UKD 624.042.41

POLSKA NORMA

Numer: PN-77/B-02011

Tytuł: Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie

wiatrem

Grupa ICS: 91.080.01

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
1. WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKÓW 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

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 mają 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.

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.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 2

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), -,
ρ - gęstość powietrza, kg/m

3

.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 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.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

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.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 5

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.

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

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

) 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.

Rys. 2. Mapa stref obciążenia wiatrem

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 7

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:

- 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 ą5 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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 8

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.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 9

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

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 10

(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

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.

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 11

Rys. 5. Współczynnik wartości szczytowej

ψ, określony dla czasu uśredniania prędkości wiatru 10 min (600 s)

Rys. 6. Współczynnik oddziaływania turbulentnego k

b

o częstościach pozarezonansowych

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 12

Rys. 7. Współczynnik K

L

zmniejszający rezonansowe oddziaływanie porywów

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 13

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 14

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

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 15

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.

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 16

Z1-25 Płyty kołowe i elementy o powierzchni kulistej

Z1-26 Chorągwie, flagi, transparenty

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 17

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

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

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 18

2

Q" - ciężar całkowity konstrukcji wsporczej

I - zastępczy moment bezwładności określony z równości ugięć

3

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 19

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.
7. Wydanie 4 - stan aktualny: grudzień 1993 - uaktualniono normy związane oraz wprowadzono zmianę i poprawkę:
zmiana 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 11-12/1984 - treść niepublikowana
poprawka 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 11/1987.
Wydaniem 1 i 2 nie należy się posługiwać

PN-77/B-02011

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 20