6.5.2. Определение ветровой нагрузки на вертикальные конструкции (стены).

Определяем ветровую нагрузку на вертикальную диафрагму ( роль которой выполняют монолитные ж.б. стены) 8 –ми этажного жилого дома высотой 29,3 м. Район строительства – город Юбилейный Московской области – 1–й район по скоростному напору ветра.

Ветровая нагрузка для любого уровня по высоте здания определяется по формуле:

q_n = q₀c(k + k_вνxξm);

где q₀ – скоростной напор на 1 м2 поверхности данного фасада по п. 6.4 СНиП;

k – коэффициент возрастания скоростного напора, определяемый для данного уровня по п.6.5 СНиП;

k_в – то же для верха здания;

c – аэродинамический коэффициент принимаемый по п.6.7 СНиП с=1,4;

х – коэффициент, учитывающий изменение пульсаций по высоте и форму собственных колебаний здания, определяемый по СНиП.

ν – коэффициент, определяемый по табл.11 СНиП;

ξ – коэффициент динамичности, определяемый по графику СНиП в зависимости от параметра E₁ = T₁v/1200 = T₁√1,2q₀/300,

где Т₁ – период 1- й формы колебаний;

m – коэффициент пульсации, принимаемый по табл. 9 СНиП для верха здания.

Точность определения Е, а следовательно и Т мало сказывается на значении нагрузки q_n.

Результаты измерений колебаний построенных многоэтажных зданий позволяют рекомендовать приближённую эмпирическую формулу:

T₁ = 0,021H,

где Н высота здания, м = 29,3.

1. Ветровая нагрузка на уровне земли:

q₀ = 0,23 кПа; с = 0,8 + 0,6 = 1,4; k_в = 1,23; k = 0,50; ν = 0,47; ξ = 1,1; m = 1,22; χ = 0,34.

q_n0 = 0,23*1,4(0,50 + 1,23 + 0,47*0,34*1,1*1,22) = 0,26 кПа = 260 Па;

2. Ветровая нагрузка на уровне 10 м от земли:

q₀ = 0,28 кПа; с = 0,8 + 0,6 = 1,4; k_в = 1,23; k = 0,65; ν = 0,47; ξ = 1,1; m = 1,06; χ = 0,55.

q₀ = 0,23*1,23 = 0,28 кПа;

Е₁ = (1,1*√1,2*0,28)/300 = 0,002

q_n1 = 0,28*1,4(0,65 + 1,23*0,47*1,06*1,1*0,5) = 0,40 кПа = 400 Па;

3. Ветровая нагрузка на уровне 29,3 м:

q₀ = 0,28 кПа; с = 0,8 + 0,6 = 1,4; k_в = 1,23; k = 0,97; ν = 0,47; ξ = 1,1; m = 0,87; χ = 0,89.

q₀ = 0,28 кПа;

E₁ = (0,021*29,3*√1,2*0,28)/300 = 0,001

q_n0 = 0,28*1,4*(0,97 +1,23*0,47*0,89*1,1*0,87)= 0,57 кПа = 570 Па;

Приведём эпюру ветровой нагрузки к эквивалентной трапециевидной по формулам СНиП. Для этого сначала определим площадь и положение центра тяжести заданной эпюры:

А = ((260 + 400)/2)*10 + ((400 + 570)/2)*19,3 = 12660,5Па/м.

S = 260*10*5,0 + ((400 – 260)/2)*10*(0 + (10*2/3)) + +400*19,3*(10+ +19,3/2) + ((570 – 400)/2)*19,3*(10 + +19,3*2/3) = 206877 Па.

С = S/A = 206877/12660,5 = 16,4 м.

По формулам:

a = (2H – 3C)/(3C – H);

q = 2A/[(1 + a)H]

а = (2*29,3 – 3*16,4)/(3*16,4 –29,3) = 0,47;

q_н = 2*12660,5/[(1+ 0,47)*29,3] = 587,9 Па.

a*q_н = 0,47*587,9 = 276,3 Па.

На каждую из диафрагм приходятся следующие нагрузки интенсивностью вверху и внизу:

q_н = 587,9*2,9 = 1704,9 Па/м;

aq_н = 276,3*2,9 = 801,3 Па/м.

Расчётные значения нагрузок получим умножая нормативные нагрузки на коэффициент перегрузки γ_f = =1,2.

q_p = q_н*1,2 = 1704,9*1,2 = 2045,9 Па/м;

aq_p = aq_н*1,2 = 276,3*1,2 = 331,6 Па/м.