Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv - μαθήματα, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

TechNotes

  1. Σπίτι
  2. TechNotes
  3. Φόρτωση
  4. ASCE 7-10 Παράδειγμα υπολογισμού φορτίου ανέμου

ASCE 7-10 Παράδειγμα υπολογισμού φορτίου ανέμου

Ένα πλήρως λειτουργικό παράδειγμα ASCE 7-10 υπολογισμοί φορτίου ανέμου

Το SkyCiv κυκλοφόρησε ένα αριθμομηχανή δωρεάν ανέμου που έχει πολλές αναφορές κώδικα, όπως το ASCE 7-10 διαδικασία φορτίου ανέμου. Σε ΑΥΤΗΝ την ΕΝΟΤΗΤΑ, θα δείξουμε πώς να υπολογίσουμε τα φορτία ανέμου, χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο αποθήκης S3D παρακάτω:

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 1. Μοντέλο αποθήκης στο SkyCiv S3D ως παράδειγμα.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 2. Τοποθεσία ιστότοπου (από τους Χάρτες Google).

Τραπέζι 1. Απαιτούνται στοιχεία οικοδόμησης για τον υπολογισμό του ανέμου μας.

Τοποθεσία Κόρδοβα, Μέμφις, Τενεσί
Χωρητικότητα Διάφορα – Δομή του φυτού
Εδαφος Επίπεδη χωράφια
Διαστάσεις 64 ft × 104 στο σχέδιο
Ύψος μαρκίζας 30 πόδια
Το ύψος της κορυφής στο ύψος. 36 πόδια
Κλίση οροφής 3:16 (10.62°)
Με άνοιγμα
Επένδυση Οι κουρτίνες απέχουν 2ft
Τα στηρίγματα τοίχου απέχουν 2ft

Στο ASCE μας 7-10 παράδειγμα φορτίου ανέμου, σχεδιασμός πιέσεων ανέμου για ένα μεγάλο, θα καθοριστεί η τριώροφη δομή του φυτού. Σύκο. 1 δείχνει τις διαστάσεις και τη διαμόρφωση του κτιρίου. Τα δεδομένα κτιρίου φαίνονται στον Πίνακα 1.

Αν και υπάρχει ένας αριθμός λογισμικού που έχουν ήδη ενσωματώσει τον υπολογισμό του ανέμου στο σχεδιασμό και την ανάλυσή τους, μόνο λίγα παρέχουν λεπτομερή υπολογισμό αυτού του συγκεκριμένου τύπου φορτίου. Οι χρήστες θα πρέπει να πραγματοποιήσουν χειροκίνητους υπολογισμούς αυτής της διαδικασίας για να επαληθεύσουν εάν τα αποτελέσματα είναι τα ίδια με αυτά που λαμβάνονται από το λογισμικό.

Ο τύπος για τον προσδιορισμό της πίεσης του ανέμου είναι:

Για κλειστά και μερικώς κλειστά κτίρια:

\(p = qG{ντο}_{Π} -{ε}_{Εγώ}({GC}_{πι})\) (1)

Για ανοιχτά κτίρια:

\(p = q{σολ}_{φά}{ντο}_{Π} -{ε}({GC}_{πι})\) (2)

Οπου:

\([object Window]) = συντελεστής ριπής
\({ντο}_{Π}\) = εξωτερικός συντελεστής πίεσης
\(({GC}_{πι})\)= συντελεστής εσωτερικής πίεσης
\(q\) = πίεση ταχύτητας, σε psf, δίνεται από τον τύπο:

\(q = 0.00256{κ}_{με}{κ}_{zt}{κ}_{ρε}[object Window]) (3)

\(q\) = \({ε}_{η}\) για τείχη, πλευρικά τοιχώματα, και στέγες,αξιολογείται στο μέσο ύψος στέγης, \(ω )
\(q\) = \({ε}_{με}\) για εμπρός τοίχους, αξιολογείται στο ύψος, \(z)
\({ε}_{Εγώ}\) = \({ε}_{η}\) για αρνητική εσωτερική πίεση, \((-{GC}_{πι})\) αξιολόγηση και \({ε}_{με}\) για θετική αξιολόγηση εσωτερικής πίεσης \((+{GC}_{πι})\) μερικώς κλειστών κτιρίων αλλά μπορεί να ληφθεί ως \({ε}_{η}\) για συντηρητική αξία.
\({κ}_{με}\) = συντελεστής πίεσης ταχύτητας
\({κ}_{zt}\)= τοπογραφικός παράγοντας
\({κ}_{ρε}\)= συντελεστής κατεύθυνσης ανέμου
\(V\) = βασική ταχύτητα ανέμου σε mph

Θα εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες κάθε παραμέτρου παρακάτω. Εξάλλου, θα χρησιμοποιήσουμε τη διαδικασία κατεύθυνσης (Κεφάλαιο 30 του ASCE 7-10) στην επίλυση των πιέσεων ανέμου σχεδιασμού.

Κατηγορία κινδύνου

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε στον προσδιορισμό των πιέσεων ανέμου σχεδιασμού είναι να ταξινομήσετε την κατηγορία κινδύνου της κατασκευής που βασίζεται στη χρήση ή την πληρότητα της κατασκευής. Για αυτό το παράδειγμα, δεδομένου ότι πρόκειται για φυτική δομή, η δομή ταξινομείται ως Κατηγορία κινδύνου IV. Βλέπε Πίνακα 1.5-1 του ASCE 7-10 για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την ταξινόμηση κατηγοριών κινδύνου.

Βασική ταχύτητα ανέμου, \(V\)

Το ASCE 7-10 παρέχει έναν χάρτη ανέμου όπου μπορεί να ληφθεί η αντίστοιχη βασική ταχύτητα ανέμου μιας θέσης από τα Σχήματα 26.5-1A έως 1C. Η κατηγορία πληρότητας ορίζεται και ταξινομείται στον διεθνή κώδικα οικοδόμησης.

Κατά την προβολή των χαρτών ανέμου, πάρτε τον υψηλότερο αριθμό κατηγορίας της καθορισμένης κατηγορίας κινδύνου ή πληρότητας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένου αυτού του παραδείγματος, ειναι ιδιοι. Από το Σχήμα 26.5-1B, Κόρδοβα, Μέμφις, Το Τενεσί είναι κάπως κοντά στο σημείο όπου η κόκκινη κουκκίδα στο Σχήμα 3 παρακάτω, και από εκεί, τη βασική ταχύτητα του ανέμου, \(V\), είναι 120 μίλι / ώρα. Λάβετε υπόψη ότι για άλλες τοποθεσίες, θα πρέπει να παρεμβάλλετε τη βασική τιμή ταχύτητας ανέμου μεταξύ των περιγραμμάτων του ανέμου.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 3. Βασικός χάρτης ταχύτητας ανέμου από την ASCE 7-10.

Το SkyCiv αυτοματοποιεί τώρα τους υπολογισμούς της ταχύτητας ανέμου με μερικές παραμέτρους. Προσπαθήστε μας Εργαλείο ανέμου SkyCiv Free

Κατηγορία έκθεσης

Βλέπε Ενότητα 26.7 του ASCE 7-10 περιγράφει λεπτομερώς τη διαδικασία καθορισμού της κατηγορίας έκθεσης.

Ανάλογα με την επιλεγμένη κατεύθυνση ανέμου, η έκθεση της δομής καθορίζεται από τον ανοδικό τομέα 45 °. Η έκθεση που πρέπει να υιοθετηθεί πρέπει να είναι αυτή που θα αποφέρει το υψηλότερο φορτίο ανέμου από την εν λόγω κατεύθυνση.

Η περιγραφή κάθε ταξινόμησης έκθεσης αναλύεται στην Ενότητα 26.7.2 και 26.7.3 του ASCE 7-10. Για καλύτερη απεικόνιση κάθε περίπτωσης, Παραδείγματα κάθε κατηγορίας φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.

Τραπέζι 2. Παραδείγματα περιοχών που ταξινομούνται σύμφωνα με την κατηγορία έκθεσης (Κεφάλαιο Γ26 της ASCE 7-10).

Εκθεση Παράδειγμα
Έκθεση Β
  • Προαστιακή κατοικημένη περιοχή με κυρίως μονοκατοικίες – Δομές χαμηλών επιπέδων, λιγότερο από 30 ύψος ft, στο κέντρο της φωτογραφίας έχετε τοποθεσίες που ορίζονται ως έκθεση β με τραχύτητα επιφάνειας Κατηγορία Β εδάφους γύρω από την τοποθεσία για απόσταση μεγαλύτερη από 1500 ft σε οποιαδήποτε κατεύθυνση ανέμου.
  • Μια αστική περιοχή με πολλά κοντινά εμπόδια που έχουν μέγεθος μονοκατοικιών ή μεγαλύτερο – Για όλες τις δομές που εμφανίζονται, το έδαφος αντιπροσωπευτικό της επιφάνειας τραχύτητας κατηγορίας b εκτείνεται περισσότερο από είκοσι φορές το ύψος της κατασκευής ή 2600 πόδια, όποιο είναι μεγαλύτερο, στην ανοδική κατεύθυνση. Οι δομές στο προσκήνιο βρίσκονται στην έκθεση Β – Δομές στην κεντρική κορυφή της φωτογραφίας δίπλα στην εκκαθάριση προς τα αριστερά, που είναι μεγαλύτερο από περίπου 656 σε μήκος, βρίσκονται στην έκθεση c όταν ο άνεμος προέρχεται από τα αριστερά πάνω από την εκκαθάριση.
Έκθεση Γ
  • Επίπεδο ανοιχτό λιβάδι με διάσπαρτα εμπόδια με ύψος γενικά μικρότερο από 30 πόδια.
  • Ανοιχτό έδαφος με διάσπαρτα εμπόδια που έχουν ύψος γενικά μικρότερα από 30 ft για τις περισσότερες κατευθύνσεις ανέμου, όλες οι διώροφες κατασκευές με μέσο ύψος οροφής μικρότερο από 30 Τα πόδια στη φωτογραφία είναι λιγότερα από 1500 ft ή δέκα φορές το ύψος της δομής, όποιο είναι μεγαλύτερο, από ανοιχτό πεδίο που αποτρέπει τη χρήση της έκθεσης B.
Έκθεση Δ
  • Ένα κτήριο στην ακτή (εξαιρουμένων των ακτών σε περιοχές με κίνδυνο τυφώνα) με αέρα που ρέει πάνω από ανοιχτό νερό για απόσταση τουλάχιστον 1 μίλι. Οι ακτές στην έκθεση D περιλαμβάνουν εσωτερικές πλωτές οδούς, τις μεγάλες λίμνες, και παράκτιες περιοχές της Καλιφόρνια, Όρεγκον, Ουάσιγκτο, και την Αλάσκα.


Για το παράδειγμά μας, δεδομένου ότι η θέση της δομής είναι σε χωράφια στην Κόρδοβα, Μέμφις, Τενεσί, χωρίς κτίρια ψηλότερα από 30 πόδια, ως εκ τούτου η περιοχή ταξινομείται ως
Έκθεση Γ. Ένα χρήσιμο εργαλείο για τον προσδιορισμό της κατηγορίας έκθεσης είναι η προβολή του δυνητικού ιστότοπού σας μέσω δορυφορικής εικόνας (Οι Χάρτες Google για παράδειγμα).

Παράγοντας κατεύθυνσης ανέμου, \({κ}_{ρε}\)

Οι παράγοντες κατεύθυνσης του ανέμου, \({κ}_{ρε}\), γιατί η δομή μας είναι και τα δύο 0.85 δεδομένου ότι το κτίριο είναι το κύριο σύστημα αντοχής στην αιολική δύναμη και έχει επίσης εξαρτήματα και επένδυση προσαρτημένα στη δομή. Αυτό φαίνεται στον Πίνακα 26.6-1 του ASCE 7-10 όπως φαίνεται παρακάτω στο Σχήμα 4.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 4. Συντελεστής κατεύθυνσης ανέμου με βάση τον τύπο δομής (Τραπέζι 26.6-1 του ASCE 7-10).

Τοπογραφικός παράγοντας, \({κ}_{zt}\)

Δεδομένου ότι η θέση της δομής είναι σε επίπεδη χωράφια, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο τοπογραφικός παράγοντας, \({κ}_{zt}\), είναι 1.0. Σε διαφορετική περίπτωση, ο παράγοντας μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας το Σχήμα 26.8-1 του ASCE 7-10. Για να προσδιορίσετε εάν απαιτούνται περαιτέρω υπολογισμοί του τοπογραφικού παράγοντα, βλ. Ενότητα 26.8.1, εάν ο ιστότοπός σας δεν πληροί όλες τις προϋποθέσεις που αναφέρονται, τότε ο τοπογραφικός παράγοντας μπορεί να ληφθεί ως 1.0.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 5. Απαιτούνται παράμετροι στον υπολογισμό τοπογραφικού παράγοντα, \({κ}_{zt}\) (Τραπέζι 26.8-1 του ASCE 7-10).

Σημείωση: Οι παράγοντες τοπογραφίας μπορούν να υπολογιστούν αυτόματα χρησιμοποιώντας Λογισμικό SkyCiv Wind Design

Συντελεστής πίεσης ταχύτητας, \({κ}_{με}\)

Ο συντελεστής πίεσης ταχύτητας, \({κ}_{με}\), μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 27.3-1 του ASCE 7-10. Αυτή η παράμετρος εξαρτάται από το ύψος πάνω από το επίπεδο του εδάφους του σημείου όπου λαμβάνεται υπόψη η πίεση του ανέμου, και την κατηγορία έκθεσης. Εξάλλου, Οι τιμές που εμφανίζονται στον πίνακα βασίζονται στον ακόλουθο τύπο:

Για 15 πόδια < \({με}\) < \({με}_{σολ}\): \({κ}_{με} = 2.01(με/{με}_{σολ})^{2/α}\) (4)
Για \({με}\) < 15πόδια: \({κ}_{με} = 2.01(15/{με}_{σολ})^{2/α}\) (5)

Οπου:

Τραπέζι 3. Τιμές του και \({με}_{σολ}\) από τον πίνακα 26.9-1 του ASCE 7-10.

Εκθεση α \({με}_{σολ}\)(πόδια)
σι 7 1200
ντο 9.5 900
ρε 11.5 700


Συνήθως, συντελεστές πίεσης ταχύτητας στο μέσο ύψος στέγης, \({κ}_{η}\)
, και σε κάθε επίπεδο ορόφου, \({κ}_{ημέρα}\), είναι οι τιμές που θα χρειαζόμασταν για να λύσουμε τις πιέσεις ανέμου σχεδιασμού. Για αυτό το παράδειγμα, δεδομένου ότι η πίεση του ανέμου στην εμπρόσθια πλευρά είναι παραβολικής φύσης, μπορούμε να απλοποιήσουμε αυτό το φορτίο υποθέτοντας ότι εφαρμόζεται ομοιόμορφη πίεση στους τοίχους μεταξύ των επιπέδων δαπέδου.

Η δομή του φυτού έχει τρία (3) πατώματα, έτσι θα διαιρέσουμε την πίεση προς τα εμπρός σε αυτά τα επίπεδα. Εξάλλου, δεδομένου ότι η οροφή είναι στέγη με αέτωμα, το μέσο ύψος στέγης μπορεί να ληφθεί ως ο μέσος όρος των μαρκίζων στεγών και του ύψους κορυφής, το οποίο είναι 33 πόδια.

Τραπέζι 4. Υπολογιζόμενες τιμές συντελεστή πίεσης ταχύτητας για κάθε ύψος ανύψωσης.

Ανύψωση (πόδια) \({κ}_{με}\)
10 0.85
20 0.90
30 0.98
33 1.00 \({κ}_{ω}\)

Πίεση ταχύτητας

Από την εξίσωση (3), μπορούμε να λύσουμε για την πίεση ταχύτητας, \(q\) στο PSF, σε κάθε ύψος που εξετάζεται.

Τραπέζι 5. Υπολογιζόμενες τιμές πίεσης ταχύτητας σε κάθε ύψος ύψους.

Ανύψωση (πόδια) \({κ}_{με}\) \(q\)(psf) Παρατηρήσεις
10 0.85 26.63 1όροφος
20 0.90 28.20 2όροφος
30 0.98 30.71 Μαρκίζα
33 1.00 31.33 Μέσο ύψος στέγης, \({ε}_{η}\)

Συντελεστής επίδρασης ριπών, σολ

Ο παράγοντας της ριπής, \([object Window]), Έχει οριστεί 0.85 καθώς η δομή θεωρείται άκαμπτη (Ενότητα 26.9.1 του ASCE 7-10).

Ταξινόμηση περιβλήματος και συντελεστής εσωτερικής πίεσης

Η δομή του εργοστασίου θεωρείται ότι έχει ανοίγματα που ικανοποιούν τον ορισμό ενός μερικώς κλειστού κτιρίου στην Ενότητα 26.2 του ASCE 7-10. Ετσι, ο εσωτερικός συντελεστής πίεσης, \(({GC}_{πι})\), θα είναι +0.55 και -0.55 με βάση τον Πίνακα 26.11-1 του ASCE 7-10.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 6. Συντελεστής εσωτερικής πίεσης, \(({GC}_{πι})\), από Πίνακας 26.11-1 της ASCE 7-10.

Συντελεστής εξωτερικής πίεσης, \({ντο}_{Π}\)

Για κλειστά και μερικώς κλειστά κτίρια, ο συντελεστής εξωτερικής πίεσης, \({ντο}_{Π}\), υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που παρέχονται στο Σχήμα 27.4-1 μέσω του σχήματος 27.4-3. Για ένα μερικώς κλειστό κτίριο με αέτωμα οροφή, χρησιμοποιήστε το σχήμα 27.4-1.

Οι συντελεστές εξωτερικής πίεσης για τους τοίχους και την οροφή υπολογίζονται ξεχωριστά χρησιμοποιώντας τις παραμέτρους κτιρίου L, σι, και η, που ορίζονται στη Σημείωση 7 του σχήματος 27.4-1.

Ετσι, πρέπει να υπολογίσουμε το Λ / Β και ω / Λ:

Μέσο ύψος στέγης, h = 33′
Μήκος κτιρίου, L = 64′
Πλάτος κτιρίου, Β = 104′
Λ / Β = 0.615
h / L = 0.516
h / B = 0.317

Από αυτές τις τιμές, μπορούμε να λάβουμε τους εξωτερικούς συντελεστές πίεσης, \({ντο}_{Π}\), για κάθε επιφάνεια χρησιμοποιώντας πίνακα 27.4-1 του ASCE 7-10. Λάβετε υπόψη ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε γραμμική παρεμβολή σε γωνία στέγης, θ, Λ / Β, και ω / Λ οι τιμές βρίσκονται μεταξύ αυτών που βρίσκονται στον πίνακα. Για το παράδειγμά μας, Οι εξωτερικοί συντελεστές πίεσης κάθε επιφάνειας φαίνονται στους Πίνακες 6 προς το 8.

Τραπέζι 6. Υπολογισμένοι συντελεστές εξωτερικής πίεσης για επιφάνειες τοίχου.

Επιφάνεια \({ντο}_{Π}\)
Άνεμος τοίχος 0.8
Leeward τοίχο -0.5
Πλευρικό τοίχωμα -0.7


Τραπέζι 7. Υπολογισμένοι συντελεστές εξωτερικής πίεσης για επιφάνειες οροφής (φορτίο ανέμου κατά μήκος L).

Συντελεστές εξωτερικής πίεσης για στέγη \({ντο}_{Π}\) (κατά μήκος του Λ)
ω / Λ Προς τον άνεμο Υπήνεμος
10° 10.62° 15° 10° 10.62° 15°
0.5 -0.9
-0.18
-0.88
-0.18
-0.7
-0.18
-0.50 -0.50 -0.50
0.516 -0.91
-0.18
-0.89
-0.18
-0.71
-0.18
-0.51 -0.51 -0.50
1.0 -1.3
-0.18
-1.26
-0.18
-1.0
-0.18
-0.70 -0.69 -0.60


Τραπέζι 8. Υπολογισμένοι συντελεστές εξωτερικής πίεσης για επιφάνειες οροφής (φορτίο ανέμου κατά μήκος του Β).

Συντελεστές εξωτερικής πίεσης για στέγη \({ντο}_{Π}\) (κατά μήκος του Β)
ω / Β Τοποθεσία \({ντο}_{Π}\)
0.317 0 προς το η -0.9
-0.18
ω / 2 προς το η -0.9
-0.18
η προς το -0.5
-0.18
>2η -0.3
-0.18


Συντελεστής εξωτερικής πίεσης με δύο τιμές όπως φαίνεται στους Πίνακες 7 και 8 ελέγχεται και για τις δύο περιπτώσεις.

Σχεδιάστε τις πιέσεις ανέμου για το ανθεκτικό σύστημα κύριου ανέμου

Χρησιμοποιώντας εξίσωση (1), μπορούν να υπολογιστούν οι πιέσεις ανέμου σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών μας εμφανίζονται στους Πίνακες 8 και 9 παρακάτω. Λάβετε υπόψη ότι θα υπάρχουν τέσσερις περιπτώσεις που δρουν στη δομή, καθώς θα εξετάσουμε τις πιέσεις που επιλύονται χρησιμοποιώντας \((+{GC}_{πι})\) και \((-{GC}_{πι})\) , και το \(+{ντο}_{Π}\) και \(-{ντο}_{Π}\) για στέγη.

Τραπέζι 9. Σχεδιάστε την πίεση του ανέμου για επιφάνειες τοίχου.

Πίεση σχεδιασμού, \(p\), για τείχη
Υψόμετρο δαπέδου \({ε}_{με}\), psf Προς τον άνεμο Υπήνεμος Πλευρικό τοίχωμα
\((+{GC}_{πι})\) \((-{GC}_{πι})\) \((+{GC}_{πι})\) \((-{GC}_{πι})\) \((+{GC}_{πι})\) \((-{GC}_{πι})\)
10 26.63 0.88 (0.88) 35.35 (35.35) -30.55
(-30.55)
3.92
(3.92)
-35.88
(-35.88)
-1.41
(-1.41)
20 28.20 1.94 (1.94) 36.41 (36.41)
30 30.71 3.65 (3.65) 38.12 (38.12)
33 31.33 4.07 (4.07) 38.54 (38.54)

(Αποτελέσματα SkyCiv Wind Load)

Τραπέζι 10. Σχεδιασμός πίεσης ανέμου για επιφάνειες οροφής.

Σχεδιασμός πίεσης οροφής, psf (κατά μήκος του Λ) Σχεδιασμός πίεσης οροφής, psf (κατά μήκος του Β)
Επιφάνεια \((+{GC}_{πι})\) \((-{GC}_{πι})\) Τοποθεσία
(από την εμπρός άκρη)
\((+{GC}_{πι})\) \((-{GC}_{πι})\)
Προς τον άνεμο -40.87 (-40.87) -6.41 (-6.40) 0 προς το ω / 2 -41.20(-41.20) 12.44(12.44)
-22.03 (-22.03) 12.44 (12.44) ω / 2 προς το η -41.20(-41.20)
Υπήνεμος -30.71 (-30.71) 3.76 (3.83) η προς το -30.55(-30.55)
>2η -25.22(-25.22)

(Αποτελέσματα SkyCiv Wind Load)

Για να εφαρμόσετε αυτές τις πιέσεις στη δομή, θα εξετάσουμε ένα ενιαίο πλαίσιο στη δομή. Δείγμα εφαρμογής θήκης 1 και 2 (και για τους δύο \(({GC}_{πι})\)) φαίνονται στα σχήματα 7 και 8. Η κατεύθυνση του ανέμου που φαίνεται στα παραπάνω σχήματα είναι κατά μήκος, μεγάλο, του κτιρίου.

Λάβετε υπόψη ότι ένα θετικό σημάδι σημαίνει ότι η πίεση ενεργεί προς την επιφάνεια ενώ ένα αρνητικό σημάδι είναι μακριά από την επιφάνεια. Το μήκος του κόλπου είναι 26 πόδια.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 7. Σχεδιασμός πίεσης ανέμου σε ένα πλαίσιο – \((+{GC}_{πι})\) και απόλυτη θήκη μέγιστης πίεσης οροφής.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 8. Σχεδιασμός πίεσης ανέμου σε ένα πλαίσιο – \((-{GC}_{πι})\) και απόλυτη θήκη μέγιστης πίεσης οροφής.

Το SkyCiv απλοποιεί αυτή τη διαδικασία καθορίζοντας απλώς παραμέτρους. Προσπαθήστε μας Εργαλείο ανέμου SkyCiv Free

Σχεδίαση πιέσεων ανέμου για εξαρτήματα και επένδυση (ντο&ντο)

Τα συστατικά και οι επενδύσεις ορίζονται στο Κεφάλαιο C26 του ASCE 7-10 όπως και: "Τα εξαρτήματα λαμβάνουν φορτία ανέμου απευθείας ή από επένδυση και μεταφέρουν το φορτίο στο MWFRS" ενώ "η επένδυση δέχεται φορτία ανέμου απευθείας." Παραδείγματα εξαρτημάτων περιλαμβάνουν «συνδετήρες, τεγίδες, καρφιά, καταστρώματα οροφής, και δοκοί οροφής »και για επένδυση είναι« καλύμματα τοίχων, κουρτίνες, καλύμματα στεγών, εξωτερικά παράθυρα, και τα λοιπά."

Από το κεφάλαιο 30 του ASCE 7-10, Η πίεση σχεδιασμού για εξαρτήματα και επένδυση υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση (30.4-1), Φαίνεται παρακάτω:

\(ρ = {ε}_{η}[({GC}_{Π})-({GC}_{πι})]\) (6)

Οπου:

\({ε}_{η}\): η πίεση ταχύτητας αξιολογείται στο μέσο ύψος της οροφής, η (31.33 psf)
\(({GC}_{πι}\)): συντελεστής εσωτερικής πίεσης
\(({GC}_{Π}\)): εξωτερικός συντελεστής πίεσης

Για αυτό το παράδειγμα, \(({GC}_{Π}\)) θα βρεθεί χρησιμοποιώντας το Σχήμα 30.4-1 για Ζώνη 4 και 5 (οι τοίχοι), και Σχήμα 30.4-2B για Ζώνη 1-3 (η στέγη). Στην περίπτωσή μας, Το σωστό σχήμα που χρησιμοποιείται εξαρτάται από την κλίση της οροφής, θ, που είναι 7 °< θ ≤ 27°. \(({GC}_{Π}\)) μπορεί να προσδιοριστεί για ένα πλήθος τύπων στέγης που απεικονίζονται στο Σχήμα 30.4-1 μέσω του σχήματος 30.4-7 και σχήμα 27.4-3 στο κεφάλαιο 30 και κεφάλαιο 27 του ASCE 7-10, αντίστοιχα.

Θα υπολογίσουμε μόνο τις πιέσεις ανέμου σχεδιασμού για τεγίδες και στηρίγματα τοίχου. Οι ζώνες για εξαρτήματα και πιέσεις επένδυσης φαίνονται στο σχήμα 9.

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 9. Θέση υπολογισμένου C&Πιέσεις C.

Η απόσταση ένα από τις άκρες μπορεί να υπολογιστεί ως το ελάχιστο 10% τουλάχιστον οριζόντιας διάστασης ή 0.4η αλλά όχι λιγότερο από τα δύο 4% τουλάχιστον οριζόντιας διάστασης ή 3 πόδια.

ένα : 10% από 64ft = 6.4 πόδια > 3πόδια
0.4(33πόδια) = 13.2 πόδια 4% από 64ft = 2.56 πόδια
α = 6.4 πόδια

Καρφιά τοίχου (ντο&C Πίεση τοίχου)

Με βάση το σχήμα 30.4-1, ο \(({GC}_{Π}\)) μπορεί να υπολογιστεί για ζώνες 4 και 5 με βάση την πραγματική περιοχή του ανέμου. Σημειώστε ότι ο ορισμός της πραγματικής περιοχής ανέμου στο Κεφάλαιο C26 του ASCE 7-10 δηλώνει ότι: «Για καλύτερη προσέγγιση της πραγματικής κατανομής φορτίου σε τέτοιες περιπτώσεις, το πλάτος της πραγματικής περιοχής ανέμου που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση \(({GC}_{Π}\)) δεν χρειάζεται να λαμβάνεται λιγότερο από το ένα τρίτο του μήκους της περιοχής. " Ως εκ τούτου, η πραγματική περιοχή ανέμου πρέπει να είναι το μέγιστο:

Αποτελεσματική περιοχή ανέμου = 10ft *(2πόδια) ή 10 πόδια *(10/3 πόδια) = 20 τετραγωνικά πόδια. ή 33.3 τετραγωνικά πόδια.
Αποτελεσματική περιοχή ανέμου = 33.3 τετραγωνικά πόδια.

Το θετικό και το αρνητικό \(({GC}_{Π}\)) για τοίχους μπορεί να προσεγγιστεί χρησιμοποιώντας το γράφημα που φαίνεται παρακάτω, ως μέρος του σχήματος 30.4-1:

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 10. Κατά προσέγγιση \(({GC}_{Π}\)) τιμές από το Σχήμα 30.4-1 του ASCE 7-10.

Τραπέζι 11. Υπολογισμένο C&Πιέσεις C για στήριγμα τοίχου.

Ζώνη \(+({GC}_{Π}\)) \(-({GC}_{Π}\)) ντο&C Πιέσεις, psf
\(+({GC}_{Π}\)) \(-({GC}_{Π}\))
4 0.90 -1.0 10.97
45.43
-48.56
-14.10
5 0.90 -1.2 10.97
45.43
-54.83
-20.36

Πέρλιν (ντο&C Πίεση οροφής)

Από 30.4-2B, τις αποτελεσματικές πιέσεις ανέμου για ζώνες 1, 2, και 3 μπορεί να καθοριστεί. Δεδομένου ότι τα δοκάρια απέχουν 26ft, ως εκ τούτου, αυτό θα είναι το μήκος των τεγίδων. Η πραγματική περιοχή ανέμου πρέπει να είναι το μέγιστο:

Αποτελεσματική περιοχή ανέμου = 26ft *(2πόδια) ή 26ft *(26/3 πόδια) = 52 πόδια2 ή 225.33 τετραγωνικά πόδια.
Αποτελεσματική περιοχή ανέμου = 225.33 τετραγωνικά πόδια.

Το θετικό και το αρνητικό \(({GC}_{Π}\)) για τη στέγη μπορεί να προσεγγιστεί χρησιμοποιώντας το γράφημα που φαίνεται παρακάτω, ως μέρος του Σχήματος 30.4-2B:

ASCE 7-10 Υπολογισμός φορτίου ανέμου

Φιγούρα 11. \(({GC}_{Π}\)) τιμές από το Σχήμα 30.4-2B του ASCE 7-10.

Τραπέζι 12. Υπολογισμένο C&C πιέσεις για τεγίδες.

Ζώνη +(σολντοΠ) -(σολντοΠ) ντο&C Πιέσεις, psf
+(σολντοπι) -(σολντοπι)
1 0.30 -0.80 -7.83
26.63
-42.30
-7.83
2 0.30 -1.2 -7.83
26.63
-54.83
-20.36
3 0.30 -2.0 -7.83
26.63
-79.89
-45.43

Αυτοί οι υπολογισμοί μπορούν να εκτελεστούν χρησιμοποιώντας Το λογισμικό Wind Load της SkyCiv για ASCE 7-10, 7-16, ΣΕ 1991, NBBC 2015, και ως 1170. 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. Με επαγγελματικό λογαριασμό, Οι χρήστες μπορούν να το εφαρμόσουν αυτόματα σε ένα δομικό μοντέλο και να εκτελέσουν δομική ανάλυση όλα σε ένα λογισμικό.

Σε διαφορετική περίπτωση, προσπαθήστε μας Εργαλείο ανέμου SkyCiv Free για υπολογισμούς ταχύτητας και πίεσης ανέμου σε απλές κατασκευές.

Patrick Aylsworth Garcia Δομικός Μηχανικός, Ανάπτυξη προϊόντων
Πάτρικ Άιλγουορθ Γκαρσία
Δομικός μηχανικός, Ανάπτυξη προϊόντων
MS Πολιτικών Μηχανικών
LinkedIn

βιβλιογραφικές αναφορές:

  • Μεχτά, κ. ΝΤΟ., & Κούλμπουρν, Δ. μεγάλο. (2013, Ιούνιος). Φορτία ανέμου: Οδηγός για τις διατάξεις φόρτωσης ανέμου της ASCE 7-10. Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών.
  • Ελάχιστα φορτία σχεδιασμού για κτίρια και άλλες κατασκευές. (2013). ΑΞΟΝΕΣ / ΕΞΙ 7-10. Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών.

 

Σας βοήθησε αυτό το άρθρο?
Ναί Οχι

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

Μεταβείτε στην κορυφή