Ветровые нагрузки на здания – как правильно рассчитать?

Учет снеговых и ветровых нагрузок во время строительства нагара позволит избежать неприятных сюрпризов и защитит от разрушений или обвалов во время непогоды, а также поможет защитить урожай и исключить его порчу при сложных атмосферных условиях.

Особенности расчета ветровой нагрузки

При определении данного параметра учитывают такие факторы:

• основная ветровая нагрузка;
• максимальные значения, воздействующие на конструкции;
• резонансное вихревое возбуждение;
• аэродинамические колебания (галопирование, флаттер и т.д.)

Расчет двух последних значений не требуется при строительстве одноэтажных сооружений, высота которых более чем в десять раз превышает поперечный размер. Т.е. для ангаров эти величины не рассчитывают.

Большинство подрядчиков при строительстве небольших зданий учитывают данные, рассчитанные для ветровых районов, а при возведении больших сооружений пользуются услугами проектных бюро. Упростить работу можно и используя различные проектировочные программы.

Ветровые районы РФ

Под ветровой нагрузкой понимают продолжительное воздействие ветра на конструкционные элементы здания или ангара. Ее обязательно учитывают при проектировании.

Согласно нормам ГОСТ, территория России поделена на 8 основных ветровых районов, для которых уже рассчитаны соответствующие нормативные значения. Ветровые районы согласно ГОСТ 56728—2015 имеют такие значения нагрузки (w₀, кг/м²):

• Iа – 17;
• I – 23;
• II – 30;
• III – 38;
• IV – 48;
• V – 60;
• VI – 73;
• VII – 85.

При расчете ветровой нагрузки для ангаров и других сооружений применяется методика, разработанная Федеральным Агентством по техническому регулированию и метрологии, учитывающая нормы, прописанные в ГОСТ.

В формулах расчета основной средней нагрузки учтены такие нормативы:

• основная средняя ветровая нагрузка;
• ветровое давление;
• коэффициент высоты при определенном давлении ветра;
• аэродинамический коэффициент.

Параметр ветрового значения указан выше для каждого ветрового района. Коэффициент высоты рассчитывается исходя из типа местности, которая может быть:

• А – открытого типа. К ним относятся степи, лесостепи, побережья водоемов, пустыни, сельские местности с постройками до 10 метров, тундра.
• В – территории городского типа, лесополосы и другие районы с постройками более 10 метров в высоту;
• С – городские районы, с высокой плотностью застройки сооружениями, высота которых превышает 25 метров.

Для определения коэффициента стоит воспользоваться такими данными, где z_e – высота здания, а A, B, C – коэффициенты для каждого типа местности:

• z_e – менее 5 метров, A = 0,75, B = 0,5, C = 0,4.
• z_e = 10 метров, A = 1,0, B = 0,65, C = 0,4.
• z_e = 20 метров, A = 1,25, B = 0,85, C = 0,55.
• z_e = 40 метров, A = 1,5, B = 1,1, C = 0,8.
• z_e = 60 метров, A = 1,7, B = 1,3, C = 1,0.
• z_e = 80 метров, A = 1,85, B = 1,45, C = 1,15.
• z_e = 100 метров, A = 2,0, B = 1,6, C = 1,25.
• z_e = 150 метров, A = 2,25, B = 1,9, C = 1,55.
• z_e = 200 метров, A = 2,45, B = 2,1, C = 1,8.
• z_e = 250 метров, A = 2,65, B = 2,3, C = 2,0.
• z_e = 300 метров, A = 2,75, B = 2,5, C = 2,2.

В зависимости от формы ангара и направления ветра, аэродинамический коэффициент может принимать положительные или отрицательные значения.