Пользователь Story
В первом примере мы выполним предварительный расчет, с особым акцентом на расчет общей силы. Она выбрана в виде двухмерной квадратной плоскости. Он относится к Группе 1 согласно WTC-Merkblatt-M3, если:
- G1: Качественные значения с низкими требованиями к точности для использования в основных исследованиях или предварительном расчете. Меньше усилий и требований к уровню детализации, так как часто не все граничные условия полностью определены.
- С1: Отдельный (без окружающих зданий), расчёт отдельных важных направлений ветра.
- Z1: Статические средние значения, при условии, что речь идет о стационарных процессах потока, в которых колебания (например, из-за приближающейся турбулентности потока) могут быть в достаточной мере устранены другими измерениями.
- S1: статические эффекты. Достаточно создать конструктивную модель с необходимыми механическими подробностями, но без масс и демпфирующих свойств.
Размеры примера показаны на рисунке 1, а допущения ввода показаны на рисунке 2:
В данном примере мы сравним значения силы ветра в норме EN 1991-1-4 и в программе RWIND. Формула силы ветра в разделе Еврокод 5.3 задана:
| cscd ... | Коэффициент конструкции |
| cf ... | Коэффициент силы конструкции или структурного элемента |
| qp (ze ) | Пиковое скоростное давление на исходной высоте ze |
| Aref ... | Площадь конструкции или структурный элемент |
Коэффициенты силы (d=b=1 → C f,0 =2.10) для прямоугольных сечений с острыми углами и без потока на концах, а также понижающий коэффициент (ψ r ) для квадратное сечение с закругленными углами (r/b=0 → ψ r =1) можно получить по рисунку 7.24, нормы EN 1991-1-4. Ориентировочные значения коэффициента плоской формы ψλ =0,63 в зависимости от коэффициента заполнения φ=1 и гибкости λ=2 указаны на рисунке 7.36 нормы EN 1991-1-4.
Коэффициент силы cf у конструктивных элементов прямоугольного сечения при ветре, действующем перпендикулярно стенке, должен определяться по выражению (7.9) в норме EN 1991-1-4:
| cf,0 ... | Коэффициент силы прямоугольных сечений с острыми углами и без обтекания свободного конца |
| ψr | Понижающий коэффициент для квадратных сечений с закругленными углами |
| φλ | Коэффициент понижающей нагрузки для элементов со свободно обтекаемым концом |
- Средняя скорость ветра
Средняя скорость ветра vm (ze ) на исходной высоте z_e зависит от шероховатости местности, орографии местности и основной скорости ветра vb. Она определяется по формуле (4.3) EN1991-1-4:
- Турбулентность ветра
Интенсивность турбулентности Iv (ze ) в исходной высоте ze определяется как стандартное отклонение турбулентности, делённое на среднюю скорость ветра. Рассчитывается в соответствии с EN1991-1-4 уравнение 4.7 . Для рассматриваемого случая ze меньше, чем zmin :
- Базовый скоростной напор
Базовое скоростное давление q_b - это давление, соответствующее импульсу ветра, определенному при базовой скорости ветра vb. Основное динамическое давление рассчитывается по основному соотношению, указанному в норме EN1991 -14 §4.5 (1):
где ρ - плотность воздуха согласно EN1991-1-4 §4.5(1). В данном расчете принято следующее значение ρ=1,225 кг/м3.
- Пиковое скоростное давление
Максимальное давление скоростиqp (ze ) в исходной высоте ze включает в себя средние и кратковременные колебания скорости. Она определяется по норме EN1991-1-4, уравнение 4.8:
Затем силу ветра можно рассчитать:
The результаты в программе RWIND и их сравнение с Eurocode
В программе RWIND результаты общих сил (на рисунках 3 и 4) доступны в информационной вкладке модели для редактирования. Разница между критериями Rwidn и Еврокодом составляет около 2,5% (меньше, чем критерии в WTF), что указывает на хорошее соответствие:
