Les charges de vent sont des charges climatiques s'exerçant sur les bâtiments et représentant des actions variables. Elles résultent de la répartition de la pression autour du bâtiment, qui est soumise au flux de vent. En général, les charges de vent sont appliquées comme des charges surfaciques agissant perpendiculairement aux surfaces, avec effets de compression et d'aspiration.
Les charges de vent sont régies par des normes spécifiques, telles que l'EN 1991‑1-4 [1], l'ASCE/SEI 7-16 [2], et la CNB 2015 [3]. Le domaine d'application est définie pour les bâtiments d'une hauteur maximale de 200 m dans l'Eurocode. Cette limite peut être augmentée jusqu'à 300 m pour les profils de vent valides selon l'« Annexe nationale allemande », par exemple.
Dans les normes, les charges de vent sont converties en valeurs caractéristiques afin que la capacité de charge des bâtiments puisse être déterminée. Comme ces charges représentent des actions qui varient au cours du temps et de la géométrie, leurs caractéristiques stochastiques distinctes sont considérées par ces valeurs.
Pour les valeurs de calcul, la position du bâtiment avec son climat local et la topographie environnante sont essentielles. Le climat du vent est enregistré dans les normes à l'aide des cartes des zones de vent. Dans l'EN 1991‑1-4 [1], par exemple, les vitesses de base fondamentales du vent sont données. Elles représentent les valeurs moyennes déterminées au cours de la période où le vent agit. Vous trouverez des informations détaillées sur les zones de vent en fonction des frontières administratives sur le site Zones de neige, de vent et de sismicité pour obtenir les valeurs de la vitesse de base du vent vb,0 et de la pression dynamique qb.
Cet article de la base de connaissance décrit en détail comment les charges de vent sur les toitures à un ou deux versants doivent être considérées selon l'EN 1991-1-4 [1] en Allemagne. Un autre article de la base de connaissance présente un exemple d'application du vent sur des voiles verticaux.
Ces normes fournissent des informations sur l'application des charges de vent aux bâtiments principalement rectangulaires. RWIND est toutefois capable de déterminer les pressions surfaciques et les vitesses du vent pour les bâtiments de toute forme. La vitesse fondamentale (ou moyenne) du vent est appliquée pour déterminer les charges spécifiques d'un bâtiment – avec ou sans interaction avec d'autres bâtiments – par une simulation numérique en soufflerie. Si la vitesse du vent est définie individuellement pour chaque hauteur de niveau du modèle, la simulation peut également être effectuée pour des normes autres que l'EN 1991‑1-4 [1] ou indépendamment de toute autre norme.
Les profils de vent décrits dans l'EN 1991-1-4 [1] prennent également en compte la rugosité du sol. Des effets de turbulence spécifiques près du niveau du sol et, ainsi, des vitesses réduites sont associés aux caractéristiques du terrain. Le Tableau 4.1 de l'EN 1991‑1-4 [1] donne les catégories de terrain correspondantes. Ces effets de turbulence sont différents des turbulences dues à la forme du bâtiment. Elles sont décrites dans le chapitre suivant.