větru (nebo odkloněných o malý úhel od tohoto směru) je rovna nebo menší než čtyřnásobek celkové plochy všech vnějších povrchů kolmých k větru (návětrných a závětrných), viz [1], čl. 5.3 (4).

Pro hladký povrch jako ocel nebo hladký beton je součinitel tření c_fr 0,01.
Pro hrubý povrch, například drsný beton nebo asfaltový šindel, platí součinitel tření c_fr 0,02.
V případě velmi hrubého povrchu, tj. vlnovek, žeber a drážek je třeba uvažovat součinitel tření c_fr 0,04.

Referenční výška z_e se má u stěn rovnat výšce h jejich horní hrany a u přístřešků výšce střechy.

Příklad vlnité stěny

Oblast větru 2
Kategorie terénu 2

c_fr = 0,04
Délka d = 20 m
Referenční výška z_e = 2,5 m

\begin{array}{l} A_{fr} = 2 \cdot 2, 5 m \cdot 20 m = 100 m ² \\ q_{p (ze)} = 1, 7 \cdot qb = 1, 7 \cdot 0, 39 kN / m ² = 0, 663 kN / m ² \\ F_{fr} = 0, 04 \cdot 0, 663 kN / m ² \cdot 100 m ² = 2, 65 kN \end{array}

Vzorec 2

Příklad přístřešku s žebrovaným povrchem

Oblast větru 2
Kategorie terénu 2

c_fr = 0,04
Délka d = 7 m
Šířka b = 4 m
Referenční výška z_e = 3 m

\begin{array}{l} A_{fr} = 2 \cdot 4 m \cdot 7 m = 56 m ² \\ q_{p (ze)} = 1, 7 \cdot qb = 1, 7 \cdot 0, 39 kN / m ² = 0, 663 kN / m ² \\ F_{fr} = 0, 04 \cdot 0, 663 kN / m ² \cdot 56 m ² = 1, 49 kN \end{array}

Vzorec 3

Příklad haly s žebrovaným povrchem

Oblast větru 2
Kategorie terénu 2

c_fr = 0,04
Délka d = 30 m
Šířka b = 10 m
Referenční výška z_e = 5,5 m
Celková plocha všech povrchů rovnoběžných se směrem větru A_total = 2 ⋅ 30 m ⋅ 4 m + 2 ⋅ 30 m ⋅ 5,22 m = 553,2 m²

Jako vzdálenost y od návětrných okapů nebo nároží se má uvažovat menší z obou hodnot 2 ⋅ b nebo 4 ⋅ h.

\begin{array}{l} y = 2 \cdot 10 = 20 m \\ A_{fr} = 2 \cdot (30 m - 20 m) \cdot 4 m 2 \cdot (30 m - 20 m) \cdot 5, 22 m = 184, 4 m ² \\ q_{p (ze)} = 2, 1 \cdot q_{b} \cdot {(\frac{z}{10})}^{0, 24} = 2, 1 \cdot 0, 39 kN / m ² \cdot {(\frac{5, 5 m}{10})}^{0, 24} = 0, 711 kN / m ² \\ F_{fr} = 0, 04 \cdot 0, 711 kN / m ² \cdot 184, 4 m ² = 5, 245 kN \end{array}

Vzorec 4

Autor

Ing. Baumgärtel zajišťuje technickou podporu zákazníkům společnosti Dlubal Software.

Odkazy

Reference

Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecné účinky, Zatížení větrem; BS EN 1991-1-4:2010-12
Národní příloha - Národně stanovené parametry - Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení – Zatížení větrem; ČSN EN 1991-1-4:2007-04

Stahování

Model v programu RFEM

1,41 MB

;