Dane wyjściowe:
Długość budynku 26,60 m
Szerokość budynku 17,50 m
Wysokość budynku 83,00 m
Lokalizacja: Leszno (91 m.n.p.m)
Charakter zabudowy: Centrum miasta (kategoria terenu III)
Oddziaływania wiatru:
Zgodnie z PN-EN 1991-1-4, Polska podzielona jest na 3 strefy wiatrowe. Przedstawia je poniższa mapa
Przyjęto, że rozpatrywany budynek znajduje się w I strefie obciążenia wiatrem (Leszno A=91 m.n.p.m.) A≤300m.n.p.m.
Bazowa prędkość wiatru:
Wartość podstawowej bazowej prędkości wiatru vb,0= 22 m/s
Przyjęto współczynnik kierunkowy wiatru cdir=1,0
Współczynnik sezonowy cseason=1,0
Cdir – współczynnik, pozwalający uwzględnić kierunek wiatru. Przyjmujemy Cdir = 1, 0
Cseason - współczynnik do obliczania konstrukcji tymczasowych lub znajdujących się w stanie budowy, jeśli w analizie można uwzględnić porę roku. Z uwagi na brak danych, przyjmujemy Cseason = 1, 0
Tak więc bazowa prędkość wiatru to:
vb = vb, 0 * Cdir * Cseason = 22 m/s * 1, 0 * 1, 0 = 22 m/s
Ciśnienie prędkości wiatru: qb,0=0,30 kN/m2
Wiatr wiejący od czoła budynku:
Oznaczenia ścian w budynku:
h= 83,00m
b= 17,50 m
d=26,60m
$$c_{e}\left( z \right) = 2,8*\left( \frac{z}{10} \right)^{0,19}$$
$$c_{e}\left( z \right) = 2,8*\left( \frac{17,5}{10} \right)^{0,19} = 3,1141$$
Wysokość [m] | Ce(z) [-] |
---|---|
0-17,50 | 3,1141 |
17,50-29,5 | 3,4389 |
29,5-41,5 | 3,6693 |
41,5-53,5 | 3,8507 |
53,5-65,5 | 4,0017 |
65,5-83,00 | 4,1858 |
Wartość współczynnika ekspozycji zależna od h
$$q_{p}\left( z \right) = \left\lbrack 1 + 7*I_{V}\left( z \right) \right\rbrack*\frac{1}{2}\ \rho*v_{m}\left( z \right)^{2} = q_{b}*c_{e}\left( z \right)$$
$${\rho = 1,25\frac{\text{kg}}{m^{3}}\ \ \ gestosc\ powietrza\backslash n}{q_{p}\left( 17,5 \right) = 3,1141*0,3 = 0,934}$$
Wysokość [m] | Współczynnik ekspozycji Ce(z) [-] | Ciśnienie prędkości wiatru [kN/m2] |
Wartość szczytowa ciśnienia prędkości [kN/m2] |
---|---|---|---|
0-17,50 | 3,114 | 0,300 | 0,934 |
17,50-29,5 | 3,439 | 0,300 | 1,032 |
29,5-41,5 | 3,669 | 0,300 | 1,101 |
41,5-53,5 | 3,851 | 0,300 | 1,155 |
53,5-65,5 | 4,002 | 0,300 | 1,201 |
65,5-83,00 | 4,186 | 0,300 | 1,256 |
Wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru
Ciśnienie wiatru działające na powierzchnie zewnętrzne konstrukcji, wyraża się wzorem:
we = qp(h) * cpe, 10 ∖ n
Wartości współczynników ciśnienia zewnętrznego dla ścian pionowych budynków w rzucie prostokąta
$$\frac{h}{d} = \frac{83}{26,6} = 3,12$$
Należy zastosować interpolacje liniową:
cpe, 10, D = +0, 8
cpe, 10, E = −0, 61
$$w_{e,D} = 0,934*0,8 = 0,7348\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$
$$w_{e,E} = 0,934*\left( - 0,61 \right) = - 0,56\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$
Wysokość [m] | Wartość szczytowa ciśnienia prędkości [kN/m2] |
Ciśnienie zewnętrzne dla ścian pionowych | Ciśnienie wiatru na powierzchnie [kN/m2] |
Ciśnienie zewnętrzne dla ścian pionowych | Ciśnienie wiatru na powierzchnie [kN/m2] |
Sumaryczne ciśnienie wiatru na powierzchnię [kN/m2] |
---|---|---|---|---|---|---|
POLE D | POLE E | |||||
0-17,50 | 0,9342 | 0,8 | 0,7474 | -0,61 | -0,5699 | 1,3173 |
17,50-29,5 | 1,0317 | 0,8 | 0,8253 | -0,61 | -0,6293 | 1,4547 |
29,5-41,5 | 1,1008 | 0,8 | 0,8806 | -0,61 | -0,6715 | 1,5521 |
41,5-53,5 | 1,1552 | 0,8 | 0,9242 | -0,61 | -0,7047 | 1,6289 |
53,5-65,5 | 1,2005 | 0,8 | 0,9604 | -0,61 | -0,7323 | 1,6927 |
65,5-83,00 | 1,2558 | 0,8 | 1,0046 | -0,61 | -0,7660 | 1,7706 |
Sumaryczne ciśnienie wiatru na powierzchnie
Wiatr wiejący od boku budynku:
Oznaczenia ścian w budynku:
h= 83,00m
b= 26,60 m
d=17,50 m
$$c_{e}\left( z \right) = 2,8*\left( \frac{z}{10} \right)^{0,19}$$
$$c_{e}\left( z \right) = 2,8*\left( \frac{26,6}{10} \right)^{0,19} = 3,372$$
Wysokość [m] | Ce(z) [-] |
---|---|
0-26,60 | 3,372 |
26,6 -34,05 | 3,534 |
34,05-41,50 | 3,669 |
41,50-48,95 | 3,786 |
48,95- 56,40 | 3,890 |
56,40-83,00 | 4,186 |
Wartość współczynnika ekspozycji zależna od h
$$q_{p}\left( z \right) = \left\lbrack 1 + 7*I_{V}\left( z \right) \right\rbrack*\frac{1}{2}\ \rho*v_{m}\left( z \right)^{2} = q_{b}*c_{e}\left( z \right)$$
$${\rho = 1,25\frac{\text{kg}}{m^{3}}\ \ \ gestosc\ powietrza\backslash n}{q_{p}\left( 26,6 \right) = 3,372*0,3 = 1,012}$$
Wysokość [m] | Współczynnik ekspozycji Ce(z) [-] | Ciśnienie prędkości wiatru [kN/m2] |
Wartość szczytowa ciśnienia prędkości [kN/m2] |
---|---|---|---|
0-26,60 | 3,372 | 0,3 | 1,012 |
26,60-34,05 | 3,534 | 0,3 | 1,060 |
34,05-41,50 | 3,669 | 0,3 | 1,101 |
41,50-48,95 | 3,786 | 0,3 | 1,136 |
48,95-56,40 | 3,890 | 0,3 | 1,167 |
56,40-83,00 | 4,186 | 0,3 | 1,256 |
Wartość szczytowa ciśnienia prędkości wiatru
Ciśnienie wiatru działające na powierzchnie zewnętrzne konstrukcji, wyraża się wzorem:
we = qp(h) * cpe, 10 ∖ n
Wartości współczynników ciśnienia zewnętrznego dla ścian pionowych budynków w rzucie prostokąta
$$\frac{h}{d} = \frac{83}{17,5} = 4,74$$
Należy zastosować interpolacje liniową:
cpe, 10, D = +0, 8
cpe, 10, E = −0, 67
$$w_{e,D} = 1,012*0,8 = 0,8093\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$
$$w_{e,E} = 1,012*\left( - 0,67 \right) = - 0,6778\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$
Wysokość [m] | Wartość szczytowa ciśnienia prędkości [kN/m2] |
Ciśnienie zewnętrzne dla ścian pionowych | Ciśnienie wiatru na powierzchnie [kN/m2] |
Ciśnienie zewnętrzne dla ścian pionowych | Ciśnienie wiatru na powierzchnie [kN/m2] |
Sumaryczne ciśnienie wiatru na powierzchnię [kN/m2] |
---|---|---|---|---|---|---|
POLE D | POLE E | |||||
0-26,60 | 1,012 | 0,8 | 0,8093 | -0,67 | -0,6778 | 1,4870 |
26,60-34,05 | 1,060 | 0,8 | 0,8481 | -0,67 | -0,7103 | 1,5585 |
34,05-41,50 | 1,101 | 0,8 | 0,8806 | -0,67 | -0,7375 | 1,6182 |
41,50-48,95 | 1,136 | 0,8 | 0,9087 | -0,67 | -0,7610 | 1,6697 |
48,95-56,40 | 1,167 | 0,8 | 0,9335 | -0,67 | -0,7818 | 1,7153 |
56,40-83,00 | 1,256 | 0,8 | 1,0046 | -0,67 | -0,8414 | 1,8460 |
Sumaryczne ciśnienie wiatru na powierzchnie
Obliczenia statyczne Program robot:
Od czoła:
$${M = \frac{ql^{2}}{2}\backslash n}{5709,75 = q \bullet \frac{83^{2}}{2}\backslash n}{q = 1,658\frac{\text{kN}}{m^{2}}}$$
Od boku:
$${M = \frac{ql^{2}}{2}\backslash n}{5991,79 = q \bullet \frac{83^{2}}{2}\backslash n}{q = 1,74\frac{\text{kN}}{m^{2}}}$$
$$\frac{129,98}{h} = \frac{129,98}{83} = 1,566 = q$$
$$\frac{137,54}{h} = \frac{137,54}{83} = 1,66 = q$$
Obliczanie qobl:
Od czoła:
$$q_{\text{obl}} = 1,658\frac{\text{kN}}{m^{2}}*1,5 = 2,49\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$
Od boku:
$$q_{\text{obl}} = 1,74\frac{\text{kN}}{m^{2}}*1,5 = 2,61\frac{\text{kN}}{m^{2}}$$