АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОКНА СТРОИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Воздействие ветровых нагрузок на многоэтажные постройки является доминирующим над другими нагрузками. Сделан анализ определения аэродинамических коэффициентов и расчетных усилий, образовывающихся при ветровых нагрузках.

Учет и вычисление ветрового влияния на высотное сооружение играет важную роль. Устройство такого рода построек требуют единствакомпонентов, воздействующих на фундамент, а также снабжение согласования передачи нагрузок для каждой высоты. Имея нынешниезапросы собственников либо съемщиков, очень важна просторная планировка площади. Поэтому при размещении точек передачи нагрузок наряду со статической целесообразностью учитывается и правильноераспределениепространства.

При действии горизонтальных нагрузок, например, ветрового и сейсмического характера, в здании возникают деформации и различные системные движения. Изменения от воздействия горизонтальных сил различны изгиб, сдвиги на разных уровнях сооружения, опрокидывание, наклон, преломление, кручение, колебания.

Снабжение статической безопасности сооружения – главнаяцель инженера, но при возведении высотнойпостройки расчеты ветровых нагрузок и их воздействие имеют очень важную роль с точки зрения определения реакции на образование шумов от ветра, завихрений и другое.

Нынешниемногоэтажные сооружения, выполненные из стекла, бетона и металла имеют огромную подверженность ветровому влиянию, в отличие от своих предшественников, строемых в прошлые времена из кирпичной кладки. На момент строительства первых многоэтажных зданий действие ветровых нагрузок не принимали во внимание, так как соотношение массы, высоты и размеров здания в плане позволяла обеспечивать боковую устойчивость. Но в дальнейшем, с ростом высоты постройки и возрастании его гибкости, расчет конструкции на боковые нагрузки приобрел главную роль.

Из этого следует, что главная задача проектировщика заключается в том, чтобы обеспечить выполнение требований по безопасности и надежности возводимого здания при воздействии ветровых нагрузок и его соответвие к нормальной эксплуатации в течение его срока службы.

Воздействие ветра зависит от многих факторов,например,Таких как рельеф, наличиевысотныхпостроекв данной местности,объемно-пространственной структуры самого сооружения,поэтому величина скорости ветра на одной высоте, рассчитанная в условиях плотной застройки или на открытой местности будет разной и соответственно расчет выполняется по данной формуле:

,

где V– скорость ветра на высоте h (м/с) на определенной местности,вид которой определяется показателем степени α и толщиной пограничного слоя δ;V₀– скорость ветра,измеренная на высотеh₀ (м/с) на определенной местности;α– показатель степени, зависящий от вида местности;δ– толщина пограничного слоя (м).

Воспользуемся статистическими данными по результатам исследований скорости ветра в городе Ставрополе, взятыми на сайте http://www.atlas-yakutia.ru (в расчетной таблице 1).Определимветровое давление на плоскую стенку перпендикулярно направлению ветра, применяя законы и формулы элементарной физики. Максимальнаядля данной местности ветровая нагрузка на плоскую поверхность (кг/м²), определяем по формуле:

,

где Q – скоростной напор воздуха на поверхности стенки (кг/м²),определяемый по формуле:

.

Таблица 1

Результаты расчетных значений ветрового давления

Исследовательские данные и результаты расчетных характеристик ветровоговлиянияпрдставлены в таблице 1.

При математическом планировании и статистической обработке итоговопыта широко используется регрессионный анализ.Выполним анализ, полученных нами данных. Найдем зависимость ветровой нагрузки на плоскую стенуот скорости ветра на разной высоте. По результатам, полученным в эксперемнте, выполним регрессионный анализ (табл. 2).

Таблица 2

Расчетная таблица

Расположение значений точек на поле корреляции подразумевает линейную зависимость ветровой нагрузки на плоскую стену от скорости ветра в зависимости от точки высоты (рис. 1). В качестве исходной математической модели рассматривается линейная зависимость. При парной линейной корреляции между двумя величинами х и утеоретическое уравнение, описывающее эту связь, выглядит так

,

,         a= – 73,433;

,               b=1,9613.

Рисунок 1. Зависимостьветровой нагрузки на плоскую стену

от скорости ветра на разной высоте.

Таким обрзом, можно сделать вывод, что влияние ветровых нагрузок на строительные сооружения велико. На примере исследования силы воздействия ветра на сооружения, мы убедились, что каждый проектирвщик обязан произвести расчет ветрового воздействия, чтобы избежать сильных колебаний зданий. При ведении строительных работ на помощь приходит математическая статистика.

Список литературы:

1. Генералов В. П. Особенности проектирования высотных зданий: учеб.пособие / В.П. Генералов; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. – Самара, 2009. – 296 с, ил.
2. Леденев В. В Высотные здания: учеб.пособие / В.В. Леденев; Тамбовск. гос. техн. ун-т. – Тамбов, 2014. – 277 с.
3. Статистика городов России - [электронный ресурс] – режим доступа.  - URL: http://www.atlas-yakutia.ru (Дата обращения: 27.03.2016).