6. Теплотехнический расчет и выбор конструкции оконного проема

ГСОП = ( t_в-t_от.пер)z _от.пер = (20+5,6)*222 = 5683,2 (°C*сут)

t_от.пер = -5,6ºС

z _от.пер = 222 ºС

R₀^тр определяем методом интерполяции по таблице 1а*

4000 – 0,45

6000 – 0,6

R₀^тр=0,45+((5683,2-4000)/(6000-4000))*(0,6-0,45)=0,57 м²ºС/Вт

R₀^тр=0.57 м²ºС/Вт

2. Принимаем в качестве заполнения оконного проёма двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном

R₀^факт= 0,65 (м²ºС/Вт)

Условие R₀^факт >R₀^тр выполняется.

7. Расчёт снеговых нагрузок

Расчёт снеговых нагрузок следует вести в соответствии с методикой изложенной в

СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле

где с_е - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов.

c_t - термический коэффициент.

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

S_g - вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли

Вес снегового покрова S_g на 1 м² горизонтальной поверхности земли для площадок, расположенных на высоте не более 1500 м над уровнем моря, принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации. Город Ижевск принадлежит к V снеговому району РФ, S_g =3.2 кПа.

Для пологих (с уклонами до 12 % или с f/l £ 0,05) покрытий однопролетных и многопролетных зданий без фонарей, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца V ³ 2 м/с следует установить коэффициент сноса снега:

где k - принимается по таблице ;

b - ширина покрытия, принимаемая не более 100 м

Для г. Ижевск V=4 м/с , для проектируемой местности k= 0, 69 ширина покрытия b=8,9м

При определении снеговых нагрузок для утепленных покрытий зданий с низкими тепловыделениями при уклонах кровли свыше 3 % термический коэффициент c_t = 1,0

Таким образом, S₀ = 0,7*0,71*1*1*3,2 = 1,59кПа

8. Расчёт ветровой нагрузки

Расчёт ветровых нагрузок следует вести в соответствии с методикой изложенной в

СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

Для зданий и сооружений необходимо учитывать следующие воздействия ветра:

а) основной тип ветровой нагрузки (в дальнейшем - «ветровая нагрузка»);

б) пиковые значения ветровой нагрузки, действующие на конструктивные элементы ограждения и элементы их крепления;

в) резонансное вихревое возбуждение;

г) аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и флаттера

Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамические неустойчивые колебания типа галопирования необходимо учитывать для зданий и сплошностенчатых сооружений, у которых h/d > 10, где h - высота, d - характерный поперечный размер. В данном случае h/d= 0.5 пункты в) и г) не рассчитываются.

Пункт А. Расчётная ветровая нагрузка.

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_p составляющих

w = w_m + w_p

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m в зависимости от эквивалентной высоты z_e над поверхностью земли следует определять по формуле

w_m = w₀ k(z_e)c

где w₀ - нормативное, значение ветрового давления

k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e

с - аэродинамический коэффициент

Нормативное значение ветрового давления w₀ принимается в зависимости от ветрового района по таблице 11.1. Для г. Ижевска I ветровой район w₀₌ 0,23кПа

Эквивалентная высота z_e определяется следующим образом.

Для зданий при h £ d ® z_e = h;

Коэффициент k(z_e) определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4), в которых принят следующий тип местности:

В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

k(z_e)=0.65

При определении компонентов ветровой нагрузки w_e, w_f, w_i, w_x, w_y и w_z следует использовать соответствующие значения аэродинамических коэффициентов: внешнего давления с_е, трения с_f, внутреннего давления с_i и лобового сопротивления с_x, поперечной силы с_у, крутящего момента с_z, принимаемых по приложению Д.1, где стрелками показано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов с_е или с_i соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак «минус» - от поверхности (отсос). Промежуточные значения нагрузок следует определять линейной интерполяцией.

Аэродинамический коэффициент с=0,8

Таким образом, w_m = w₀ k(z_e)c = 0,23*0,65*0,8 = 0,12кПа

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на эквивалентной высоте z_e следует определять следующим образом:

Для данного сооружения (и его конструктивных элементов), у которого первая частота собственных колебаний f₁, Гц, больше предельного значения собственной частоты f₁ по формуле

w_p = w_m z(z_e)v,

где w_m =0,12кПа

z(z_e) - коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) для эквивалентной высоты z_e

v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра

Коэффициент пульсации давления ветра z(z_e)=1,06

Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления v следует определять для расчетной поверхности коэффициента сооружения или отдельной конструкции, для которой учитывается корреляция пульсаций.

Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра v = 0,85

Таким образом, w_p = w_m z(z_e)v = 0,12*1,06*0,85 = 0,11кПа

w = w_m + w_p = 0,12+0,11 = 0,23кПа

Пункт Б. Пиковая ветровая нагрузка

Для элементов ограждения и узлов их крепления необходимо учитывать пиковые положительные w₊ и отрицательные w_- воздействия ветровой нагрузки, нормативные значения которых определяются по формуле

w_+(-) = w₀k(z_e)[1 + z(z_e)] с_р,+(-) v_+(-),

где w₀ - расчетное значение давления ветра

z_e - эквивалентная высота

k(z_e) и z(z_e) - коэффициенты, учитывающие, соответственно, изменение давления и пульсаций давления ветра на высоте z_e

с_р,+(-) - пиковые значения аэродинамических коэффициентов положительного давления (+) или отсоса (-); с_р+=1,2, с_р- =2,4

v_+(-) - коэффициенты корреляции ветровой нагрузки, соответствующие положительному давлению (+) и отсосу (-); значения этих коэффициентов приведены в таблице 11.8 в зависимости от площади ограждения А, с которой собирается ветровая нагрузка.

v₊=0,75, v_-=0,65

Аэродинамические коэффициенты с_р,+ и с_р,-, как правило, определяются на основе результатов модельных испытаний сооружений в аэродинамических трубах. Для отдельно стоящих прямоугольных в плане зданий значения этих коэффициентов приведены на схеме Д.1.17 приложения Д.1.

Из расчёта проведённого выше, получено: w₀=0,23кПа, k(z_e)=0,65, z(z_e)=1,06.

Таким образом, w₊ = w₀k(z_e)[1 + z(z_e)] с_р,+ v₊ = 0,23*0,65[1 + 1,06]1,2*0,75 = 0,28кПа

w_- = w₀k(z_e)[1 + z(z_e)] с_р,- v_- = 0,23*0,65[1 + 1,06]2,4*0,65 = 0,48кПа