UKD 624.042.41

POLSKA NORMA

Numer:

PN-77/B-02011

Tytu

ù: Obci¹¿enia w obliczeniach statycznych - Obci¹¿enie

wiatrem

Grupa ICS:

91.080.01

SPIS TREÚCI

1. WSTÆP

1.1. Przedmiot normy
1.2. Zakres stosowania normy
1.3. Okre

œlenia

1.4. Podstawowe oznaczenia

2. ZASADY USTALANIA OBCI¥ÝENIA WIATREM

2.1. Zasady og

ólne

2.2. Obci

¹¿enie charakterystyczne

2.3. Obci

¹¿enie obliczeniowe

2.4. Zasady ustalania wsp

óùczynnika aerodynamicznego

2.5. Zasady okre

œlania wspóùczynnika dziaùania porywów wiatru

2.6. Czynniki maj

¹ce wpùyw na wartoœã obci¹¿enia wiatrem

2.7. Pomini

êcie obci¹¿enia wiatrem

3. PRÆDKOÚàI CIÚNIENIE PRÆDKOÚCI WIATRU

3.1. Charakterystyczna pr

êdkoœã wiatru

3.2. Charakterystyczne ci

œnienie prêdkoœci wiatru

3.3. Podzia

ù kraju na strefy obci¹¿enia wiatrem

3.4. Charakterystyczne ci

œnienie prêdkoœci wiatru w szczególnych warunkach terenowych

4. WSPÓ£CZYNNIK EKSPOZYCJI

4.1. Rodzaje terenu i warto

œci wspóùczynnika ekspozycji

4.2. Wp

ùyw uksztaùtowania terenu

5. WSPÓ£CZYNNIK DZIA£ANIA PORYWÓW WIATRU

5.1. Warto

œã 

 do oblicze

ñ budowli niepodatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru

5.2. Warto

œci 

 do oblicze

ñ budowli podatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru

5.3. Warto

œã 

 do oblicze

ñ elementów budowli

6. OBCI¥ÝENIE POWODOWANE ODRYWANIEM SIÆ WIRÓW BENARDA-KARMANA

7. INNE ODDZIA£YWANIA DYNAMICZNE

ZA£¥CZNIKI

1. WARTOÚCI WSPÓ£CZYNNIKÓW AERODYNAMICZNYCH

Schemat Z1-1 Budynki i przegrody
Z1-2 Dach jednospadowy
Z1-3 Dach dwuspadowy
Z1-4 Dach walcowy

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 1

id12466296 pdfMachine by Broadgun Software  - a great PDF writer!  - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com  http://www.broadgun.com 

Z1-5 Dachy o r

ó¿nych wysokoœciach

Z1-6 Dach ze 

œwietlikiem

Z1-7 Hale przemys

ùowe

Z1-8 Budynki otwarte
Z1-9 Wiaty dwuspadowe
Z1-10 Wiaty jednospadowe
Z1-11 Galerie i 

ù¹czniki

Z1-12 Budowle walcowe
Z1-13 Budowle walcowe otwarte
Z1-14 Budowle kuliste
Z1-15 Dachy i dna budowli walcowych
Z1-16 Obci

¹¿enia krawêdziowe

Z1-17 Rury, pr

êty, liny

Z1-18 Kszta

ùtowniki i elementy

Z1-19 D

êwigary kratowe pùaskie, pojedyncze

Z1-20 D

êwigary kratowe pùaskie ustawione jeden za drugim

Z1-21 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju tr

ójk¹tnym

Z1-22 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju prostok

¹tnym

Z1-23 P

ùyty i œciany pùaskie

Z1- 24 P

ùyty i œciany o powierzchni zakrzywionej

Schemat Z1-25 P

ùyty koùowe i elementy o powierzchni kulistej

Z1-26 Chor

¹gwie, flagi, transparenty

2. PRZYBLIÝONE WZORY DO OBLICZEÑ DRGAÑ W£ASNYCH BUDYNKÓW I BUDOWLI INÝYNIERSKICH

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTÆP

1.1.  Przedmiot  normy.

  Przedmiotem  normy  jest  obci

¹¿enie  wiatrem,  jakie  nale¿y  przyjmowaã  w  obliczeniach

statycznych budowli i ich cz

êœci.

1.2. Zakres stosowania normy.

 Norm

ê stosuje siê do wszelkich budowli l¹dowych i wodnych z wyj¹tkiem budowli,

dla kt

órych obci¹¿enie wiatrem jest okreœlone innymi normami projektowania lub które maj¹ ksztaùty odbiegaj¹ce od

schemat

ów podanych w normie.

1.3. Okreœlenia

1.3.1. Obci¹¿enie wiatrem

 -  r

ó¿nice ciœnienia na powierzchniach budowli oraz opory tarcia wywoùane przepùywem

powietrza.

1.3.2.  Charakterystyczne  obci¹¿enie  wiatrem

 

p

k

  -  obci

¹¿enie  wywoùane  oddziaùywaniem  na  budowlê  wiatru  o

pr

êdkoœci charakterystycznej V

k

, uwzgl

êdniaj¹ce ekspozycjê tej budowli, jej ksztaùt i wùaœciwoœci aeroelastyczne oraz

wp

ùyw  porywistoœci  wiatru.  Obci¹¿enie  charakterystyczne  mo¿e  byã  przekroczone  œrednio  jeden  raz  w

przewidywanym okresie u

¿ytkowania budowli.

1.3.3. Obliczeniowe obci¹¿enie wiatrem

 

p

o

 - iloczyn obci

¹¿enia charakterystycznego i wspóùczynnika obci¹¿enia.

1.3.4. Wspóùczynnik obci¹¿enia

 



f

 - cz

êœciowy wspóùczynnik bezpieczeñstwa uwzglêdniaj¹cy prawdopodobieñstwo

wyst

êpowania wielkoœci obci¹¿eñ o wartoœciach niekorzystniejszych od obci¹¿eñ charakterystycznych.

1.3.5. Charakterystyczna prêdkoœã wiatru

 

V

k

  - 

œrednia dziesiêciominutowa prêdkoœã wiatru na wysokoœci 10 m

nad  poziomem  gruntu  w  terenie  otwartym,  kt

óra  mo¿e  byã  przekroczona  œrednio  raz  w  przewidywanym  czasie

u

¿ytkowania budowli. Przyjêto czas u¿ytkowania budowli - 50 lat.

1.3.6.  Ciœnienie  prêdkoœci  wiatru

 

q

  -  miara  energii  kinetycznej  wiatru  w  jednostce  obj

êtoœci  przepùywaj¹cego

powietrza.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 2

1.3.7. Wspóùczynniki aerodynamiczne

 

C

p

, 

C

w

, 

C

z

, 

C

t

, 

C

X

, 

C

Y

 - liczby niemianowane okre

œlaj¹ce wartoœã ciœnienia

lub si

ù aerodynamicznych dziaùaj¹cych na budowle lub ich elementy w zale¿noœci od ich ksztaùtu, proporcji wymiarów

i kierunku wiatru.

1.3.8. Wspóùczynnik ekspozycji

 

C

e

 - wsp

óùczynnik uwzglêdniaj¹cy wpùyw terenu i rozpatrywanej wysokoœci nad nim

na ci

œnienie prêdkoœci wiatru.

1.3.9. Wspóùczynnik dziaùania porywów wiatru

 



 -  wsp

óùczynnik uwzglêdniaj¹cy wzrost obci¹¿enia powodowany

przez porywy wiatru w stosunku do 

œredniej dziesiêciominutowej wartoœci obci¹¿enia.

1.3.10. Przewiewnoœã przegrody

  -  stosunek  powierzchni  wszystkich  otwor

ów  w przegrodzie, otwartych  stale lub

przystosowanych do otwierania, do ca

ùkowitej powierzchni przegrody, wyra¿ony w procentach.

1.3.11.  Budowla  zamkniêta

  -  budowla,  w  kt

órej  przewiewnoœã  którejkolwiek  z  przegród  zewnêtrznych  jest  nie

wi

êksza ni¿ 35%.

1.3.12. Budowla otwarta

 - budowla, w kt

órej przewiewnoœã którejkolwiek z przegród zewnêtrznych jest wiêksza ni¿

35%, oraz budowla cz

êœciowo lub caùkowicie bez przegród zewnêtrznych.

1.4. Podstawowe oznaczenia

B

 - szeroko

œã budowli i (wymiar równolegùy do kierunku prêdkoœci wiatru), m,

C

e

 - wsp

óùczynnik ekspozycji, -,

C

p

 - wsp

óùczynnik ró¿nicy ciœnienia zewnêtrznego i wewnêtrznego, -,

C

w

 - wsp

óùczynnik ciœnienia wewnêtrznego, -,

C

z

 - wsp

óùczynnik ciœnienia zewnêtrznego, -,

C

t

 - wsp

óùczynnik obci¹¿enia stycznego, -,

C

X

 - wsp

óùczynnik oporu aerodynamicznego, -,

C

Y

 - wsp

óùczynnik aerodynamicznej siùy bocznej, -,

D

 - 

œrednica budowli, m,

F

 - powierzchnia rzutu budowli, m

2

,

H

 - wysoko

œã caùkowita budowli, lub wysokoœã nad poziomem morza, m,

L

 - d

ùugoœã budowli (wymiar prostopadùy do kierunku prêdkoœci wiatru), m,

Sr

 - liczba Strouhala, -,

T

 - okres drga

ñ wùasnych, s,

V

 - pr

êdkoœã wiatru, m/s,

V

H

 - pr

êdkoœã wiatru na poziomie równym caùkowitej wysokoœci budowli, m/s,

V

k

 - charakterystyczna pr

êdkoœã wiatru, m/s,

V

k r

 - krytyczna pr

êdkoœã wiatru, m/s,

f

 - strza

ùka dachu, m,

n

 - cz

êstoœã drgañ wùasnych, Hz,

p

 - obci

¹¿enie wiatrem na jednostkê powierzchni, Pa,

p

k

 - charakterystyczne obci

¹¿enie wiatrem na jednostkê powierzchni, Pa,

q

 - ci

œnienie prêdkoœci wiatru, Pa,

q

k

 - charakterystyczne ci

œnienie prêdkoœci wiatru, Pa,

r

 - wsp

óùczynnik chropowatoœci terenu, -,

h

 - wysoko

œã czêœciowa, m,

z

 - wysoko

œã nad poziomem terenu, m,



 - k

¹t nachylenia poùaci dachowej, °,



 - wsp

óùczynnik dziaùania porywów wiatru, -,



f

 - wsp

óùczynnik obci¹¿enia (czêœciowy wspóùczynnik bezpieczeñstwa), -,



 - logarytmiczny dekrement t

ùumienia drgañ, -,



 - wsp

óùczynnik wypeùnienia kratownicy, -,



 - wsp

óùczynnik wartoœci szczytowej obci¹¿enia dynamicznego, -,



 - wsp

óùczynnik osùoniêcia,



 - stosunek wymiar

ów (smukùoœã elementu lub budowli), -,



 - g

êstoœã powietrza, kg/m

3

.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 3

2. ZASADY USTALANIA OBCI¥ÝENIA WIATREM

2.1. Zasady ogólne.

 Obci

¹¿enie wiatrem nale¿y ustalaã przy zaùo¿eniu, ¿e wiatr wieje poziomo z kierunku daj¹cego

najbardziej niekorzystne obci

¹¿enie dla budowli, elementu lub przegrody, oraz ¿e wszystkie powierzchnie nawietrzne

i  zawietrzne  budowli,  elementu  lub  przegrody  poddane  s

¹  prostopadle  skierowanemu  do  nich  i  równomiernie

roz

ùo¿onemu parciu lub ssaniu wiatru.

W przypadku powierzchni r

ównolegùych do kierunku dziaùania wiatru lub odchylonych od niego o k¹t nie wiêkszy ni¿

15

° nale¿y tak¿e uwzglêdniã obci¹¿enie styczne.

Przy  projektowaniu  pokry

ã,  ù¹czników,  poù¹czeñ,  uszczelnieñ  itp.  wystêpuj¹cych  przy  zaùamaniach  i  krawêdziach

budowli nale

¿y uwzglêdniã zwiêkszone miejscowe obci¹¿enie krawêdziowe.

2.2. Obci¹¿enie charakterystyczne

 wywo

ùane dziaùaniem wiatru nale¿y wyznaczaã, w Pa, wg wzoru

      (1)

w kt

órym:

q

k

  -  charakterystyczne  ci

œnienie  prêdkoœci  wiatru,  którego  wartoœci  dla  poszczególnych  stref  obci¹¿enia  wiatrem

podano w rozdz. 3,

C

e

 - wsp

óùczynnik ekspozycji, którego wartoœã nale¿y wyznaczaã wg rozdz. 4,

C

 - wsp

óùczynnik aerodynamiczny, którego wartoœã nale¿y przyjmowaã wg 2.4 i tablic podanych w zaù¹czniku 2,



 - wsp

óùczynnik dziaùania porywów wiatru, którego wartoœã nale¿y wyznaczaã wg 2.5 i rozdz. 5.

2.3. Obci¹¿enie obliczeniowe

  przyjmowane  przy  sprawdzaniu  stan

ów granicznych noœnoœci konstrukcji (budowli,

elementu, przegrody) wyznacza si

ê, zgodnie z 

PN-76/B-03001

, wg wzoru

      (2)

w kt

órym:

p

k

 - obci

¹¿enie charakterystyczne okreœlone zale¿noœci¹ (1),



f

 - wsp

óùczynnik obci¹¿enia.

Wsp

óùczynnik obci¹¿enia 

f

 nale

¿y przyjmowaã równy 1,3.

2.4. Zasady ustalania wspóùczynnika aerodynamicznego

Spos

ób ustalania wartoœci wspóùczynnika aerodynamicznego C

  zale

¿y od rodzaju obci¹¿enia (normalne, styczne,

sumaryczne) przyjmowanego do oblicze

ñ.

Do  obci

¹¿eñ  normalnych  przypadaj¹cych  na  jednostkê  powierzchni  wartoœã  wspóùczynnika  C

p

  wyznacza  si

ê

sumuj

¹c algebraicznie odpowiednie wspóùczynniki ciœnienia (zewnêtrznego C

z

 lub wewn

êtrznego C

w

) okre

œlane dla

powierzchni nawietrznej i zawietrznej rozpatrywanej budowli lub przegrody wg za

ù¹cznika 1.

Do obci

¹¿eñ stycznych przypadaj¹cych na jednostkê powierzchni rzutu poziomego przekrycia przyjmuje siê C

 = 

C

t

,

gdzie 

C

t

 jest wsp

óùczynnikiem obci¹¿enia stycznego, okreœlonym wg zaù¹cznika 1.

Do obci

¹¿eñ sumarycznych stosowanych przy obliczaniu elementów i ustrojów konstrukcyjnych oraz ustalanych na

jednostk

ê dùugoœci tych elementów przyjmuje siê C

  = 

C

X

,  gdzie 

C

X

  jest  wsp

óùczynnikiem obci¹¿enia caùkowitego,

okre

œlanym wg zaù¹cznika 1.

2.5.  Zasady  okreœlania  wspóùczynnika  dziaùania  porywów  wiatru.

  Warto

œã  wspóùczynnika  

  zale

¿y  od

podatno

œci  budowli  na  dynamiczne  dziaùanie  wiatru.  Za  podatne  uwa¿a  siê  takie  budowle,  które  pod  wpùywem

poryw

ów  wiatru  mog¹  byã  wprowadzone  w  drgania  powoduj¹ce  wzrost  wytê¿enia  ponad  wartoœã  wynikaj¹c¹  z

obci

¹¿enia statycznego.

Wszystkie pozosta

ùe budowle uwa¿a siê za niepodatne.

W celu okre

œlenia grupy, do której zalicza siê rozpatrywan¹ budowlê, nale¿y obliczyã jej okres drgañ wùasnych T

 (z

wzor

ów  podanych  w  zaù¹czniku  lub  w  literaturze  technicznej)  oraz  przyj¹ã  wartoœã  logarytmicznego  dekrementu

t

ùumienia 

 z tabl. 1, stosownie do rozwi

¹zania konstrukcyjnego. Je¿eli punkt wyznaczony przez te wartoœci na rys. 1

znajdzie  si

ê  na  polu  A

,  budowl

ê  zalicza  siê  do  podatnych  na  dynamiczne  dziaùanie  wiatru,  je¿eli  na  polu  B

  -  do

niepodatnych.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 4

Tablica 1. Wartoœci logarytmicznego dekrementu tùumienia drgañ 

Rodzaj konstrukcji i materia

ù



1. 

Konstrukcje stalowe

- pe

ùnoœcienne spawane

- kratownice i ramy spawane

dodatek na:
- po

ù¹czenia na œruby

- wyk

ùadzinê

- wype

ùnienie szkieletu

2. 

Konstrukcje betonowe

- spr

ê¿one

- 

¿elbetowe monolityczne

- 

¿elbetowe prefabrykowane

dodatek na wype

ùnienie szkieletu

3. 

Konstrukcje murowane

 z ceg

ùy, kamienia i

blok

ów

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 oblicze

ñ budowli niepodatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru wartoœã 

 nale

¿y przyjmowaã wg 5.1.

Do oblicze

ñ budowli podatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru wartoœci 

 nale

¿y okreœlaã wg 5.2.

Do oblicze

ñ elementów budowli wartoœã 

 nale

¿y przyjmowaã wg 5.3.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 5

Rys. 1. Podzia

ù budowli na podatne i niepodatne na dynamiczne dziaùanie wiatru.

2.6.  Czynniki  maj¹ce  wpùyw  na  wartoœã  obci¹¿enia  wiatrem.

  Okre

œlaj¹c  obci¹¿enie  wiatrem  projektowanej

budowli,  nale

¿y rozwa¿yã i w razie potrzeby uwzglêdniã warunki, które w czasie wykonania i u¿ytkowania budowli

mog

¹ zmieniã przyjmowane schematy lub wartoœci obci¹¿eñ.

2.7. Pominiêcie obci¹¿enia wiatrem.

 Obci

¹¿enie wiatrem mo¿e byã w obliczeniach statycznych pomijane tylko w

tych  przypadkach,  gdy  z  g

óry  mo¿na  przewidzieã,  ¿e  nie  doprowadzi  ono  do  wyst¹pienia  ¿adnego  ze  stanów

granicznych no

œnoœci lub u¿ytkowania konstrukcji. Przypadki takie maj¹ miejsce, je¿eli:

a)  udzia

ù obci¹¿enia wiatrem w caùoœci obci¹¿eñ zmiennych dziaùaj¹cych na konstrukcjê jest znikomy (tj. je¿eli po

zastosowaniu  wsp

óùczynnika  jednoczesnoœci  obci¹¿eñ  wg 

PN-82/B-02000

 

ù¹czne  obci¹¿enie  konstrukcji

wyznaczone  z  uwzgl

êdnieniem  obci¹¿enia  wiatrem  jest  nie  wiêksze  od  sumy  obejmuj¹cej  wszystkie  obci¹¿enia

zmienne poza obci

¹¿eniem wiatrem),

b)  wymiary  przekroj

ów konstrukcji okreœlane s¹ wzglêdami u¿ytkowymi i s¹ wiêksze od wymiarów wynikaj¹cych z

warunku zapewnienia odpowiedniej no

œnoœci konstrukcji,

c)  spe

ùnione  s¹  warunki  zwalniaj¹ce  od  potrzeby  uwzglêdnienia  obci¹¿enia  wiatrem,  podane  w  innych,

szczeg

óùowych normach projektowania okreœlonych rodzajów konstrukcji (np. BN-79/8812-01, BN-79/8812-02).

3. PRÆDKOÚàI CIÚNIENIE PRÆDKOÚCI WIATRU

3.1. Charakterystyczna prêdkoœã wiatru.

  Warto

œci charakterystycznej prêdkoœci wiatru dla poszczególnych stref

obci

¹¿enia wiatrem podano w tabl. 2.

Tablica 2. Charakterystyczna prêdkoœã wiatru V

k

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 6

Strefa

I

II

IIa

IIb

III

1

)

V

k

20

24

27

30

24 - 47

1

) Pr

êdkoœã wiatru w strefie III zawiera siê w zakresie od 24 m/s na

granicy strefy I i III do 47 m/s w szczytowych partiach g

ór.

Podzia

ù Polski na strefy obci¹¿enia wiatrem nale¿y przyjmowaã wg rys. 2.

Rys. 2. Mapa stref obci

¹¿enia wiatrem

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 7

3.2.  Charakterystyczne  ciœnienie  prêdkoœci  wiatru.

  Warto

œci  charakterystycznego  ciœnienia  prêdkoœci  q

k

  dla

poszczeg

ólnych stref obci¹¿enia wiatrem nale¿y przyjmowaã wg tabl. 3. Granice stref podano w 3.3 (rys. 2).

Tablica 3. Wartoœci charakterystycznego ciœnienia prêdkoœci q

k

Strefa

q

k

Pa

I

250

II

350

IIa

450

IIb

550

III

250 + 0,5 

H

 



 350 (

H

 - wysoko

œã na poziomem morza,

m)

Podane w tabl. 3 warto

œci q

k

 nale

¿y zmniejszyã o 20% dla:

- budowli w stadium monta

¿u,

- budowli tymczasowych o przewidzianym okresie u

¿ytkowania nie przekraczaj¹cym 10 lat,

- budowli o wysoko

œci ni¿szej od 5 m,

- budowli w strefie III znajduj

¹cych siê w dolinach i kotlinach zamkniêtych ze wszystkich stron.

Warto

œci q

k

 nale

¿y zwiêkszyã o 20% dla budowli monumentalnych.

3.3. Podziaù kraju na strefy obci¹¿enia wiatrem.

 Na terenie Polski wyr

ó¿nia siê trzy strefy obci¹¿enia wiatrem (rys.

2).

Strefa I

 obejmuje przewa

¿aj¹c¹ czêœã kraju (le¿¹ce w granicach strefy I pasmo £ysogór zalicza siê do strefy II).

Strefa II

 obejmuje pas l

¹du od grzbietowej partii wzniesieñ Pojezierza Pomorskiego do brzegu morza oraz w¹ski pas

l

¹du wokóù Zatoki Gdañskiej i pasmo £ysogór. W strefie II wydzielono dwie podstrefy na zachód od Wùadysùawowa:

- IIa - przybrze

¿ny pas l¹du o szerokoœci okoùo 2 km,

- IIb - przybrze

¿ny pas morza i pas wydm o szerokoœci 200 m.

Strefa III

 obejmuje obszar od Przedg

órza Sudeckiego i Podgórza Karpackiego do szczytów gór wù¹cznie.

Granice stref nale

¿y traktowaã jako pasy o szerokoœci okoùo ¹5 km, przyjmuj¹c na pograniczu wartoœci q

k

 z jednej

lub z drugiej strefy w zale

¿noœci od konfiguracji terenu i ekspozycji budowli.

3.4. Charakterystyczne ciœnienie prêdkoœci wiatru w szczególnych warunkach terenowych.

  Dla  budowli,  dla

kt

órych obci¹¿enie wiatrem ma szczególnie du¿e znaczenie, projektowanych na terenach nara¿onych na dziaùanie

silnych  wiatr

ów ze wzglêdu na poùo¿enie lub warunki topograficzne, wartoœci ciœnienia prêdkoœci wiatru zaleca siê

ustala

ã  na  podstawie  danych  otrzymanych  z  Instytutu  Meteorologii  i  Gospodarki  Wodnej.  Charakterystyczne

ci

œnienie prêdkoœci wiatru nale¿y obliczaã, w Pa, wg wzoru

      (3)

Dla  miejscowo

œci w strefie I i II nale¿y przyjmowaã 

  =  1,23  kg/m

3

,  w  strefie  III  -  w  zale

¿noœci od wysokoœci nad

poziomem morza.

4. WSPÓ£CZYNNIK EKSPOZYCJI

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 8

4.1. Rodzaje terenu i wartoœci wspóùczynnika ekspozycji.

 Wsp

óùczynnik ekspozycji nale¿y przyjmowaã wg tabl. 4

w zale

¿noœci od rodzaju terenu i wysokoœci budowli nad poziomem gruntu. Rozró¿nia siê trzy rodzaje terenu:

A - otwarty z nielicznymi przeszkodami,
B - zabudowany przy wysoko

œci istniej¹cych budynków do 10 m lub zalesiony,

C - zabudowany przy wysoko

œci istniej¹cych budynków powy¿ej 10 m.

Budowla jest usytuowana w terenie B lub C, je

¿eli zabudowa lub zalesienie w promieniu równym co najmniej 30 H

(

H

  -  wysoko

œã budowli) odpowiadaj¹ warunkom terenu B lub C. W przeciwnym przypadku budowlê uwa¿a siê za

usytuowan

¹ w terenie A.

Warto

œci wspóùczynnika C

e

  podane  w  tabl.  4  s

¹ przedstawione na rys. 3. Wartoœã wspóùczynnika C

e

  do  oblicze

ñ

obci

¹¿eñ charakterystycznych wg wzoru (1) nale¿y przyjmowaã:

- sta

ù¹ na caùej wysokoœci budowli okreœlon¹ dla z

 = 

H

, gdy 

H

/

L

 



 2,

- zmienn

¹ w zale¿noœci od wysokoœci z

, gdy 

H

/

L

 > 2.

Zamiast  liniowo  zmiennego  rozk

ùadu  wartoœci  C

e

  wg  rys.  3  mo

¿na  przyjmowaã  rozkùad  skokowy  o  wartoœciach

sta

ùych równych œrednim na odcinkach nie dùu¿szych ni¿ 10 m.

4.2. Wpùyw uksztaùtowania terenu.

 Nier

ównoœci terenu takie jak nasypy, skarpy lub strome wzniesienia powoduj¹

wzrost pr

êdkoœci wiatru, który nale¿y uwzglêdniaã przyjmuj¹c rzeczywisty lub umowny poziom gruntu z

o

 r

ówny:

- poziomowi podstawy budowli w terenie p

ùaskim, na skarpach i wzniesieniach o nachyleniu do 1:3,

- umownemu poziomowi gruntu wg rys. 4 - na skarpach i wzniesieniach o nachyleniu ponad 1:3.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 9

Rys. 3. Zale

¿noœã wspóùczynnika ekspozycji od wysokoœci i rodzaju terenu

Tablica 4. Wartoœci wspóùczynnika ekspozycji C

e

Teren A

Wysoko

œã z

m



 10

10-20

20-40

40-100

100-280



 280

C

e

1,0

0,8 + 0,02

z

0,9 + 0,015

z

1,23 + 0,0067

z

1,5 + 0,004

z

2,6

Teren B

Wysoko

œã z

m



 20

20-40

40-100

100-280

280-400



 400

C

e

0,8

0,5 + 0,015

z

0,8 + 0,0075

z

1,12 + 0,0042

z

1,6 + 0,0025

z

2,6

Teren C

Wysoko

œã z

m



 30

30-100

100-280

280-500



 500

C

e

0,7

0,5 + 0,007

z

0,75 + 0,0045

z

1,25 + 0,0027

z

2,6

Rys. 4. Wp

ùyw uksztaùtowania terenu

5. WSPÓ£CZYNNIK DZIA£ANIA PORYWÓW WIATRU 

5.1. Wartoœã  do obliczeñ budowli niepodatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru

  nale

¿y przyjmowaã równ¹

1,8.

5.2. Wartoœci  do obliczeñ budowli podatnych na dynamiczne dziaùanie wiatru

 nale

¿y obliczaã wg wzoru

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 10

      (5)

w kt

órym:



 - wsp

óùczynnik szczytowej wartoœci obci¹¿enia,

r

 - wsp

óùczynnik chropowatoœci terenu,

C

e

 - wsp

óùczynnik ekspozycji,

k

b

  -  wsp

óùczynnik  oddziaùywania  turbulentnego  o  czêstoœciach  pozarezonansowych  (o  okresie  ró¿nym  od  okresu

drga

ñ wùasnych budowli),

k

r

  -  wsp

óùczynnik  oddziaùywania  turbulentnego  o  czêstoœciach  rezonansowych  z  czêstoœciami  drgañ  wùasnych

budowli.
Warto

œci wspóùczynnika 

 nale

¿y przyjmowaã w zale¿noœci od czêstoœci drgañ wùasnych budowli n

 zgodnie z rys. 5.

Warto

œci wspóùczynnika r

 nale

¿y przyjmowaã w zale¿noœci od rodzajów terenu podanych w rozdz. 4, jako równe:

0,08 - dla terenu A,
0,10 - dla terenu B,
0,14 - dla terenu C.
Warto

œci wspóùczynnika ekspozycji C

e

  nale

¿y przyjmowaã wg rozdz. 4 dla wysokoœci równej caùkowitej wysokoœci

budowli.
Warto

œci wspóùczynnika k

b

 nale

¿y przyjmowaã w zale¿noœci od wysokoœci budowli i jej szerokoœci zgodnie z rys. 6.

Warto

œci wspóùczynnika k

r

 nale

¿y okreœlaã wg wzoru

      (6)

w kt

órym:

K

L

 - wsp

óùczynnik zmniejszaj¹cy oddziaùywanie rezonansowe porywów ze wzglêdu na rozmiary budowli,

K

o

 - wsp

óùczynnik energii porywów o czêstoœciach rezonansowych.

Warto

œci wspóùczynnika zmniejszaj¹cego K

L

 nale

¿y przyjmowaã wg rys. 7, w zale¿noœci od zredukowanej czêstoœci

drga

ñ wùasnych budowli n

r

.

Warto

œci wspóùczynnika energii porywów K

o

 nale

¿y przyjmowaã z rys. 8 w zale¿noœci od stosunku 

.

Warto

œci logarytmicznego dekrementu tùumienia 

 nale

¿y przyjmowaã wg tabl. 1.

Pr

êdkoœã wiatru V

H

 na wysoko

œci budowli H

 nale

¿y obliczaã wg wzoru

      (7)

w kt

órym V

k

 - wg 3.1.

5.3.  Wartoœã    do  obliczeñ  elementów  budowli.

  Do  oblicze

ñ  elementów  o  maùej  powierzchni  (okna,  elementy

œcian  osùonowych  itp.)  wystêpuj¹cych  na  powierzchniach  nawietrznych  oraz  w  zasiêgu  obci¹¿eñ  krawêdziowych

niezale

¿nie od podatnoœci budowli na dynamiczne dziaùanie wiatru nale¿y przyjmowaã 

 = 2,2.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 11

Rys. 5. Wsp

óùczynnik wartoœci szczytowej 

, okre

œlony dla czasu uœredniania prêdkoœci wiatru 10 min (600 s)

Rys. 6. Wsp

óùczynnik oddziaùywania turbulentnego k

b

 o cz

êstoœciach pozarezonansowych

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 12

Rys. 7. Wsp

óùczynnik K

L

 zmniejszaj

¹cy rezonansowe oddziaùywanie porywów

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 13

Rys. 8. Wsp

óùczynnik energii porywów K

o

6. OBCI¥ÝENIE POWODOWANE ODRYWANIEM SIÆ WIRÓW BENARDA-KARMANA

Obci

¹¿enie p

Y

  na  jednostk

ê wysokoœci budowli, dziaùaj¹ce w pùaszczyênie prostopadùej do kierunku wiatru nale¿y

oblicza

ã, w N/m, wg wzoru

      (8)

w kt

órym:

 - ci

œnienie prêdkoœci odpowiadaj¹ce prêdkoœci krytycznej V

kr

, Pa

z

 - wysoko

œã rozpatrywanego przekroju nad poziomem gruntu, m.

Pr

êdkoœã krytyczn¹ V

kr

 nale

¿y obliczaã, w m/s, wg wzoru

      (9)

w kt

órym S

r

 - liczba Struhala r

ówna 0,20 dla przekroju koùowego i 0,15 dla przekroju prostok¹tnego.

Warto

œci C

y

 nale

¿y przyjmowaã wg tabl. 5.

Tablica 5. Wartoœci C

Y

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 14

Kszta

ùt przekroju

poprzecznego

Zakres pr

êdkoœci

C

Y

ko

ùowy

V

kr

 

D

 



 3

0,50

3 < 

V

kr

 

D

 < 8

0,68-0,06 

V

kr

 

D

V

kr

 

D

 



 8

0,20

prostok

¹tny

bez ogranicze

ñ

0,50

Obci

¹¿enie p

Y

  okre

œlone wg wzoru (8) uwa¿a siê za obci¹¿enie wielokrotnie zmienne w okresie równym okresowi

drga

ñ wùasnych budowli.

Obci

¹¿enia p

Y

 mo

¿na nie obliczaã, je¿eli jest speùniony warunek

7. INNE ODDZIA£YWANIA DYNAMICZNE

Budowle o nietypowych lub skomplikowanych kszta

ùtach, a tak¿e o maùej masie i maùym tùumieniu drgañ, mog¹ byã

nara

¿one na dodatkowe oddziaùywania dynamiczne wiatru, do których zalicza siê:

- samowzbudzanie bocznych si

ù aerodynamicznych (galopowanie),

- drgania owalizuj

¹ce,

- 

ùopotanie (flatter),

- trzepotanie (drgania w 

œladzie aerodynamicznym innej budowli).

Mo

¿liwoœã wyst¹pienia takich drgañ oraz wystêpuj¹ce obci¹¿enia nale¿y okreœlaã w oparciu o literaturê techniczn¹.

KONIEC

ZA£¥CZNIK 1

WARTOÚCI WSPÓ£CZYNNIKÓW AERODYNAMICZNYCH

Do  okre

œlenia  charakterystycznego  obci¹¿enia  wiatrem  wg  wzoru  (1)  nale¿y  przyjmowaã  wspóùczynniki

aerodynamiczne podane w tablicach schemat

ów Z1-1÷Z1-26. Wartoœci wspóùczynników dla konkretnych schematów

i  danych  wymiar

ów  geometrycznych  budowli  mo¿na  okreœlaã  zarówno  z  podanych  zale¿noœci,  jak  i  zaù¹czonych

wykres

ów.

Je

¿eli nie podano zale¿noœci funkcyjnych, wartoœci poœrednie nale¿y okreœlaã z interpolacji.

Przy  wzorach  nie  podano  granic  ich  stosowania  -  s

¹ one widoczne na rysunkach. Je¿eli podane s¹ dwa warianty

nale

¿y wybraã wariant niekorzystniejszy.

Obci

¹¿enie przegród nale¿y okreœlaã jako ró¿nicê ciœnienia zewnêtrznego i wewnêtrznego, co wyra¿a siê ró¿nic¹

wsp

óùczynników

      (Z1-1)

Dla budowli zamkni

êtych C

w

 = 0, 

C

p

 =

 C

z

.

Dla wiat podano warto

œci C

p

 bez wyr

ó¿nienia wspóùczynników C

w

 i 

C

z

.

Dla budowli otwartych stosuj

¹c wzór (Z1-1) nale¿y przyjmowaã wartoœci C

w

 z tabl. Z1-8 i Z1-13, a warto

œci C

z

 z tablic

Z1-1 

÷ Z1-7 oraz tablic: Z1-11, Z1-12, Z1-14, Z1-15 i Z1-16.

Znak + przy warto

œci wspóùczynnika okreœla kierunek dziaùania obci¹¿enia do wnêtrza budowli (parcie), a znak - na

zewn

êtrz (ssanie).

Na niekt

órych schematach wprowadzono dodatkowe indeksy do wspóùczynnika C

; np. 

C



, 

C



. Maj

¹ one charakter

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 15

pomocniczy i s

¹ wykorzystywane jedynie na danym rysunku.

Wsp

óùczynniki aerodynamiczne budowli, dla których obci¹¿enie wiatrem ma du¿e znaczenie, o ksztaùtach wyraênie

odbiegaj

¹cych od podanych w normie nale¿y okreœlaã na podstawie badañ aerodynamicznych lub literatury.

Schemat:

Z1-1 Budynki i przegrody

Z1-2 Dach jednospadowy

Z1-3 Dach dwuspadowy

Z1-4 Dach walcowy

Z1-5 Dachy o r

ó¿nych wysokoœciach

Z1-6 Dach ze 

œwietlikiem

Z1-7 Hale przemys

ùowe

Z1-8 Budynki otwarte

Z1-9 Wiaty dwuspadowe

Z1-10 Wiaty jednospadowe

Z1-11 Galerie i 

ù¹czniki

Z1-12 Budowle walcowe

Z1-13 Budowle walcowe otwarte

Z1-14 Budowle kuliste

Z1-15 Dachy i dna budowli walcowych

Z1-16 Obci

¹¿enia krawêdziowe

Z1-17 Rury, pr

êty, liny

Z1-18 Kszta

ùtowniki i elementy

Z1-19 D

êwigary kratowe pùaskie, pojedyncze

Z1-20 D

êwigary kratowe pùaskie ustawione jeden za drugim

Z1-21 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju tr

ójk¹tnym

Z1-22 Ustroje kratowe przestrzenne o przekroju prostok

¹tnym

Z1-23 P

ùyty i œciany pùaskie

Z1- 24 P

ùyty i œciany o powierzchni zakrzywionej

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 16

Z1-25 P

ùyty koùowe i elementy o powierzchni kulistej

Z1-26 Chor

¹gwie, flagi, transparenty

ZA£¥CZNIK 2

PRZYBLIÝONE WZORY DO OBLICZEÑ DRGAÑ W£ASNYCH BUDYNKÓW I BUDOWLI

INÝYNIERSKICH

Podstawowy okres drga

ñ wùasnych budowli i budynków in¿ynierskich - T

 mo

¿na okreœlaã, w s, z podanych wzorów

przybli

¿onych wg tabl. Z2-1 i Z2-2.

W przypadku konieczno

œci dokùadniejszych obliczeñ nale¿y posùugiwaã siê œcisùymi metodami dynamiki budowli.

Cz

êstoœã drgañ wùasnych okreœlona jest, w Hz, wg zale¿noœci

Obliczone warto

œci mo¿na stosowaã do podziaùu budowli na podatne i niepodatne na dynamiczne dziaùanie porywów

wiatru oraz do wyznaczenia wsp

óùczynnika 

.

Tablica Z2-1. Wzory na obliczanie okresów drgañ wùasnych budynków

Lp

Schemat

Okres drga

ñ wùasnych s

1

Budynki murowane lub z betonu monolitycznego

H

 < 30 m

2

Budynki 

¿elbetowe wielkopùytowe

H

 < 30 m

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 17

wymiary w m

3

Budynki o szkielecie 

¿elbetowym

H < 50 m

4

Budynki o szkielecie metalowym

H < 50 m

Tablica Z2-2 Wzory na obliczanie wykresów drgañ wùasnych konstrukcji wie¿owych

Lp

Schemat

Okres drga

ñ wùasnych, s

gdzie: G - ci

ê¿ar na jednostkê dùugoœci na poziomie podstawy

I - moment bezw

ùadnoœci przekroju podstawy

g = 9,81 m/s

2

K - z rysunku poni

¿ej

dla d

1

 = d

2

      i      g

1

 = g

2

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 18

2

Q" - ci

ê¿ar caùkowity konstrukcji wsporczej

I - zast

êpczy moment bezwùadnoœci okreœlony z równoœci ugiêã

3

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 19

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowuj¹ca normê

 - Centralny O

œrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Ogólnego.

2. Istotne zmiany w stosunku do PN-70/B-02011

a) wprowadzono probabilistyczne uj

êcie obci¹¿enia wiatrem,

b) wprowadzono nowy podzia

ù kraju na strefy obci¹¿enia wiatrem,

c) uzale

¿niono obci¹¿enie wiatrem od rodzaju terenu (gêstoœci zabudowy),

d) wprowadzono jedn

¹ wartoœã wspóùczynnika obci¹¿enia,

e) uproszczono niekt

óre schematy i warianty obci¹¿eñ,

f) wprowadzono nowy uk

ùad tablic wspóùczynników aerodynamicznych,

g) wprowadzono nowe uj

êcie obci¹¿eñ dynamicznych powodowanych porywami wiatru.

3. Normy zwi¹zane

PN-82/B-02000

 Obci

¹¿enia budowli. Zasady ustalania wartoœci

PN-76/B-03001

 Konstrukcje i pod

ùo¿a budowli. Ogólne zasady obliczeñ

BN-79/8812-01 Konstrukcje budynk

ów wielkopùytowych, Projektowanie i obliczenia statyczno-wytrzymaùoœciowe

BN-79/8812-02  Konstrukcje  budynk

ów  ze  œcianami  monolitycznymi.  Projektowanie  i  obliczenia  statyczno-

wytrzyma

ùoœciowe

4. Normy miêdzynarodowe i zagraniczne

RWPG CT 75-74 

Íàãðóçêè è âîçäåéñòâèÿ. Íîðìû ïðîåêòèðîâàíèÿ

Anglia BSI CP3: Chapter V: Part 2: 1972 Wind Loads
CSRS 

ÈSN 730035-1976 Zatiženi konstrukci pozemnich staveb,

Dania DS 410-1971 Vejledning for fastsaettelse af Vindbelastinger
NRD TGL 20167 Blatt. 1. Lastannahmen f

ür 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 

ÑÍÈÏ Ï-6-74 Íàãðóçêè è âîçäåéñòâèÿ. Íîðìû ïðîåêòèðîâàíèÿ

5. Autorzy projektu normy

  -  prof.  dr  in

¿. Stanisùaw Kuœ (przewodnicz¹cy Zespoùu autorskiego), mgr in¿. Andrzej

Sobolewski,  mgr  in

¿.  Andrzej  Ýórawski,  mgr  in¿.  Jerzy  Ýurañski  -  Centralny  Oœrodek  Badawczo-Projektowy

Budownictwa  Przemys

ùowego  BISTYP,  dr  in¿.  Janusz  Kawecki  -  Politechnika  Krakowska,  doc.  dr  in¿.  Wojciech

Kukulski - Centralny O

œrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Ogólnego, dr Halina Lorenc, mgr Józef Rzeszut -

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, mgr in

¿. Józef Stêpkowski - Biuro Projektowo-Technologiczne Przemysùu

Motoryzacyjnego  MOTOPROJEKT,  mgr  in

¿.  Zdzisùaw  Wiesùawski  -  Centralny  Oœrodek  Badawczo-Projektowy

Konstrukcji Metalowych MOSTOSTAL.

7. Wydanie 4

 - stan aktualny: grudzie

ñ 1993 - uaktualniono normy zwi¹zane oraz wprowadzono zmianê i poprawkê:

zmiana 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 11-12/1984 - tre

œã niepublikowana

poprawka 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 11/1987.
Wydaniem 1 i 2 nie nale

¿y siê posùugiwaã

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 20