Obciążenie wiatrem

Plan dokumentu

• Wartość szczytowa ciśnienia
• Kierunek wiatru prostopadły do ściany bocznej
• Kierunek wiatru prostopadły do ściany szczytowej

Ze względu na symetrię konstrukcji rozpatruje się tylko dwa kierunki działania wiatru:

• prostopadle do ściany bocznej – 4 schematy,
• prostopadle do ściany szczytowej – 1 schemat.

W każdym z 5 przypadków uwzględniono ciśnienie wewnętrzne.

Wartość szczytowa ciśnienia

Wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru (PN-EN 1991-1-4, Tablica NA.1).

$v_{b,0}=22 \cdot (1+0,0006 \cdot (900-300))=29,92m/s$

Współczynnik kierunkowy (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.2, Uwaga 2).

$C_{dir}=1,0$

Współczynnik sezonowy (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.2, Uwaga 3).

$C_{season}=1,0$

Bazowa prędkość wiatru (PN-EN 1991-1-4, wzór 4.1).

$v_b=C_{dir} \cdot C_{season} \cdot v_{b,0}$

Wysokość odniesienia (PN-EN 1991-1-4, punkt 7.2.9(7)).

$z_e=z_i=9,5 m$

Kategoria i parametr terenu: III (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.3.2).

$z_{min}=5 m<z_i=9,5m<z_{max}=400m$

Współczynnik chropowatości (PN-EN 1991-1-4, Tablica NA.3).

$C_r(z)=0,8 (\frac{z}{10})^{0,19}=0,8(\frac{9,5}{10})^{0,19}=0,792$

Współczynnik rzeźby terenu – nachylenie terenu mniejszego niż $3^\circ$ (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.3.1).

$c_{0}(z_{e})=1,0$

Średnia prędkość wiatru: (PN-EN 1991-1-4, wzór 4.3).

$v_{m}(z_{e})=C_r(z) \cdot c_{0}(z_{e}) \cdot v_b$ $v_{m}(z_{e})=0,792 \cdot 1,0 \cdot 29,92=23,7m/s$

Intensywność turbulencji: (PN-EN 1991-1-4, wzór 4.7).

$I_v(z)=\frac{1}{ln(\frac{h}{z_0})}=\frac{1}{ln(\frac{9,5}{0,3})}=0,289$

Gęstość powietrza (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.5, Uwaga 2).

$\rho=1,25kg/m^3$

Wartość szczytowa ciśnienia powietrza (PN-EN 1991-1-4, punkt 4.5, wzór 4.8).

$q_p(z)=[1+7 \cdot I_v(z)] \cdot \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2_m$ $q_p(z)=[1+7 \cdot 0,289] \cdot \frac{1}{2} \cdot 1,25 \cdot 23.7^2=1061Pa=1,06kPa$

Kierunek wiatru prostopadły do ściany bocznej

Strefy obciążenia wyznaczono zgodnie z PN-EN 1991-1-4, p 7.

Wymiar $e=min\{b;2h\}$ (PN-EN 1991-1-4, rys. 7.8).

$e=min\{30,0;2 \cdot 9,5=19,00\}=19,00 m$

Współczynniki ciśnienia zewnętrznego

Ściany boczne i szczytowe

Strefy obciążenia wyznaczono zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.5, natomiast wartości współczynników ciśnienia odczytano z tablicy 7.1.

Podział ścian bocznych i ściany szczytowej na strefy obciążenia wiatrem z kierunku prostopadłego

Ciśnienie zewnętrzne wiatru na ściany hali.

Pole	Rodzaj	$c_{pe}$	$w_{e}=q_{p} \cdot c_{pe}$
A	ssanie	-1,2	-1,28
B	ssanie	-0,8	-0,85
D	parcie	0,75	0,80
E	ssanie	-0,41	-0,43

Połacie dachowe

Strefy obciążenia wyznaczono zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.8a, natomiast wartości współczynników ciśnienia odczytano z tablicy 7.4a dla dachu o pochyleniu 10,62°.

Podział dachu na strefy obciążenia wiatrem działającego z kierunku prostopadłego do ścian bocznych hali

Ciśnienie zewnętrzne wiatru na dach hali.

Pole	Rodzaj	$c_{pe}$	$w_{e}=q_{p} \cdot c_{pe}$
F	ssanie	-1,25	-1,33
	parcie	0,11	0,12
G	ssanie	-0,98	-1,04
	parcie	0,11	0,12
H	ssanie	-0,43	-0,46
	parcie	0,11	0,12
I	ssanie	-0,49	-0,52
	parcie	0,0	0,0
J	ssanie	-0,82	-0,87
	parcie	0,09	0,10

 

Analizowane schematy obciążenia:

Współczynniki ciśnienia wewnętrznego

Wartość przyjęto zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.13 dla stosunku otworów w hali $u=0,8$ -> $C_{pi}=-0,20$ (podciśnienie). Sumaryczna wartość ciśnienia wynosi $w_{i}=q_p \cdot C_{pi} = 1.06 \cdot (-0,20) =0.21 kN/m^2$

Kierunek wiatru prostopadły do ściany szczytowej

Współczynniki ciśnienia zewnętrznego

Ściany boczne i szczytowe

Strefy obciążenia wyznaczono zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.5, natomiast wartości współczynników ciśnienia odczytano z tablicy 7.1.

 

Podział ścian bocznych i ściany szczytowej na strefy obciążenia wiatrem z kierunku prostopadłego do ściany szczytowej

Ciśnienie zewnętrzne wiatru na ściany hali.

Pole	Rodzaj	$c_{pe}$	$w_{e}=q_{p} \cdot c_{pe}$
A	ssanie	-1,2	-1,28
B	ssanie	-0,8	-0,85
C	ssanie	-0,5	-0,53
D	parcie	0,71	1,01
E	ssanie	-0,39	-0,22

Połacie dachowe

Strefy obciążenia wyznaczono zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.8b, natomiast wartości współczynników ciśnienia odczytano z tablicy 7.4b dla dachu o pochyleniu 10,62°.

Podział dachu na strefy obciążenia wiatrem działającego z kierunku prostopadłego do ściany szczytowej hali, e=16m

Ciśnienie zewnętrzne wiatru na dach hali.

Pole	Rodzaj	$c_{pe}$	$w_{e}=q_{p} \cdot c_{pe}$
F	ssanie	-1,43	-1,52
G	ssanie	-1,3	-1,38
H	ssanie	-0,64	-0,68
I	ssanie	-0,54	-0.57

Współczynniki ciśnienia wewnętrznego

Wartość przyjęto zgodnie z PN-EN 1991-1-4, rys. 7.13 dla stosunku otworów w hali $u=0,8$ -> $C_{pi}=-0,20$ (podciśnienie). Sumaryczna wartość ciśnienia wynosi w_{i}=q_p \cdot C_{pi} = 1.06 \cdot (-0,20) =0.21 kN/m^2[/latex