Расчёт и чертежи справочные и не заменяют проект. Перед покупкой материалов и строительством проверьте результат — отказ от ответственности.
Калькулятор ветровой нагрузки считает давление ветра на стену, кровлю, щит или забор по разделу 11 СП 20.13330.2016 и силу, с которой ветер давит на всю поверхность. На умолчаниях — II ветровой район, пригород (тип местности B), высота 10 м, наветренная стена площадью 20 м² — средняя составляющая 0,156 кПа, расчетная ветровая нагрузка 0,218 кПа, или 22,3 кгс/м². Расчетная сила на стену 4,37 кН, примерно 0,445 тс.
В чем измеряется ветровая нагрузка? В нормах — в килопаскалях, на стройке привычнее кгс/м²: 1 кПа ≈ 101,97 кгс/м². Калькулятор выводит оба значения, а силу — в кН и тоннах-силы.
Как рассчитать ветровую нагрузку по шагам, в том порядке, в каком идут поля:
- Ветровой район — от Ia до VII, он дает нормативное давление w0 (от 0,17 до 0,85 кПа). Точный район смотрят по карте приложения Ж СП 20.
- Тип местности: A — степь, побережье; B — пригород, лес, село; C — город с домами выше 25 м. Оценивается в радиусе 30 высот здания, но не меньше 2 км.
- Высота ZE — высота здания или отметка конструкции от земли.
- Поверхность — задает аэродинамический коэффициент c: наветренная стена +0,8, подветренная −0,6, плоская кровля −0,7, скаты, щит 1,4, забор 1,2 или свой коэффициент. Минус — это отсос, кровлю тянет вверх.
- Площадь поверхности — для силы давления. Галочка пульсации нужна для зданий выше 40 м, мачт и гибких конструкций.
Формула: wm = w0 · k(ze) · c, с пульсацией добавляется wp = wm · ζ · ν, расчетное значение — с коэффициентом надежности 1,4. Главный множитель здесь k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Ниже некоторой высоты (5 м для A, 10 м для B, 20 м для C) он постоянный:
| Высота ze, м | Местность A | Местность B | Местность C |
|---|---|---|---|
| 5 | 0,812 | 0,650 | 0,566 |
| 10 | 1,000 | 0,650 | 0,566 |
| 15 | 1,129 | 0,764 | 0,566 |
| 20 | 1,231 | 0,858 | 0,566 |
| 30 | 1,390 | 1,009 | 0,693 |
| 40 | 1,516 | 1,132 | 0,800 |
| 60 | 1,712 | 1,331 | 0,980 |
| 100 | 1,995 | 1,633 | 1,265 |
Полная расчетная ветровая нагрузка по СП 20.13330.2016 (формулы 11.1, 11.2 и 11.5) — сумма средней и пульсационной составляющих, w = wm + wg, где wg = wm · ζ(ze) · v — та же пульсационная добавка, что выше.
- wm — средняя ветровая нагрузка;
- wg — пульсационная ветровая нагрузка;
- w0 — нормативная ветровая нагрузка;
- k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze;
- c — аэродинамический коэффициент;
- ζ(ze) — коэффициент пульсации давления ветра для высоты ze;
- v — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.
Нормативное значение ветрового давления (таблица 11.1 СП 20.13330.2016)
| Ветровые районы (принимаются по карте 2 приложения Е) | Ia | I | II | III | IV | V | VI | VII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| w0, кПа | 0,17 | 0,23 | 0,30 | 0,38 | 0,48 | 0,60 | 0,73 | 0,85 |
1 кПа ≈ 100 кг/м².
Коэффициент k (таблица 11.2 СП 20.13330.2016)
| Высота ze, м | Коэффициент k для типов местности | ||
|---|---|---|---|
| A | B | C | |
| ≤5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| 10 | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| 20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
| 60 | 1,7 | 1,3 | 1,0 |
| 80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
| 100 | 2,0 | 1,6 | 1,25 |
| 150 | 2,25 | 1,9 | 1,55 |
| 200 | 2,45 | 2,1 | 1,8 |
| 250 | 2,65 | 2,3 | 2,0 |
| 300 | 2,75 | 2,5 | 2,2 |
Промежуточные значения определяются линейной интерполяцией, для высот от 10 до 300 м включительно расчет производится по формуле 11.4. Калькулятор берет k по этой формуле на всех высотах, а ниже zmin оставляет его постоянным, поэтому у земли значения k в расчете (их показывает таблица сразу после формулы) отличаются от табличных. Типы местности: А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра; В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.
Аэродинамический коэффициент c, отдельно стоящие плоские сплошные конструкции (приложение В.1.1 СП 20.13330.2016)
| Участки плоских сплошных конструкций на земле (см. рисунок В.1) | |||
|---|---|---|---|
| A | B | C | D |
| 2,1 | 1,8 | 1,4 | 1,2 |
Участки отсчитываются от края конструкции высотой h: A — первые 0,3h, B — следующие 2h, C — следующие 4h, D — остальная длина. Для такой конструкции ze = h, длина участков определяется относительно высоты, а коэффициенты относятся к отдельным участкам определенной ширины, а не ко всей конструкции целиком.
Пример: сбор нагрузки на забор высотой 6000 мм, ветровой район II, местность открытая. Расчет только средней составляющей с коэффициентом надежности по нагрузке 1,4, которым частично учитывается пульсация:
wm = w0 (0,3 кПа) × k (0,80) × c (2,1) × (1,4) = 0,7056 кПа ≈ 70,56 кг/м²
Стоит отметить, что для низкого забора на открытом месте давление выходит заметно больше, чем на стену дома в поселке, хотя район один и тот же. Расчет ветровой нагрузки на забор онлайн калькулятор вынесен на отдельную страницу. Под итогом рисуется эпюра давления по высоте объекта, результат сохраняется ссылкой и печатается.
Комментарии
Пока никто не написал. Спросите про расчёт или расскажите, что получилось на практике.