UKD 624.042.41

POLSKI KOMITET

NORMALIZACJI i

MIAR

P O L S K A N O R M A

PN-77

B-02011

Obciążenia w obliczeniach statycznych

Obciążenie wiatrem

Zamiast:

PN-70/B-02011

Grupa katalogowa

0702

Loads in static calculations

Wind loads

Charges dans les calculs statiques

Action du vent

Âčäű íŕăđóçîę â ńňŕňč÷ĺńęčő đŕń÷ĺňŕő

Âĺňđîâűĺ íŕăđóçęč

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy
1.2. Zakres stosowania normy
1.3. Określenia
1.4. Podstawowe oznaczenia

2. ZASADY USTALANIA OBCIĄŻENIA WIATREM

2.1. Zasady ogólne
2.2. Obciążenie charakterystyczne
2.3. Obciążenie obliczeniowe
2.4. Zasady ustalania współczynnika aerodynamicznego
2.5. Zasady określania współczynnika działania porywów wiatru
2.6. Czynniki mające wpływ na wartość obciążenia wiatrem
2.7. Pominięcie obciążenia wiatrem

3. PRĘDKOŚĆ I CIŚNIENIE PRĘDKOŚCI WIATRU

3.1. Charakterystyczna prędkość wiatru
3.2. Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru
3.3. Podział kraju na strefy obciążenia wiatrem
3.4. Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru w szczególnych warunkach terenowych

4. WSPÓŁCZYNNIK EKSPOZYCJI

4.1. Rodzaje terenu i wartości współczynnika ekspozycji
4.2. Wpływ ukształtowania terenu

5. WSPÓŁCZYNNIK DZIAŁANIA PORYWÓW WIATRU

5.1. Wartość β do obliczeń budowli niepodatnych na dynamiczne działanie wiatru
5.2. Wartości β do obliczeń budowli podatnych na dynamiczne działanie wiatru
5.3. Wartość β do obliczeń elementów budowli

6. OBCIĄŻENIE POWODOWANE ODRYWANIEM SIĘ WIRÓW BENARDA–KARMANA

7. INNE ODDZIAŁYWANIA DYNAMICZNE

ZAŁĄCZNIKI

Strona 1

1. WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKÓW AERODYNAMICZNYCH

Schemat Z1–1 Budynki i przegrody

Z1–2 Dach jednospadowy
Z1–3 Dach dwuspadowy
Z1–4 Dach walcowy
Z1–5 Dachy o różnych wysokościach
Z1–6 Dach ze świetlikiem
Z1–7 Hale przemysłowe
Z1–8 Budynki otwarte
Z1–9 Wiaty dwuspadowe
Z1–10 Wiaty jednospadowe
Z1–11 Galerie i łączniki
Z1–12 Budowle walcowe
Z1–13 Budowle walcowe otwarte
Z1–14 Budowle kuliste
Z1–15 Dachy i dna budowli walcowych
Z1–16 Obciążenia krawędziowe
Z1–17 Rury, pręty, liny
Z1–18 Kształtowniki i elementy
Z1–19 Dźwigary kratowe płaskie, pojedyncze
Z1–20 Dźwigary kratowe płaskie ustawione jeden za drugim
Z1–21 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju trójkątnym
Z1–22 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju prostokątnym
Z1–23 Płyty i ściany płaskie
Z1– 24 Płyty i ściany o powierzchni zakrzywionej

Schemat Z1–25 Płyty kołowe i elementy o powierzchni kulistej

Z1–26 Chorągwie, flagi, transparenty

2. PRZYBLIŻONE WZORY DO OBLICZEŃ DRGAŃ WŁASNYCH BUDYNKÓW I BUDOWLI INŻYNIERSKICH

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy. Przedmiotem normy jest obciążenie wiatrem, jakie należy przyjmować w obliczeniach
statycznych budowli i ich części.

1.2. Zakres stosowania normy. Normę stosuje się do wszelkich budowli lądowych i wodnych z wyjątkiem budowli, dla
których obciążenie wiatrem jest określone innymi normami projektowania lub które maję kształty odbiegające od
schematów podanych w normie.

1.3. Określenia

1.3.1. Obciążenie wiatrem – różnice ciśnienia na powierzchniach budowli oraz opory tarcia wywołane przepływem
powietrza.

1.3.2. Charakterystyczne obciążenie wiatrem p

k

– obciążenie wywołane oddziaływaniem na budowlę wiatru o

prędkości charakterystycznej V

k

, uwzględniające ekspozycję tej budowli, jej kształt i właściwości aeroelastyczne oraz

wpływ porywistości wiatru. Obciążenie charakterystyczne może być przekroczone średnio jeden raz w przewidywanym
okresie użytkowania budowli.

1.3.3. Obliczeniowe obciążenie wiatrem p

o

– iloczyn obciążenia charakterystycznego i współczynnika obciążenia.

1.3.4. Współczynnik obciążenia γ

f

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa uwzględniający prawdopodobieństwo

występowania wielkości obciążeń o wartościach niekorzystniejszych od obciążeń charakterystycznych.

Strona 2

1.3.5. Charakterystyczna prędkość wiatru V

k

– średnia dziesięciominutowa prędkość wiatru na wysokości 10 m nad

poziomem gruntu w terenie otwartym, która może być przekroczona średnio raz w przewidywanym czasie użytkowania
budowli. Przyjęto czas użytkowania budowli – 50 lat.

1.3.6. Ciśnienie prędkości wiatru q – miara energii kinetycznej wiatru w jednostce objętości przepływającego powietrza.

1.3.7. Współczynniki aerodynamiczne C

p

, C

w

, C

z

, C

t

, C

X

, C

Y

– liczby niemianowane określające wartość ciśnienia lub

sił aerodynamicznych działających na budowle lub ich elementy w zależności od ich kształtu, proporcji wymiarów i
kierunku wiatru.

1.3.8. Współczynnik ekspozycji C

e

– współczynnik uwzględniający wpływ terenu i rozpatrywanej wysokości nad nim na

ciśnienie prędkości wiatru.

1.3.9. Współczynnik działania porywów wiatru β – współczynnik uwzględniający wzrost obciążenia powodowany przez
porywy wiatru w stosunku do średniej dziesięciominutowej wartości obciążenia.

1.3.10. Przewiewność przegrody – stosunek powierzchni wszystkich otworów w przegrodzie, otwartych stale lub
przystosowanych do otwierania, do całkowitej powierzchni przegrody, wyrażony w procentach.

1.3.11. Budowla zamknięta – budowla, w której przewiewność którejkolwiek z przegród zewnętrznych jest nie większa
niż 35%.

1.3.12. Budowla otwarta – budowla, w której przewiewność którejkolwiek z przegród zewnętrznych jest większa niż
35%, oraz budowla częściowo lub całkowicie bez przegród zewnętrznych.

1.4. Podstawowe oznaczenia
B

– szerokość budowli i (wymiar równoległy do kierunku prędkości wiatru), m,

C

e

– współczynnik ekspozycji, –,

C

p

– współczynnik różnicy ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego, –,

C

w

– współczynnik ciśnienia wewnętrznego, –,

C

z

– współczynnik ciśnienia zewnętrznego, –,

C

t

– współczynnik obciążenia stycznego, –,

C

X

– współczynnik oporu aerodynamicznego, –,

C

Y

– współczynnik aerodynamicznej siły bocznej, –,

D

– średnica budowli, m,

F

– powierzchnia rzutu budowli, m

2

,

H

– wysokość całkowita budowli, lub wysokość nad poziomem morza, m,

L

– długość budowli (wymiar prostopadły do kierunku prędkości wiatru), m,

Sr

– liczba Strouhala, –,

T

– okres drgań własnych, s,

V

– prędkość wiatru, m/s,

V

H

– prędkość wiatru na poziomie równym całkowitej wysokości budowli, m/s,

V

k

– charakterystyczna prędkość wiatru, m/s,

V

k r

– krytyczna prędkość wiatru, m/s,

f

– strzałka dachu, m,

n

– częstość drgań własnych, Hz,

p

– obciążenie wiatrem na jednostkę powierzchni, Pa,

p

k

– charakterystyczne obciążenie wiatrem na jednostkę powierzchni, Pa,

q

– ciśnienie prędkości wiatru, Pa,

q

k

– charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru, Pa,

r

– współczynnik chropowatości terenu, –,

h

– wysokość częściowa, m,

z

– wysokość nad poziomem terenu, m,

α – kąt nachylenia połaci dachowej, °,
β – współczynnik działania porywów wiatru, –,
γ

f

– współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeństwa), –,

∆ – logarytmiczny dekrement tłumienia drgań, –,
ϕ – współczynnik wypełnienia kratownicy, –,
ψ – współczynnik wartości szczytowej obciążenia dynamicznego, –,
η – współczynnik osłonięcia,
λ – stosunek wymiarów (smukłość elementu lub budowli), –,

Strona 3

ρ – gęstość powietrza, kg/m

3

.

2. ZASADY USTALANIA OBCIĄŻENIA WIATREM

2.1. Zasady ogólne. Obciążenie wiatrem należy ustalać przy założeniu, że wiatr wieje poziomo z kierunku dającego
najbardziej niekorzystne obciążenie dla budowli, elementu lub przegrody, oraz że wszystkie powierzchnie nawietrzne i
zawietrzne budowli, elementu lub przegrody poddane są prostopadle skierowanemu do nich i równomiernie
rozłożonemu parciu lub ssaniu wiatru.
W przypadku powierzchni równoległych do kierunku działania wiatru lub odchylonych od niego o kąt nie większy niż
15° należy także uwzględnić obciążenie styczne.
Przy projektowaniu pokryć, łączników, połączeń, uszczelnień itp. występujących przy załamaniach i krawędziach
budowli należy uwzględnić zwiększone miejscowe obciążenie krawędziowe.

2.2. Obciążenie charakterystyczne wywołane działaniem wiatru należy wyznaczać, w Pa, wg wzoru

(1)

w którym:

q

k

– charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru, którego wartości dla poszczególnych stref obciążenia wiatrem

podano w rozdz. 3,
C

e

– współczynnik ekspozycji, którego wartość należy wyznaczać wg rozdz. 4,

C

– współczynnik aerodynamiczny, którego wartość należy przyjmować wg 2.4 i tablic podanych w załączniku 2,

β – współczynnik działania porywów wiatru, którego wartość należy wyznaczać wg 2.5 i rozdz. 5.

2.3. Obciążenie obliczeniowe przyjmowane przy sprawdzaniu stanów granicznych nośności konstrukcji (budowli,
elementu, przegrody) wyznacza się, zgodnie z

PN-76/B-03001

, wg wzoru

(2)

w którym:

p

k

– obciążenie charakterystyczne określone zależnością (1),

γ

f

– współczynnik obciążenia.

Współczynnik obciążenia γ

f

należy przyjmować równy 1,3.

2.4. Zasady ustalania współczynnika aerodynamicznego
Sposób ustalania wartości współczynnika aerodynamicznego C zależy od rodzaju obciążenia (normalne, styczne,
sumaryczne) przyjmowanego do obliczeń.
Do obciążeń normalnych przypadających na jednostkę powierzchni wartość współczynnika C

p

wyznacza się sumując

algebraicznie odpowiednie współczynniki ciśnienia (zewnętrznego C

z

lub wewnętrznego C

w

) określane dla powierzchni

nawietrznej i zawietrznej rozpatrywanej budowli lub przegrody wg załącznika 1.
Do obciążeń stycznych przypadających na jednostkę powierzchni rzutu poziomego przekrycia przyjmuje się C = C

t

,

gdzie C

t

jest współczynnikiem obciążenia stycznego, określonym wg załącznika 1.

Do obciążeń sumarycznych stosowanych przy obliczaniu elementów i ustrojów konstrukcyjnych oraz ustalanych na
jednostkę długości tych elementów przyjmuje się C = C

X

, gdzie C

X

jest współczynnikiem obciążenia całkowitego,

określanym wg załącznika 1.

2.5. Zasady określania współczynnika działania porywów wiatru. Wartość współczynnika β zależy od podatności
budowli na dynamiczne działanie wiatru. Za podatne uważa się takie budowle, które pod wpływem porywów wiatru
mogą być wprowadzone w drgania powodujące wzrost wytężenia ponad wartość wynikającą z obciążenia statycznego.
Wszystkie pozostałe budowle uważa się za niepodatne.
W celu określenia grupy, do której zalicza się rozpatrywaną budowlę, należy obliczyć jej okres drgań własnych T (z
wzorów podanych w załączniku lub w literaturze technicznej) oraz przyjąć wartość logarytmicznego dekrementu
tłumienia ∆ z tabl. 1, stosownie do rozwiązania konstrukcyjnego. Jeżeli punkt wyznaczony przez te wartości na rys. 1
znajdzie się na polu A, budowlę zalicza się do podatnych na dynamiczne działanie wiatru, jeżeli na polu B – do
niepodatnych.

Strona 4

Tablica 1. Wartości logarytmicznego dekrementu tłumienia drgań ∆

Rodzaj konstrukcji i materiał

∆

1. Konstrukcje stalowe
– pełnościenne spawane
– kratownice i ramy spawane

dodatek na:
– połączenia na śruby
– wykładzinę
– wypełnienie szkieletu

2. Konstrukcje betonowe
– sprężone
– żelbetowe monolityczne
– żelbetowe prefabrykowane
dodatek na wypełnienie szkieletu

3. Konstrukcje murowane z cegły, kamienia i bloków

4. Konstrukcje drewniane

0,02
0,06

0,02
0,02
0,04

0,10
0,15
0,20
0,04

0,30

0,15

Do obliczeń budowli niepodatnych na dynamiczne działanie wiatru wartość β należy przyjmować wg 5.1.
Do obliczeń budowli podatnych na dynamiczne działanie wiatru wartości β należy określać wg 5.2.
Do obliczeń elementów budowli wartość β należy przyjmować wg 5.3.

Rys. 1. Podział budowli na podatne i niepodatne na dynamiczne działanie wiatru.

2.6. Czynniki mające wpływ na wartość obciążenia wiatrem. Określając obciążenie wiatrem projektowanej budowli,
należy rozważyć i w razie potrzeby uwzględnić warunki, które w czasie wykonania i użytkowania budowli mogą zmienić
przyjmowane schematy lub wartości obciążeń.

Strona 5

2.7. Pominięcie obciążenia wiatrem. Obciążenie wiatrem może być w obliczeniach statycznych pomijane tylko w tych
przypadkach, gdy z góry można przewidzieć, że nie doprowadzi ono do wystąpienia żadnego ze stanów granicznych
nośności lub użytkowania konstrukcji. Przypadki takie mają miejsce, jeżeli:
a) udział obciążenia wiatrem w całości obciążeń zmiennych działających na konstrukcję jest znikomy (tj. jeżeli po
zastosowaniu współczynnika jednoczesności obciążeń wg

PN-82/B-02000

łączne obciążenie konstrukcji wyznaczone z

uwzględnieniem obciążenia wiatrem jest nie większe od sumy obejmującej wszystkie obciążenia zmienne poza
obciążeniem wiatrem),
b) wymiary przekrojów konstrukcji określane są względami użytkowymi i są większe od wymiarów wynikających z
warunku zapewnienia odpowiedniej nośności konstrukcji,
c) spełnione są warunki zwalniające od potrzeby uwzględnienia obciążenia wiatrem, podane w innych, szczegółowych
normach projektowania określonych rodzajów konstrukcji (np. BN–79/8812–01, BN–79/8812–02).

3. PRĘDKOŚĆ I CIŚNIENIE PRĘDKOŚCI WIATRU

3.1. Charakterystyczna prędkość wiatru. Wartości charakterystycznej prędkości wiatru dla poszczególnych stref
obciążenia wiatrem podano w tabl. 2.

Tablica 2. Charakterystyczna prędkość wiatru V

k

Strefa

I

II

IIa

IIb

III

1

)

V

k

20

24

27

30

24 – 47

1

) Prędkość wiatru w strefie III zawiera się w zakresie od 24 m/s na granicy strefy I i III do 47 m/s w

szczytowych partiach gór.

Podział Polski na strefy obciążenia wiatrem należy przyjmować wg rys. 2.

Strona 6

Rys. 2. Mapa stref obciążenia wiatrem

3.2. Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru. Wartości charakterystycznego ciśnienia prędkości q

k

dla

poszczególnych stref obciążenia wiatrem należy przyjmować wg tabl. 3. Granice stref podano w 3.3 (rys. 2).

Tablica 3. Wartości charakterystycznego ciśnienia prędkości q

k

Strefa

q

k

Pa

I

250

II

350

IIa

450

IIb

550

III

250 + 0,5 H ≥ 350 (H – wysokość na poziomem morza, m)

Podane w tabl. 3 wartości q

k

należy zmniejszyć o 20% dla:

Strona 7

– budowli w stadium montażu,
– budowli tymczasowych o przewidzianym okresie użytkowania nie przekraczającym 10 lat,
– budowli o wysokości niższej od 5 m,
– budowli w strefie III znajdujących się w dolinach i kotlinach zamkniętych ze wszystkich stron.

Wartości q

k

należy zwiększyć o 20% dla budowli monumentalnych.

3.3. Podział kraju na strefy obciążenia wiatrem. Na terenie Polski wyróżnia się trzy strefy obciążenia wiatrem (rys. 2).
Strefa I obejmuje przeważającą część kraju (leżące w granicach strefy I pasmo Łysogór zalicza się do strefy II).
Strefa II obejmuje pas lądu od grzbietowej partii wzniesień Pojezierza Pomorskiego do brzegu morza oraz wąski pas
lądu wokół Zatoki Gdańskiej i pasmo Łysogór. W strefie II wydzielono dwie podstrefy na zachód od Władysławowa:

– IIa – przybrzeżny pas lądu o szerokości około 2 km,
– IIb – przybrzeżny pas morza i pas wydm o szerokości 200 m.

Strefa III obejmuje obszar od Przedgórza Sudeckiego i Podgórza Karpackiego do szczytów gór włącznie.
Granice stref należy traktować jako pasy o szerokości około ±5 km, przyjmując na pograniczu wartości q

k

z jednej lub

z drugiej strefy w zależności od konfiguracji terenu i ekspozycji budowli.

3.4. Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru w szczególnych warunkach terenowych. Dla budowli, dla których
obciążenie wiatrem ma szczególnie duże znaczenie, projektowanych na terenach narażonych na działanie silnych
wiatrów ze względu na położenie lub warunki topograficzne, wartości ciśnienia prędkości wiatru zaleca się ustalać na
podstawie danych otrzymanych z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Charakterystyczne ciśnienie prędkości
wiatru należy obliczać, w Pa, wg wzoru

(3)

Dla miejscowości w strefie I i II należy przyjmować ρ = 1,23 kg/m

3

, w strefie III – w zależności od wysokości nad

poziomem morza.

4. WSPÓŁCZYNNIK EKSPOZYCJI

4.1. Rodzaje terenu i wartości współczynnika ekspozycji. Współczynnik ekspozycji należy przyjmować wg tabl. 4 w
zależności od rodzaju terenu i wysokości budowli nad poziomem gruntu. Rozróżnia się trzy rodzaje terenu:

A –otwarty z nielicznymi przeszkodami,
B – zabudowany przy wysokości istniejących budynków do 10 m lub zalesiony,
C – zabudowany przy wysokości istniejących budynków powyżej 10 m.

Budowla jest usytuowana w terenie B lub C, jeżeli zabudowa lub zalesienie w promieniu równym co najmniej 30 H (H
– wysokość budowli) odpowiadają warunkom terenu B lub C. W przeciwnym przypadku budowlę uważa się za
usytuowaną w terenie A.
Wartości współczynnika C

e

podane w tabl. 4 są przedstawione na rys. 3. Wartość współczynnika C

e

do obliczeń

obciążeń charakterystycznych wg wzoru (1) należy przyjmować:

– stałą na całej wysokości budowli określoną dla z = H, gdy H/L ≤ 2,
– zmienną w zależności od wysokości z, gdy H/L > 2.

Zamiast liniowo zmiennego rozkładu wartości C

e

wg rys. 3 można przyjmować rozkład skokowy o wartościach stałych

równych średnim na odcinkach nie dłuższych niż 10 m.

4.2. Wpływ ukształtowania terenu. Nierówności terenu takie jak nasypy, skarpy lub strome wzniesienia powodują
wzrost prędkości wiatru, który należy uwzględniać przyjmując rzeczywisty lub umowny poziom gruntu z

o

równy:

– poziomowi podstawy budowli w terenie płaskim, na skarpach i wzniesieniach o nachyleniu do 1:3,
– umownemu poziomowi gruntu wg rys. 4 – na skarpach i wzniesieniach o nachyleniu ponad 1:3.

Strona 8

Rys. 3. Zależność współczynnika ekspozycji od wysokości i rodzaju terenu

Tablica 4. Wartości współczynnika ekspozycji C

e

Teren A

Wysokość z

m

≤ 10

10–20

20–40

40–100

100–280

≥ 280

C

e

1,0

0,8 + 0,02z

0,9 + 0,015z

1,23 + 0,0067z

1,5 + 0,004z

2,6

Teren B

Wysokość z

m

≤ 20

20–40

40–100

100–280

280–400

≥ 400

C

e

0,8

0,5 + 0,015z 0,8 + 0,0075z 1,12 + 0,0042z 1,6 + 0,0025z

2,6

Teren C

Wysokość z

m

≤ 30

30–100

100–280

280–500

≥ 500

C

e

0,7

0,5 + 0,007z 0,75 + 0,0045z 1,25 + 0,0027z

2,6

Strona 9

Rys. 4. Wpływ ukształtowania terenu

5. WSPÓŁCZYNNIK DZIAŁANIA PORYWÓW WIATRU β

5.1. Wartość β do obliczeń budowli niepodatnych na dynamiczne działanie wiatru należy przyjmować równą 1,8.

5.2. Wartości β do obliczeń budowli podatnych na dynamiczne działanie wiatru należy obliczać wg wzoru

(5)

w którym:

ψ – współczynnik szczytowej wartości obciążenia,
r

– współczynnik chropowatości terenu,

C

e

– współczynnik ekspozycji,

k

b

– współczynnik oddziaływania turbulentnego o częstościach pozarezonansowych (o okresie różnym od

okresu drgań własnych budowli),
k

r

– współczynnik oddziaływania turbulentnego o częstościach rezonansowych z częstościami drgań własnych

budowli.

Wartości współczynnika ψ należy przyjmować w zależności od częstości drgań własnych budowli n zgodnie z rys. 5.
Wartości współczynnika r należy przyjmować w zależności od rodzajów terenu podanych w rozdz. 4, jako równe:

0,08 – dla terenu A,
0,10 – dla terenu B,
0,14 – dla terenu C.

Wartości współczynnika ekspozycji C

e

należy przyjmować wg rozdz. 4 dla wysokości równej całkowitej wysokości

budowli.
Wartości współczynnika k

b

należy przyjmować w zależności od wysokości budowli i jej szerokości zgodnie z rys. 6.

Wartości współczynnika k

r

należy określać wg wzoru

(6)

w którym:

K

L

– współczynnik zmniejszający oddziaływanie rezonansowe porywów ze względu na rozmiary budowli,

K

o

– współczynnik energii porywów o częstościach rezonansowych.

Wartości współczynnika zmniejszającego K

L

należy przyjmować wg rys. 7, w zależności od zredukowanej częstości

Strona 10

drgań własnych budowli n

r

.

Wartości współczynnika energii porywów K

o

należy przyjmować z rys. 8 w zależności od stosunku

.

Wartości logarytmicznego dekrementu tłumienia ∆ należy przyjmować wg tabl. 1.
Prędkość wiatru V

H

na wysokości budowli H należy obliczać wg wzoru

(7)

w którym V

k

– wg 3.1.

5.3. Wartość β do obliczeń elementów budowli. Do obliczeń elementów o małej powierzchni (okna, elementy ścian
osłonowych itp.) występujących na powierzchniach nawietrznych oraz w zasięgu obciążeń krawędziowych niezależnie
od podatności budowli na dynamiczne działanie wiatru należy przyjmować β = 2,2.

Rys. 5. Współczynnik wartości szczytowej ψ, określony dla czasu uśredniania prędkości wiatru 10 min (600 s)

Strona 11

Rys. 6. Współczynnik oddziaływania turbulentnego k

b

o częstościach pozarezonansowych

Rys. 7. Współczynnik K

L

zmniejszający rezonansowe oddziaływanie porywów

Strona 12

Rys. 8. Współczynnik energii porywów K

o

6. OBCIĄŻENIE POWODOWANE ODRYWANIEM SIĘ WIRÓW BENARDA–KARMANA

Obciążenie p

Y

na jednostkę wysokości budowli, działające w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wiatru należy

obliczać, w N/m, wg wzoru

(8)

w którym:

– ciśnienie prędkości odpowiadające prędkości krytycznej V

kr

, Pa

z

– wysokość rozpatrywanego przekroju nad poziomem gruntu, m.

Prędkość krytyczną V

kr

należy obliczać, w m/s, wg wzoru

(9)

w którym S

r

– liczba Struhala równa 0,20 dla przekroju kołowego i 0,15 dla przekroju prostokątnego.

Wartości C

y

należy przyjmować wg tabl. 5.

Tablica 5. Wartości C

Y

Strona 13

Kształt przekroju poprzecznego

Zakres prędkości

C

Y

kołowy

V

kr

D ≤ 3

0,50

3 < V

kr

D < 8

0,68–0,06 V

kr

D

V

kr

D ≥ 8

0,20

prostokątny

bez ograniczeń

0,50

Obciążenie p

Y

określone wg wzoru (8) uważa się za obciążenie wielokrotnie zmienne w okresie równym okresowi

drgań własnych budowli.
Obciążenia p

Y

można nie obliczać, jeżeli jest spełniony warunek

7. INNE ODDZIAŁYWANIA DYNAMICZNE

Budowle o nietypowych lub skomplikowanych kształtach, a także o małej masie i małym tłumieniu drgań, mogą być
narażone na dodatkowe oddziaływania dynamiczne wiatru, do których zalicza się:

– samowzbudzanie bocznych sił aerodynamicznych (galopowanie),
– drgania owalizujące,
– łopotanie (flatter),
– trzepotanie (drgania w śladzie aerodynamicznym innej budowli).

Możliwość wystąpienia takich drgań oraz występujące obciążenia należy określać w oparciu o literaturę techniczną.

KONIEC

poprawka 1

2 PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem
0702

1. W załączniku 1, w tabl. Z1-21, 8 wiersz od dołu, zamiast: określać wg wzoru, powinno być: określać, w N, wg wzoru.
2. W Załączniku 1, tabl. Z-1-22, 5 wiersz od dołu, zamiast: należy określać wg wzoru, powinno być: należy określać, w
N/kG, wg wzoru.
3. W załączniku 1, tabl. Z1-26, p. 1, zamiast: Chorągwie, flagi, transparenty, powinno być: Flagi, transparenty.
4. W załączniku 1, tabl. Z1-26, p. 1, zamiast: 1. Zawieszone luźno na maszcie, powinno być: 1. Flagi zawieszone
luźno na maszcie.
5. W załączniku 1, tabl. Z1-26, p. 1, zamiast: P = q

k

C

e

(0,03h + 0,65E) l B,

powinno być: P = q

k

C

e

(0,03h + kE) l B w którym k = 0,65

6. W załączniku 1, tabl. Z1-26, p. 2, zamiast: 2. Rozpięte między masztami, ścianami itp., powinno być: 2.
Transparenty rozpięte między masztami, ścianami itp.

zmiana 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 11-12/84 poz. 83

(Biuletyn PKNMiJ nr 11/87 poz. 101)

Strona 14

ZAŁĄCZNIK 1

WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKÓW AERODYNAMICZNYCH

Do określenia charakterystycznego obciążenia wiatrem wg wzoru (1) należy przyjmować współczynniki
aerodynamiczne podane w tablicach schematów Z1–1÷Z1–26. Wartości współczynników dla konkretnych schematów i
danych wymiarów geometrycznych budowli można określać zarówno z podanych zależności, jak i załączonych
wykresów.
Jeżeli nie podano zależności funkcyjnych, wartości pośrednie należy określać z interpolacji.
Przy wzorach nie podano granic ich stosowania – są one widoczne na rysunkach. Jeżeli podane są dwa warianty
należy wybrać wariant niekorzystniejszy.
Obciążenie przegród należy określać jako różnicę ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego, co wyraża się różnicą
współczynników

(Z1–1)

Dla budowli zamkniętych C

w

= 0, C

p

= C

z

.

Dla wiat podano wartości C

p

bez wyróżnienia współczynników C

w

i C

z

.

Dla budowli otwartych stosując wzór (Z1–1) należy przyjmować wartości C

w

z tabl. Z1–8 i Z1–13, a wartości C

z

z

tablic Z1–1 ÷ Z1–7 oraz tablic: Z1–11, Z1–12, Z1–14, Z1–15 i Z1–16.
Znak + przy wartości współczynnika określa kierunek działania obciążenia do wnętrza budowli (parcie), a znak – na
zewnętrz (ssanie).
Na niektórych schematach wprowadzono dodatkowe indeksy do współczynnika C; np. C

α

, C

∞

. Mają one charakter

pomocniczy i są wykorzystywane jedynie na danym rysunku.
Współczynniki aerodynamiczne budowli, dla których obciążenie wiatrem ma duże znaczenie, o kształtach wyraźnie
odbiegających od podanych w normie należy określać na podstawie badań aerodynamicznych lub literatury.

Część 2 Strona 1

Z1–1

BUDYNKI I PRZEGRODY

Wartości współczynnika ciśnienia zewnętrznego C

z

Część 2 Strona 2

Z1–2

DACH JEDNOSPADOWY

Kierunek wiatru 1: wariant I lub II

Kierunek wiatru 2: tylko wariant I

a, b – odcinki połaci

Część 2 Strona 3

Z1–3

DACH DWUSPADOWY

b)

Połać nawietrzna

Połać zawietrzna

Część 2 Strona 4

Z1–4

DACH WALCOWY

Na powierzchni a wariant I lub II

Część 2 Strona 5

Z1–5

DACHY O RÓŻNYCH WYSOKOŚCIACH

Część 2 Strona 6

Z1–6

DACH ZE ŚWIETLIKIEM

Wartości współczynnika ciśnienia zewnętrznego C

z

Część 2 Strona 7

Z1–7

HALE PRZEMYSŁOWE

Część 2 Strona 8

Z1–8

BUDYNKI OTWARTE

Wartości współczynnika ciśnienia wewnętrznego C

W

dla

wartości pośrednie

Część 3 Strona 1

Z1–9

WIATY DWUSPADOWE

Wartości współczynnika C

P

Część 3 Strona 2

Z1–10

WIATY JEDNOSPADOWE

Wartości współczynnika C

P

Z1–11

GALERIE I ŁĄCZNIKI

Wartości współczynnika ciśnienia zewnętrznego C

Z

Część 3 Strona 3

Z1–12

BUDOWLE WALCOWE

Wartości współczynnika ciśnienia zewnętrznego C

Z

Część 3 Strona 4

Z1–13

BUDOWLE WALCOWE OTWARTE

WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA CIŚNIENIA WEWNĘTRZNEGO C

W

BUDOWLE OTWARTE OD GÓRY I OD DOŁU

Z1–14

BUDOWLE KULISTE

Część 3 Strona 5

Z1–15

DACHY I DNA BUDOWLI WALCOWYCH

Wartość całkowitego obciążenia P, działającego na dach budowli należy określać wg wzoru

P = 0,785 D

2

(p

w

– C

z

⋅ q

k

⋅ C

e

β)

w którym p

w

– ciśnienie wewnętrzne

Wypadkowa obciążenia P dla dachów jest przyłożona mimośrodowo

e = 0,1 D

Część 3 Strona 6

Z1–16

OBCIĄŻENIA KRAWĘDZIOWE

Na polach zakreskowanych należy przyjmować:

dla przegród pionowych C

Z

= –1,2

dla przegród dachowych C

Z

= –2,0

Szerokości pasów

przegrody pionowe: 2 m ≤ 0,2 B ≤ 4 m

B < L

przegrody dachowe: 1 m ≤ 0,1 b ≤ 2 m

Obciążenia krawędziowe stosuje się tylko do obliczania pokryć i ich łączników.

Część 4 Strona 1

Z1–17

RURY, PRĘTY, LINY

Z1–18

KSZTAŁTOWNIKI I ELEMENTY

Część 4 Strona 2

Część 4 Strona 3

Z1–19

DŹWIGARY KRATOWE PŁASKIE, POJEDYNCZE

Część 4 Strona 4

Z1–20

DŹWIGARY KRATOWE PŁASKIE

USTAWIONE JEDEN ZA DRUGIM

Część 4 Strona 5

Z1–21

USTROJE KRATOWE PRZESTRZENNE

O PRZEKROJU TRÓJKĄTNYM

Część 4 Strona 6

Z1–22

USTROJE KRATOWE PRZESTRZENNE

O PRZEKROJU PROSTOKĄTNYM

Część 4 Strona 7

Z1–23

PŁYTY I ŚCIANY PŁASKIE

Z1–24

PŁYTY I ŚCIANY O POWIERZCHNI ZAKRZYWIONEJ

Z1–25

PŁYTY KOŁOWE I ELEMENTY O POWIERZCHNI KULISTEJ

Część 4 Strona 8

Z1–26

CHORĄGWIE, FLAGI, TRANSPARENTY

Część 4 Strona 9

ZAŁĄCZNIK 2

PRZYBLIŻONE WZORY DO OBLICZEŃ DRGAŃ WŁASNYCH BUDYNKÓW I BUDOWLI INŻYNIERSKICH

Podstawowy okres drgań własnych budowli i budynków inżynierskich – T można określać, w s, z podanych wzorów
przybliżonych wg tabl. Z2–1 i Z2–2.
W przypadku konieczności dokładniejszych obliczeń należy posługiwać się ścisłymi metodami dynamiki budowli.
Częstość drgań własnych określona jest, w Hz, wg zależności

Obliczone wartości można stosować do podziału budowli na podatne i niepodatne na dynamiczne działanie porywów
wiatru oraz do wyznaczenia współczynnika β.

Tablica Z2–1. Wzory na obliczanie okresów drgań własnych budynków

Lp

Schemat

Okres drgań własnych, s

1

Budynki murowane lub z betonu monolitycznego

H

< 30 m

2

Budynki żelbetowe wielkopłytowe

H

< 30 m

Część 5 Strona 1

wymiary w m

3

Budynki o szkielecie żelbetowym

H < 50 m

4

Budynki o szkielecie metalowym

H < 50 m

Tablica Z2–2 Wzory na obliczanie wykresów drgań własnych konstrukcji wieżowych

Lp

Schemat

Okres drgań własnych, s

Część 5 Strona 2

gdzie: G – ciężar na jednostkę długości na poziomie podstawy
I – moment bezwładności przekroju podstawy
g = 9,81 m/s

2

K – z rysunku poniżej
dla d

1

= d

2

i g

1

= g

2

2

Q" – ciężar całkowity konstrukcji wsporczej

I – zastępczy moment bezwładności określony z równości ugięć

Część 5 Strona 3

3

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowująca normę – Centralny Ośrodek Badawczo–Projektowy Budownictwa Ogólnego.
2. Istotne zmiany w stosunku do PN-70/B-02011
a) wprowadzono probabilistyczne ujęcie obciążenia wiatrem,
b) wprowadzono nowy podział kraju na strefy obciążenia wiatrem,
c) uzależniono obciążenie wiatrem od rodzaju terenu (gęstości zabudowy),
d) wprowadzono jedną wartość współczynnika obciążenia,
e) uproszczono niektóre schematy i warianty obciążeń,
f) wprowadzono nowy układ tablic współczynników aerodynamicznych,
g) wprowadzono nowe ujęcie obciążeń dynamicznych powodowanych porywami wiatru.
3. Normy związane
PN–82/B–02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości
PN–76/B–03001 Konstrukcje i podłoża budowli. Ogólne zasady obliczeń
BN–79/8812–01 Konstrukcje budynków wielkopłytowych, Projektowanie i obliczenia statyczno–wytrzymałościowe
BN–79/8812–02 Konstrukcje budynków ze ścianami monolitycznymi. Projektowanie i obliczenia
statyczno–wytrzymałościowe
4. Normy międzynarodowe i zagraniczne
RWPG CT 75–74 Íŕăđóçęč č âîçäĺéńňâč˙. Íîđěű ďđîĺęňčđîâŕíč˙
Anglia BSI CP3: Chapter V: Part 2: 1972 Wind Loads
CSRS ČSN 730035–1976 Zatiženi konstrukci pozemnich staveb,
Dania DS 410–1971 Vejledning for fastsaettelse af Vindbelastinger
NRD TGL 20167 Blatt. 1. Lastannahmen für Bauten
RFN DIN 1055 Blatt 4. Lastannahmen im Hochbau. Verkehrslasten – Windlast
Stany Zjednoczone ANSI A58: 1–1972 Building Code Requirements for Minimum Design Loads in Building and Other
Structures
ZSRR ŃÍČĎ Ď–6–74 Íŕăđóçęč č âîçäĺéńňâč˙. Íîđěű ďđîĺęňčđîâŕíč˙
5. Autorzy projektu normy – prof. dr inż. Stanisław Kuś (przewodniczący Zespołu autorskiego), mgr inż. Andrzej
Sobolewski, mgr inż. Andrzej Żórawski, mgr inż. Jerzy Żurański – Centralny Ośrodek Badawczo–Projektowy
Budownictwa Przemysłowego BISTYP, dr inż. Janusz Kawecki – Politechnika Krakowska, doc. dr inż. Wojciech
Kukulski – Centralny Ośrodek Badawczo–Projektowy Budownictwa Ogólnego, dr Halina Lorenc, mgr Józef Rzeszut –
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, mgr inż. Józef Stępkowski – Biuro Projektowo–Technologiczne Przemysłu
Motoryzacyjnego MOTOPROJEKT, mgr inż. Zdzisław Wiesławski – Centralny Ośrodek Badawczo–Projektowy
Konstrukcji Metalowych MOSTOSTAL.
6. Wydanie 3 – stan aktualny: sierpień 1984 – uaktualniono normy związane oraz wprowadzono zmianę:
zmiana 1 – Biuletyn PKNMiJ nr 11/1984 – treść nie publikowana.
Poprzednimi wydaniami nie należy się posługiwać.

Część 5 Strona 4