Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XLI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 26 апреля 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Архитектура, Строительство

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Симинякина И.С., Олейникова Д.А. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОКНА СТРОИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(40). URL: https://sibac.info/archive/technic/4(40).pdf (дата обращения: 28.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОКНА СТРОИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Симинякина Инесса Сергеевна

студент 1 курса, кафедра строительства СКФУ, г. Ставрополь

Олейникова Дарья Алексеевна

студент 1 курса, кафедра строительства СКФУ, г. Ставрополь

Тимофеева Елена Федоровна

научный руководитель,

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей алгебры и геометрии СКФУ,

г.Ставрополь

 

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

исходные данные

высота

1

2

3

4

результаты расчетов

5

6

скорость ветра

плотность воздуха

ускорение свободного падения

коэффициент, учитывающий аэродинамику формы и положения объекта

расчетный скоростной напор воздуха на стенку

расчетная ветровая нагрузка на плоскую стену

Обозначения

h

Vв

ρ

g

K

 

Q

W

Значения

0

11

39,6

1,293

9,805

0,5

 

7,9782254

3,98911

5

11

39,6

0,5

 

7,9782254

3,98911

10

11,1

39,96

0,65

 

8,1239434

5,28056

15

11,2

40,32

0,65

 

8,27098011

5,37614

20

11,3

40,68

0,85

 

8,41933554

7,15644

25

11,4

41,04

0,85

 

8,56900969

7,28366

30

11,5

41,4

0,85

 

8,72

7,412

35

11,6

41,76

0,85

 

8,872

7,541

40

11,7

42,12

1,1

 

9,026

9,929

45

11,8

42,48

1,1

 

9,181

10,1

50

11,9

42,84

1,1

 

9,337

10,27

ед. изм.

м

м/с

км/ч

кг/м3

м/с2

_

 

кг/м2

кг/м2

 

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

исходные данные

скорость ветра

расчетная ветровая нагрузка на плоскую стену

 

 

 

 

обозначения

Vв

W

расчетные значения

  1.  

39,6

3,98911

1568,16

157,97

9,08

5,09

  1.  

39,6

3,98911

1568,16

157,97

9,08

5,09

  1.  

39,96

5,28056

1596,80

211,01

9,1

3,82

  1.  

40,32

5,37614

1625,70

216,77

9,17

3,79

  1.  

40,68

7,15644

1654,86

291,12

9,24

2,08

  1.  

41,04

7,28366

1684,28

298,92

9,31

2,03

  1.  

41,4

7,412

1713,96

306,86

9,39

1,98

  1.  

41,76

7,541

1743,89

314,91

9,46

1,92

  1.  

42,12

9,929

1774,09

418,21

9,53

-0,4

  1.  

42,48

10,1

1804,55

429,05

9,60

-0,5

  1.  

42,84

10,27

1835,27

439,97

9,68

-0,59

 

451,8

78,33

18569,74

3242,76

 

 

 

 

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).
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.