In diesem Abschnitt, Wir werden die Auswirkungen der Topographie auf die Windlast auf Strukturen durch Berechnung des topografischen Faktors diskutieren K._zt mit ASCE 7-16. Beschleunigungseffekte aufgrund abrupter Änderungen der Topographie müssen bei der Berechnung des Auslegungswinddrucks berücksichtigt werden.

Topographischer Faktor, K._zt

Für ASCE 7-16, Sektion 26.8 Einzelheiten zu den Bedingungen bei der Berechnung des Topografiefaktors, K._zt . Diese sind:

• “Der Hügel, Grat, oder Steilküste ist durch andere ähnliche topografische Merkmale vergleichbarer Höhe für und gegen den Wind ungehindert 100 mal die Höhe des topografischen Merkmals (100H.) oder 2 mich (3.22 km), was auch immer weniger ist. Dieser Abstand ist horizontal ab dem Punkt zu messen, an dem sich die Höhe H des Hügels befindet, Grat, oder Böschung wird bestimmt.”
• “Der Hügel, Grat, oder Steilküste ragt innerhalb von 2 Meilen über die Höhe von Geländemerkmalen vor dem Wind hinaus (3.22-km) Radius in einem beliebigen Quadranten um einen Faktor von 2 oder mehr.”

• “Das Gebäude oder eine andere Struktur befindet sich wie in Abb. 26.8-1 in der oberen Hälfte eines Hügels oder Bergrückens oder in der Nähe des Kamms einer Böschung.”
• H / L._h ≥ 0.2
• H ist größer oder gleich 15 ft (4.5 m) für Belichtung C und D und 60 ft (18 m) für die Belichtung B..

Wo:
H. = Höhe des Hügels oder der Böschung relativ zum Gelände gegen den Wind, in ft (m).
L._h = Entfernung gegen den Wind des Kamms bis zu dem Punkt, an dem der Unterschied in der Bodenhöhe die Hälfte der Höhe eines Hügels oder einer Böschung beträgt, in ft (m).

Diese Bedingungen erfüllen, K._zt muss berücksichtigt werden. Andernfalls, K._zt entspricht 1.0.

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Fallstudie

Zur Veranschaulichung der Berechnung von K._zt, wir werden überlegen Gilt Edge Stage Rd, Lewistown, MT 59457, USA (Jahre: 47.09082818472724, lng:-109.22439642402344) mit Wind aus dem Süden kommen für unsere Fallstudie in der Berechnung K._zt. Die Seite ist klassifiziert als Belichtung C. da ist es ein offenes gelände.

Höhenprofil der Gelände-S-N-Richtung (Google Maps, 2023).

Aus dem Kartenbild, Wir können daraus schließen, dass der Ort der Struktur ein Plateau ist und aufgrund seiner flachen Oberfläche oben als Böschung betrachtet werden kann. Abrufen der Höhendaten von Google Maps und Festlegen des Standorts der Struktur als Ausgangspunkt (Negative Entfernung bedeutet Aufwind und Positiv bedeutet Abwindposition), Wir können die folgenden Punkte für Abbildung ableiten 26.8-1:

 

Ab unserem obigen Datum, wir können bekommen H., L._h, sowie x:

H. = 921.02 ft > 60 ft – Höhenunterschied zwischen Gipfel und Fuß
L._h = 1842.04 ft – Unterschied zwischen dem Ort des Gipfels und dem Ort der Mitte
x = 3695.94 ft – Abstand der Struktur zum Gipfel der Böschung (negativ für Aufwind, positiv für Gegenwind)
H./L._h = 0.501 > 0.2

Der topografische Faktor, K._zt, kann mit der Gleichung in Abbildung gelöst werden 26.8-1:

K._zt = (1+K.₁K.₂K.₃)²
K.₂ = 1 – |x|/μL_h
K.₃ = e^{- -γz/L._h}

Wo:
K.₁ = Faktor zur Berücksichtigung der Form des topografischen Merkmals und des maximalen Beschleunigungseffekts.
K.₂ = Faktor, der die Verringerung der Beschleunigung mit der Entfernung gegen den Wind oder gegen den Wind des Kamms berücksichtigt.
K.₃ = Faktor, der die Verringerung der Beschleunigung mit der Höhe über dem örtlichen Gelände berücksichtigt.
x = Entfernung (Gegenwind oder Gegenwind) vom Kamm bis zum Standort des Gebäudes oder einer anderen Struktur, in ft (m).
mit = Höhe über der Bodenoberfläche am Standort des Gebäudes oder einer anderen Struktur, in ft (m).
μ = Horizontaler Dämpfungsfaktor.
γ = Höhendämpfungsfaktor.

Für unsere Fallstudie, mit Abbildung 26.8-1, wo Hügelform ist “2D Böschung.” Außerdem, schon seit H./L._h > 0.5, L._h sollte gleich 2H sein:

K.₁/(H./L._h) = 0.85 (Belichtung C.)
K.₁ = 0.425
L._h = 2(921.02) = 1842.04 ft
γ = 2.5
μ_{gegen den Wind} = 1.5
μ_{gegen den Wind} = 4 (angenommen aufgrund der Lage der Struktur)

Da die Struktur auf der Aufwindseite ist:

K.₂ = 1 – |x|/μL_h = 1 – |(3695.94)|/(4)(1842.04) = 0.4984
K.₃ = e^{-γz / L._h} = e^{-(2.5)mit/(1842.04)}

Beachten Sie, dass K.₃ variiert je nach Höhe der betrachteten Höhe vom Boden. Daher, die entsprechende K._zt Werte pro Höhe mit, sind unten tabellarisch aufgeführt:

Tabellarische Werte des Topofaktors K._zt für entsprechende mit Elevation.

Es kann beobachtet werden, dass als die Höhe über dem Boden, mit, nimmt zu, bleibt die K._zt Wert nimmt ab.

SkyCiv Lastgenerator

Verwenden des SkyCiv-Lastgenerators, der Topographiefaktor K._zt wird automatisch berechnet. Alles was Sie brauchen, ist das zu setzen Projektadresse, wähle aus Belichtungskategorie sowie Windquellenrichtung Die Software verarbeitet die aus Google Maps entnommenen Höhendaten.

Freier Windlastrechner

Die Punkte für den Luvfuß, mittlere Höhe, und Gipfel des Geländes werden automatisch von unserer Software erkannt. Da der Algorithmus möglicherweise nicht immer genau ist, Sie können diese Werte überschreiben, indem Sie die verwenden Spitze bearbeiten sowie Bearbeiten Sie den Upwind-Fuß Schaltflächen für ein besseres Ergebnis des Topo-Faktors. Die Werte in der Tabelle werden automatisch ausgefüllt.

Die schrittweise Berechnung von K._zt Das, was wir oben gemacht haben, ist in der detaillierten Windlastberechnung der SkyCiv Lastgenerator.

Ähnlich, Der topografische/orografische Faktor kann auf ähnliche Weise auch für EN berechnet werden 1991, AS / NZS 1170, NBCC 2015, NSCP 2015, und ist 875. Außerdem, im SkyCiv Lastgenerator, bleibt die K._zt Der für jede Ebene verwendete Wert ist der konservative Wert, der berechnet wird z = 0. Verwendung der Freier Windlastrechner, Sie können die Auslegungswinddrücke bis zu erzeugen 2 Zeiten pro Tag und ist nur auf Giebeldachprofil beschränkt.

Jedoch, Auf den detaillierten Windlastberechnungsbericht kann nur über ein Professional-Konto mit allen Funktionen der SkyCiv-Module zugegriffen werden. Mit der Nur Standalone-Lastgenerator-Version kann auch über diese gekauft werden link.

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Verweise:

• Minimale Bemessungslasten für Gebäude und andere Strukturen. (2017). ASCE / SEI 7-16. Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure.
• Google Maps