Ένα πλήρως επεξεργασμένο παράδειγμα του IS 875-3 υπολογισμοί φορτίου ανέμου

Σε αυτό το άρθρο, ένα παράδειγμα υπολογισμού πίεσης φορτίου ανέμου για ένα κτίριο στο Walwane, Μαχαράστρα, Ινδία (18.945695° Β, 74.564866° Ε) θα παρουσιαστεί. Αυτός ο υπολογισμός θα είναι σύμφωνα με το IS 875-3:2015 υπολογισμοί φορτίου ανέμου. SkyCivαριθμομηχανή δωρεάν ανέμου προστέθηκε πρόσφατα το IS 875-3 υπολογισμοί φορτίου ανέμου, ως εκ τούτου, θα δείξουμε πώς να υπολογίσουμε τα φορτία ανέμου, χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο S3D Barnhouse παρακάτω:

Για αυτή τη μελέτη περίπτωσης, τα δεδομένα δομής είναι τα εξής:

Τοποθεσία	Walwane, Μαχαράστρα, Ινδία (18.945695° Β, 74.564866° Ε)
Χωρητικότητα	Διάφορα – Δομή αγροκτήματος
Εδαφος	Επίπεδη ανοιχτή γη
Διαστάσεις	Β = 4 m × L = 14 μ σε σχέδιο H = Ύψος μαρκίζας 2.4 Μ Το ύψος της κορυφής στο ύψος. 3.4 Μ Κλίση οροφής 1:2 (26.565°) Κανένα άνοιγμα
Επένδυση	Τεγίδες σε απόσταση 0,745μ Καρφιά τοίχου σε απόσταση 0,8μ

Χρησιμοποιώντας το IS 875-3: 2015, η ταχύτητα ανέμου σχεδιασμού για την τοποθεσία και η πίεση ανέμου σχεδιασμού για το ορθογώνιο κτίριο με κεκλιμένη στέγη μπορούν να λυθούν χρησιμοποιώντας τις παρακάτω εξισώσεις:

Σχεδιασμός ταχύτητας ανέμου στο ύψος με (σε m/s): Β_με = V_σικ₁κ₂κ₃κ₄ (1)

Οπου:
Β_σι είναι τοΒασική ταχύτητα ανέμου, Κυρία
κ₁ είναι το Συντελεστής πιθανότητας (συντελεστή κινδύνου) βασισμένο στο 6.3.1 του IS 875-3
κ₂ είναι το Συντελεστής τραχύτητας και ύψους εδάφους βασισμένο στο 6.3.2 του IS 875-3
κ₃ είναι το Τοπογραφικός παράγοντας βασισμένο στο 6.3.3 του IS 875-3
κ₄ είναι το Συντελεστής σημασίας για την κυκλωνική περιοχή με βάση 6.3.4 του IS 875-3

Σχεδιασμός πίεσης ανέμου (στο Pa): Π_ρε = Κ_ρεκ_ένακ_ντοΠ_με (2)

Οπου:
κ_ρε είναι το Συντελεστής κατευθυντικότητας ανέμου βασισμένο στο 7.2.1 του IS 875-3. Ισο με 1.0 όταν εξετάζονται οι τοπικοί συντελεστές πίεσης.
κ_ένα είναι το Συντελεστής μέσου όρου περιοχής βασισμένο στο 7.2.2 του IS 875-3
κ_ντο είναι το Συντελεστής συνδυασμού βασισμένο στο 7.3.3.13 ΕΙΝΑΙ 875-3
Π_με είναι ίσο με 0.60Β_με² στο Pa
Σημειώστε ότι Π_ρε δεν πρέπει να λαμβάνεται λιγότερο από 0.70Π_με

Από την πίεση του σχεδιασμού Π_ρε λαμβάνεται, η πίεση θα κατανεμηθεί στα μέλη του με τη χρήση:

Δύναμη ανέμου στην επιφάνεια ή στα μέλη (πανδοχείο): F = (ντο_επί – ντο_πι)Απ_ρε (3)

Οπου:
ΕΝΑ είναι η επιφάνεια του δομικού στοιχείου ή της μονάδας επένδυσης
ντο_επί είναι οι συντελεστές εξωτερικής πίεσης
ντο_ΠΕγώ είναι οι συντελεστές εσωτερικής πίεσης

Θα εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες κάθε παραμέτρου παρακάτω.

Βασική ταχύτητα ανέμου Β_σι

Από το σχήμα 1 του IS 875-3, η τοποθεσία τοποθεσίας είναι η κατάσταση του χάρτη όπου η βασική ταχύτητα ανέμου Β_σι είναι ίσο με 39 Κυρία.

Το SkyCiv μπορεί να αυτοματοποιήσει τους υπολογισμούς της ταχύτητας του ανέμου καθορίζοντας απλώς την τοποθεσία της τοποθεσίας στην Ινδία. Δοκιμάστε μας Εργαλείο ανέμου SkyCiv Free.

Υπολογιστής δωρεάν ανέμου

Συντελεστής πιθανοτήτων (Συντελεστής Κινδύνου) κ₁

Τραπέζι 1 του IS 875-3 παρουσιάζει τους συντελεστές κινδύνου για διαφορετικές κατηγορίες κατασκευών σε διαφορετικές ζώνες ταχύτητας ανέμου. Για αυτήν τη δομή, δεδομένου ότι είναι αχυρώνα και θα χρησιμοποιηθεί για τη στέγαση ορισμένων κτηνοτροφικών ζώων, η δομή ταξινομείται ως “Κτίρια και κατασκευές που παρουσιάζουν χαμηλό βαθμό κινδύνου για τη ζωή και την ιδιοκτησία σε περίπτωση αστοχίας, όπως απομονωμένοι πύργοι σε δασώδεις περιοχές, αγροτικά κτίρια εκτός από κτίρια κατοικιών.” Ως εκ τούτου, από τον πίνακα 1 του IS 875-3, το αντίστοιχο παράγοντα πιθανότητας (συντελεστή κινδύνου) κ₁ είναι ίσο με 0.92.

Τραχύτητα εδάφους και συντελεστής ύψους κ₂

Για αυτήν τη δομή, βρίσκεται στο κέντρο ενός αγροκτήματος όπου δεν υπάρχουν άμεσα εμπόδια. Ως εκ τούτου, το έδαφος μπορεί να ταξινομηθεί ως Κατηγορία 1. Χρήση πίνακα 2 του IS 875-3:2015, μπορούμε να αποκτήσουμε κ₂ αξίες (το οποίο ποικίλλει ανάλογα με το ύψος που εξετάζεται):

Υψος	κ2
Ύψος αναφοράς, H = 2.4 Μ	1.05

Συντελεστής Τοπογραφίας κ₃

Προκειμένου να ληφθούν υπόψη τα τοπογραφικά φαινόμενα, πρέπει να λάβουμε τα υψομετρικά δεδομένα της τοποθεσίας για τους οκτώ (8) βασικές οδηγίες – Ν, μικρό, Δ, μι, ΒΔ, ΓΕΝΝΗΜΕΝΟΣ, ΝΔ, και SE – χρησιμοποιώντας το Google elevation API. Με βάση τα δεδομένα, μπορούμε γενικά να υποθέσουμε ότι το έδαφος είναι “Διαμέρισμα” για όλες τις κατευθύνσεις. Ως εκ τούτου, βασισμένο στο 6.3.3 του IS 875-3:2015, μπορούμε να ορίσουμε το δικό μας κ₃ ίσο με 1.0.

Συντελεστής σημασίας κ₄

Δεδομένου ότι η τοποθεσία της τοποθεσίας δεν βρίσκεται στην ανατολική ακτή της Ινδίας και η δομή θα χρησιμοποιηθεί μόνο για γεωργικούς σκοπούς, η αξία του κ₄ είναι ίσο με 1.0 βασισμένο στο 6.3.4 του IS 875-3:2015

Σχεδιασμός ταχύτητας ανέμου Β_με

Από τους παραπάνω παράγοντες, μπορούμε ήδη να λύσουμε τη σχεδιαστική ταχύτητα ανέμου Β_με χρησιμοποιώντας την εξίσωση (1):

Επίπεδο	Βσι Κυρία	κ1	κ2	κ3	κ4	Βμε Κυρία
H = 2.4 Μ	39.0	0.92	1.05	1.0	1.0	37.674

Από τη σχεδίαση ταχύτητας ανέμου, μπορούμε να υπολογίσουμε την πίεση του ανέμου σχεδιασμού Π_ρε.

Παράγοντας κατεύθυνσης ανέμου κ_ρε

Από 7.2.1 του IS 875-3:2015, ο Παράγοντας κατεύθυνσης ανέμου κ_ρε είναι ίσο με 0.9 για κουφώματα και όταν εξετάζονται τοπικοί συντελεστές πίεσης, θα είναι ίσο με 1.0. Για αυτό το παράδειγμα, θα το χρησιμοποιησουμε κ_ρε ίσο με 1.0 για τεγίδες και μελέτες τοίχου και για κ_ρε ίσο με 0.9 για τις κολώνες και τα ζευκτά.

Περιοχή Μέσος Συντελεστής κ_ένα

ο Περιοχή Μέσος Συντελεστής κ_ένα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 4 του IS 875-3:2015:

κ_ένα = 1.0 για περιοχή μικρότερη ή ίση με 10 τ.μ..
κ_ένα = 0.9 για περιοχή ίση με 25 τ.μ..
κ_ένα = 0.8 για επιφάνεια μεγαλύτερη ή ίση με 100 τ.μ..

Σημειώστε ότι κ_ένα μπορεί να παρεμβληθεί γραμμικά μεταξύ των τιμών. Για αυτήν τη δομή, πρέπει να πάρουμε τις παραπόταμους περιοχές των στηλών για προσήνεμα (Ζώνη Α), υπήνεμος (Ζώνη Β), πλευρικά τοιχώματα (Ζώνη Γ και Δ), και ζευκτό για την οροφή. Εξάλλου, θα εξετάσουμε επίσης την παραπόταμο περιοχή των τοιχωμάτων και των τεγίδων.

Συστατικό	Περιοχή, τ.μ..	κένα
Στήλη	2.4×3.5 m = 8.4 τ.μ..	1.0
Δένω	4×3.5 Μ (προβολή) = 14 τ.μ..	0.97
Καρφιά τοίχου	0.8×3.5 m = 2.8 τ.μ..	1.0
Πέρλιν	0.745×3.5 m = 2.608 τ.μ..	1.0

Συντελεστής συνδυασμού κ_ντο

Αφού θα εξετάσουμε την ταυτόχρονη δράση των πιέσεων τοίχου και στέγης και εσωτερικών πιέσεων, η υποτιθέμενη Συντελεστής συνδυασμού κ_ντο είναι ίσο με 0.9 όπως αναφέρεται στο 7.3.3.13 του IS 875-3:2015.

Σχεδιασμός πίεσης ανέμου, Π_ρε

Χρησιμοποιώντας εξίσωση (2), μπορούμε να υπολογίσουμε την πίεση του ανέμου σχεδιασμού, Π_ρε, Σημειώστε ότι Π_με = 851.598 Καλά και Π_ρε δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 0.7Π_με ή 596.119Καλά.

Συστατικό	κένα	κρε	κντο	Πμε	Πρε
Στήλη	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438
Δένω	0.97	1.0	0.9	851.598	743.445
Καρφιά τοίχου	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438
Πέρλιν	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438

Από αυτά τα δεδομένα, πρέπει να υπολογίσουμε τους συντελεστές πίεσης για να κατανείμουμε την πίεση σχεδιασμού στα εξαρτήματα.

Συντελεστές εσωτερικής πίεσης ντο_πι

ο συντελεστές εσωτερικής πίεσης ντο_πι μπορεί να προσδιοριστεί από 7.3.2 του IS 875-3:2015. Για αυτήν τη δομή, υποτίθεται ότι το συνολικό άνοιγμα στον τοίχο είναι μικρότερο από 5 τοις εκατό της συνολικής επιφάνειας του τοίχου. Επομένως, ο ντο_πι οι τιμές για αυτό το παράδειγμα είναι +0.2 και -0.2.

Συντελεστές εξωτερικής πίεσης ντο_επί

ο Συντελεστές εξωτερικής πίεσης ντο_επί εξαρτώνται από ορισμένες παραμέτρους όπως το ύψος, πλάτος, μήκος, γωνία στέγης, και προφίλ στέγης.

Συντελεστές Εξωτερικής Πίεσης Τοίχου

Οι συντελεστές εξωτερικής πίεσης για τοίχους εξαρτώνται από ω/β και l/w αναλογία, όπου η είναι το ύψος της μαρκίζας, β είναι η ελάχιστη διάσταση του κτιρίου, και μεγάλο είναι η μεγαλύτερη διάσταση του κτιρίου. Για αυτό το παράδειγμα, h = Η, l = L, και w = B. Επομένως, h/w = 0.6 και l/w = 3.5. Από τον πίνακα 5 του IS 875-3:2015, το αντίστοιχο ντο_επί οι τιμές είναι οι εξής:

Για γωνία ανέμου = 0 βαθμούς:

Ζώνη/Επιφάνεια	ντοεπί
Ζώνη Α – Άνεμος τοίχος	+0.7
Ζώνη Β – Leeward τοίχο	-0.3
Ζώνη Γ – Πλαϊνό τοίχωμα	-0.7
Ζώνη Δ – Πλαϊνό τοίχωμα	-0.7
Τοπική ζώνη (0.25w από την άκρη)	-1.1

Για γωνία ανέμου = 90 βαθμούς:

Ζώνη/Επιφάνεια	ντοεπί
Ζώνη Α – Άνεμος τοίχος	-0.5
Ζώνη Β – Leeward τοίχο	-0.5
Ζώνη Γ – Πλαϊνό τοίχωμα	+0.7
Ζώνη Δ – Πλαϊνό τοίχωμα	-0.1
Τοπική ζώνη (0.25w από την άκρη)	-1.1

Σημειώστε ότι β = 4 Μ.

Συντελεστές Εξωτερικής Πίεσης Οροφής

Για αυτήν τη δομή, αφού το προφίλ στέγης είναι αέτωμα ή δίπιτσο, οι συντελεστές εξωτερικής πίεσης στέγης θα υπολογιστούν με βάση τον Πίνακα 6 του IS 875-3:2015. Για αυτό το παράδειγμα από τότε h/w = 0.6, και η γωνία στέγης είναι 26.565°, ο ντο_επί Οι τιμές θα παρεμβάλλονται χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες τιμές:

Σημείωση: και = 0,15w = 0.6Μ

Για γωνία ανέμου = 0 βαθμούς:

Γωνία οροφής	Ζώνη ΕΦ – Προς τον άνεμο	Ζώνη GH – Υπήνεμος
20°	-0.7	-0.5
26.565°	-0.109	-0.5
30°	-0.2	-0.5

Για γωνία ανέμου = 90 βαθμούς:

Γωνία οροφής	Ζώνη Ε.Γ – Παράπλευρος άνεμος	Ζώνη FH – Παράπλευρος άνεμος
20°	-0.8	-0.6
26.565°	-0.8	-0.6
30°	-0.8	-0.6

Για τοπικές πιέσεις:

Γωνία οροφής	Αέτωμα τελειώνει	Ζώνες κορυφογραμμών
20°	-1.5	-1.0
26.565°	-1.172	-1.0
30°	-1.0	-1.0

Οι τελικοί συντελεστές πίεσης οροφής θα είναι:

Ζώνη/Επιφάνεια	Κατεύθυνση ανέμου – 0 βαθμούς	Κατεύθυνση ανέμου – 90 βαθμούς
Ζώνη ΕΦ – Προς τον άνεμο	-0.109	–
Ζώνη GH – Υπήνεμος	-0.5	–
Ζώνη Ε.Γ – Παράπλευρος άνεμος	–	-0.8
Ζώνη FH – Παράπλευρος άνεμος	–	-0.6
Αέτωμα τελειώνει	-1.172	-1.172
Ζώνες κορυφογραμμών	-1.0	-1.0

Συνδυασμένες εσωτερικές και εξωτερικές πιέσεις

Από τις παραπάνω τιμές, η δύναμη του ανέμου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την Εξίσωση (3). Ωστόσο, για απλότητα, θα δεχθούμε απλώς την πίεση σχεδιασμού (όχι πολλαπλασιάζοντας τις τιμές στην περιοχή ΕΝΑ) και επίσης θα εξετάσει το γωνία διεύθυνσης ανέμου 0 βαθμούς για το κύριο πλαίσιο (στήλη και ζευκτό). Η απόσταση του πλαισίου είναι ίση με 3.5Μ. Σημειώστε ότι Π_ρε = 766.438 Καλά τόσο για κολόνα όσο και για καρφιά τοίχου.

Για κολώνες και καρφιά τοίχου – 0 βαθμούς:

Ζώνη/Επιφάνεια	ντοεπί	ντοπι	ντοεπί–ντοπι	p = pρε(ντοεπί-ντοπι) Καλά	Για στήλη Πx3,5μ N/m	Για καρφιά τοίχου Πx0,8μ N/m
Ζώνη Α – Άνεμος τοίχος	0.7	+0.2 -0.2	+0.5 +0.9	383.219 689.795	1341.267 2414.281	306.575 551.836
Ζώνη Β – Leeward τοίχο	-0.3	+0.2 -0.2	-0.5 -0.1	-383.219 -76.644	-1341.267 -268.253	-306.575 -61.315
Τοπική ζώνη (1m από την άκρη)	-1.1	+0.2 -0.2	-1.3 -0.9	-996.370 -689.795	-3487.295 -2414.281	-797.096 -551.836

Οι πιέσεις στις κολώνες θα πολλαπλασιαστούν στα 3,5 m για να ληφθεί ομοιόμορφο φορτίο. Εξάλλου, για τα καρφιά τοίχου, θα πολλαπλασιαστεί με 0,8μ. Σημειώστε ότι μια θετική πίεση σημαίνει ότι δρα προς την επιφάνεια και η αρνητική δρα μακριά από την επιφάνεια (αναρρόφηση).

Για ζευκτά και τεγίδες – 0 βαθμίδα:

Ζώνη/Επιφάνεια	ντοεπί	ντοπι	ντοεπί–ντοπι	p = pρε(ντοεπί-ντοπι) Καλά	Δένω Πx3,5μ N/m	Πέρλιν Πx0,745μ N/m
Ζώνη EF – Προσήνεμη	-0.109	+0.2 -0.2	-0.309 +0.091	-229.725 67.654	-804.036 236.787	-171.145 50.402
Ζώνη GH – Υπήνεμη	-0.5	+0.2 -0.2	-0.7 -0.3	-520.412 -223.034	-1821.441 -780.617	-387.707 -166.160
Αέτωμα τελειώνει	-1.172	+0.2 -0.2	-1.372 -0.972	-1051.553 -744.978	-3680.437 -2607.423	–
Ζώνες κορυφογραμμών	-1.0	+0.2 -0.2	-1.2 -0.8	-919.726 -613.151	-3219.041 -2146.027	–

Οι πιέσεις στο δοκό θα πολλαπλασιαστούν στα 3,5 μέτρα για να ληφθεί ομοιόμορφο φορτίο. Εξάλλου, για τα καρφιά τοίχου, θα πολλαπλασιαστεί με 0,745μ. Σημειώστε ότι Π_ρε = 766.438 Καλά για τις τεγίδες και Π_ρε = 743.445 Καλά για τις τεγίδες και.

για τις τεγίδες και – για τις τεγίδες και:

Για Π_ρε(ντο_επί – +ντο_πι):

Για Π_ρε(ντο_επί – -ντο_πι):

για τις τεγίδες και, για τις τεγίδες και. για τις τεγίδες και, για τις τεγίδες και: -797.096 για τις τεγίδες και,

Αυτοί οι υπολογισμοί μπορούν να εκτελεστούν χρησιμοποιώντας για τις τεγίδες και για το IS 875-3 για τις τεγίδες και. Οι χρήστες μπορούν να εισέλθουν σε μια τοποθεσία τοποθεσίας για να πάρουν ταχύτητες ανέμου και τοπογραφικούς παράγοντες, εισάγετε τις παραμέτρους του κτιρίου και δημιουργήστε τις πιέσεις του ανέμου. Δοκιμάστε μας Εργαλείο ανέμου SkyCiv Free για τις τεγίδες και.

για τις τεγίδες και

βιβλιογραφικές αναφορές:

• για τις τεγίδες και (για τις τεγίδες και) για τις τεγίδες και (Μέρος 3 για τις τεγίδες και). (2015). για τις τεγίδες και.