Расчёт ветровой нагрузки по СП 20.13330

Расчёт по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»

Место строительства
м
Объект
м²
ВводРезультат
Щелчок по листу — и колесо меняет масштаб · правая кнопка мыши — сдвиг
ЭПЮРА ВЕТРОВОГО ДАВЛЕНИЯРАЗМЕРЫ В ММ · ГОСТ 2.307-2011
Скачать расчёт

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.

Оставить комментарий

Проверочный код: 5 цифр на картинке
Комментарий появится после проверки модератором.