B3.2 Obciążenia wiatrem dla planowania konstrukcyjnego

Obciążenia wiatrem są charakteryzowane przez ich zmienność w czasie i przestrzeni i są klasyfikowane jako oddziaływania zmienne zgodnie z EN 1990. Wartość charakterystyczna Q_k dla oddziaływań zmiennych jest zdefiniowana w rozdziale 4.1.2 pkt (7) normy jako górna wartość określonego prawdopodobieństwa przekroczenia dla danego okresu. W szczególności odniesiono się do 98% percentyla przekroczenia rozkładu wartości ekstremalnych dla rocznego okresu odniesienia.

Określenie wartości ekstremalnych wymaga zatem przeprowadzenia analizy statystycznej szeregów czasowych ciśnienia, obciążeń wiatrem lub ich wpływu. Należy zauważyć, że obciążenia wiatrem nie mają rozkładu Gaussa, a wpływy obciążeń wiatrem nie są liniowo korelowane z prędkością wiatru. Zgodnie z przyjętą praktyką, obliczenia opierają się na normatywnych specyfikacjach definiujących prędkość podmuchów wraz z powiązanym współczynnikiem ciśnienia lub siły. W przeciwieństwie do wcześniejszych podejść opartych na średnich, współczynniki te uwzględniają teraz domyślnie statystyki wartości ekstremalnych obciążeń wiatrem. Zastosowanie wyłącznie wartości ekstremalnych w określaniu obciążenia prowadzi do problemów dotyczących jednoczesności przyłożonych obciążeń wiatrem (efekty korelacji). Podejścia alternatywne, zwłaszcza w przypadku mostów, opisują wiatr za pomocą wartości średnich i zmiennych składowych z różnymi współczynnikami bezpieczeństwa.

Bezpośrednie przenoszenie statystyk wartości ekstremalnych na różne wyniki, takie jak ciśnienie wiatru, ssanie wiatru lub siły przekrojowe, zazwyczaj nie jest możliwe w przypadku obciążenia wiatrem. W idealnym przypadku metoda ta powinna być stosowana do każdej kombinacji obciążeń z osobna. Jednak wymagania normatywne ograniczają się do względnego udowodnienia, że wartość obliczeniowa wszystkich oddziaływań łączonych E_d jest mniejsza niż wartość nośności obliczeniowej elementów lub konstrukcji R_d :

Ponadto warto zauważyć, że współczesne symulacje CFD i eksperymentalne testy w tunelu aerodynamicznym zyskują na znaczeniu w dokładniejszym uchwyceniu złożonych scenariuszy obciążenia wiatrem i bardziej szczegółowej analizie interakcji między wiatrem a konstrukcją. Dokładna kategoryzacja wymagań w badaniach numerycznych jest zatem niezbędna, aby spełnić różne wymagania dotyczące dokładności i efektywnie zastosować pochodne, specyficzne procedury do różnych obiektów badawczych.