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ASCE 7 Calculs de charge de vent pour les cadres/panneaux ouverts

Utilisation du générateur de charge SkyCiv dans ASCE 7 Calculs de charge de vent pour les panneaux/cadres ouverts

Pour calculer les pressions de charge de vent pour les panneaux/cadres ouverts, the process involves selecting either ASCE 7-16 ou ASCE 7-22 comme code de référence dans SkyCiv Load Generator. Par la suite, the workflow includes defining Site Data, Données de structure, et données sur la charge de vent.

It’s important to note that access to this wind load calculation feature is limited to paid users. Users with a Compte professionnel or those who purchase the standalone Load Generator module can benefit from all the features of this calculation for an unlimited duration.

If you’re interested in acquiring the module générateur de charge autonome to access these features, you can do so through the following link.

Notez que l'ASCE 7-16 et ASCE 7-22 peut être utilisé pour les unités impériales et métriques. Les utilisateurs devront définir les paramètres de haut en bas. Les sections suivantes détailleront les paramètres d'entrée que vous devrez définir pour générer les résultats du vent..

ASCE 7-16 menu de charge de vent

Figure 1. Interface utilisateur du générateur de charge SkyCiv

Données du site

Les utilisateurs peuvent obtenir la vitesse du vent par emplacement à partir de la base de données de cartes de vitesse du vent SkyCiv.. Utilisation de l'ASCE 7, il vous suffit de définir le Catégorie de risque de la structure et mettre l'adresse située aux USA, peu importe si c'est ASCE 7-16 ou ASCE 7-22. Vous pouvez également utiliser l'ASCE 7 procédure de calcul de la charge de vent même si l'emplacement est en dehors des États-Unis et de ses territoires. Il vous suffit de mettre l'adresse et de mettre manuellement la vitesse de base du vent.

ASCE 7-16 données sur le vent

Figure 2. Données du site du générateur de charge SkyCiv

SkyCiv a numérisé la carte selon la norme de poche. Ça signifie, vous pouvez simplement entrer l'emplacement du site et le logiciel tirera automatiquement les vitesses du vent en fonction de cette entrée. Il y a une limite au nombre de fois que la vitesse du vent peut être calculée sur l'outil gratuit. Le logiciel utilisera notre interpolateur interne pour calculer les valeurs entre les contours, pour garantir l'utilisation de vitesses de vent précises dans vos conceptions. le Élévation du site est pertinent pour calculer le facteur d'élévation du sol, Ke, pour les normes ASCE 7-16 et ASCE 7-22.

Paramètres d'entrée du site pour le calcul de la charge de vent

Catégorie de risqueUtilisé pour déterminer la vitesse de base du vent V value
Adresse du projet – Utilisé pour obtenir la vitesse du vent la plus proche en fonction de la catégorie de risque sélectionnée
Vitesse du vent de base – la vitesse de base du vent à utiliser pour calculer la pression du vent de conception. Ceci est automatiquement déterminé en fonction de la catégorie de risque et de l'adresse du projet et peut être modifié par l'utilisateur.
Élévation du site – utilisé pour calculer le facteur d'élévation Ke (pour les normes ASCE 7-16 et ASCE 7-22)

Une fois les paramètres ci-dessus complétés, on peut cliquer sur “Confirmer les données du site” pour vérifier si notre entrée est correcte (changera la couleur de la police du bouton du blanc au vert). Après ça, nous pouvons maintenant passer à la section Données de structure.

Données de structure

Les données de structure et les paramètres de vent et de neige sont séparés en différents accordéons. Afin de calculer les pressions de vent de conception, la case à cocher de la charge du vent doit être cochée. Vous devez d'abord définir le Structure vous analysez. À l'heure actuelle, les structures disponibles pour l'ASCE 7 sont les suivants:

  • Bâtiment – prend en charge le profil de toit suivant:
    • Gâble, hanche, Monoslope (enfermé, partiellement clos, ou partiellement ouvert)
    • Auge, Pitched, Ouvrir Monoslope (ouvert)
  • Tour en treillis
  • Murs autoportants / enseignes solides
  • Panneaux solaires
    • Au sol
    • la procédure de calcul de la charge de vent pour un toit monopente ouvert est utilisée pendant plus de
  • Équipement/Structure sur le toit
  • Panneaux/cadres ouverts

Dans cette documentation, nous nous concentrerons sur les panneaux/cadres ouverts.

Entrée de structure pour les cadres ouverts

 

Figure 3. Saisie des données de structure pour les panneaux/cadres ouverts.

Paramètres d'entrée de structure pour le calcul de la charge de vent

Sol jusqu'au sommet du cadre ouvertUtilisé pour calculer la pression de vitesse
Rapport entre la surface solide et la surface brute– Utilisé dans le calcul des coefficients de force nette Cf.. La valeur par défaut est égale à 0.1.
Définir les données des membres – définir les données de chaque membre (peut être automatisé en S3D) avec les données suivantes:

  • ID membres – pour déterminer l'ID de l'élément en particulier en S3D
  • Type de section – utilisé dans le calcul des coefficients de force nette Cf: Côté plat ou Arrondi. La valeur par défaut est Côté plat lorsque Détecter les données des membres est utilisé en S3D.
  • Profondeur de section – la dimension de l'élément perpendiculaire à la direction du vent. La valeur par défaut est le maximum de la largeur et de la profondeur de section assignées dans S3D lorsque Détecter les données des membres est utilisé
  • Orientation – les options sont verticales, Horizontal, ou diagonale. Détecté automatiquement en S3D.
  • Elévation inférieure de la barre utilisé pour calculer la pression du vent de conception. Détecté automatiquement en S3D.
  • Elévation supérieure du membre – utilisé pour calculer la pression du vent de conception. Détecté automatiquement en S3D.

Saisie des données des membres pour les cadres ouverts

Figure 4. Saisie des données des membres pour les panneaux/cadres ouverts.

Une fois les paramètres ci-dessus complétés et validés (en cliquant sur Confirmer les données de structure), nous pouvons maintenant passer à la section Paramètres de charge de vent.

Données sur le vent

Pour procéder à notre calcul de charge de vent, nous devons d'abord cocher la case à côté du bouton Charge de vent. Par défaut, ceci est vérifié lorsque les données de vent du site ont été définies.

ASCE 7-16 menu vent

Figure 5. Case à cocher pour les données de charge de vent. La prochaine étape, est de définir le Direction de la source du vent le correspondant Catégorie d'exposition de la zone au vent.

Le paramètre Direction du vent est utilisé pour obtenir le vent au près (côté gauche) et vent arrière (côté droit) élévations du sol à calculer Facteur topographique, Kzt. en outre, l' Catégorie d'exposition est utilisé pour déterminer le Coefficient de pression de vitesse Kz. Pour les utilisateurs autonomes ou compte professionnel, vous pouvez déterminer la pire direction de la source de vent en cliquant sur le Afficher les entrées de vent de conception pour toutes les directions afin que vous puissiez définir la catégorie d'exposition en fonction de la direction de la source du vent au vent, représentée par un secteur de 45 degrés.. Notez que la catégorie d'exposition par défaut est définie sur Exposition D..

ASCE 7 concevoir l'apport de vent pour toutes les directions

Figure 6. Conception de l'apport de vent pour toutes les directions.

Données d'altitude

Figure 7. Données d'altitude de Google Maps pour la remontée au vent (la gauche) et côté sous le vent (droite).

Paramètres d'entrée de topographie

Catégorie d'expositionUtilisé dans le calcul de Coefficient de pression de vitesse Kz et Facteur topographique, Kzt . Supposé être homogène pour chaque direction de source de vent
Direction de la source du vent – utilisé pour obtenir les données d'élévation sur une section de direction spécifique de la zone. Ces données d'altitude sont utilisées pour déterminer la Facteur topographique, Kzt
Type de terrain – Options pour sélectionner Plat, Colline, Escarpement, crête
H – Hauteur de l'obstacle/du terrain. Pour le type de terrain, l'option est autre que Terrain plat., ceci est utilisé pour calculer le Facteur topographique, Kzt
Lh – Distance horizontale du sommet à la hauteur moyenne de l'obstruction. Pour le type de terrain, l'option est autre que Terrain plat., ceci est utilisé pour calculer le Facteur topographique, Kzt
X – Distance horizontale de la structure jusqu'au sommet de l'obstruction avec le sommet comme point de référence. Pour le type de terrain, l'option est autre que Terrain plat., ceci est utilisé pour calculer le Facteur topographique, Kzt

Paramètres topographiques pour ASCE 7

Figure 8. Paramètres topographiques pour ASCE 7.

Paramètres d'entrée de vent pour MWFRS

Type de structureDoit être défini sur ASCE 7 Cadres/signes ouverts
Élévation – Puisque la pression du vent agissant au vent est de nature parabolique, ceci est utilisé pour approximer cette pression en attribuant plusieurs pressions rectangulaires agissant sur les éléments structurels entre les niveaux
Facteur d'effet de rafale – Utilisé pour calculer les forces du vent de conception. Remarque: La plus petite largeur des éléments est utilisée comme B et L dans le calcul du facteur d'effet de rafale. Le calcul sera affiché dans le rapport détaillé sur le vent. Il est recommandé de modifier l'utilisateur pour une valeur plus appropriée des forces de vent de conception.
Calculer le facteur d'effet de rafale – Il est recommandé de le régler sur “Détaillé” pour calculer le facteur d'effet de rafale pour une valeur plus appropriée des forces de vent de conception
Fréquence naturelle de la structure, n1 – Obligatoire lorsque le facteur d'effet de rafale détaillé est sélectionné.
Rapport d'amortissement, b – Obligatoire lorsque le facteur d'effet de rafale détaillé est sélectionné.

Données d'altitude

Figure 9. Paramètres de vent pour les panneaux/cadres ouverts.

Une fois tous ces paramètres définis, l'étape suivante consiste à cliquer sur Calculer les charges dans le coin supérieur droit de l'interface utilisateur..

Résultats

Les résultats du calcul sont présentés comme suit:

Résultats de la force du vent pour les panneaux ou cadres ouverts

Figure 10. Résultats du vent pour les panneaux/cadres ouverts

Les résultats résumés sont affichés sur le côté droit de l'écran. Notez que les résultats du vent sont affichés sous forme de pression. Ces valeurs de pression doivent être multipliées par la largeur correspondante de l'élément et la longueur correspondante de la charge pour déterminer la force résultante..

Calcul détaillé

Les calculs détaillés de la charge du vent ne sont accessibles que par Utilisateurs de comptes professionnels et ceux qui ont acheté le module générateur de charge autonome. Tous les paramètres et hypothèses utilisés dans le calcul sont affichés sur le rapport pour le rendre transparent pour l'utilisateur. Vous pouvez télécharger un exemple de calcul détaillé via les liens suivants:

ASCE 7-16 Charge de vent pour les panneaux/cadres ouverts

Rapport détaillé sur la charge de vent pour l’ASCE 7 Cadres de panneaux ouverts

Figure 11. Rapport détaillé sur la charge de vent pour l’ASCE 7 Panneaux/cadres ouverts.

Utilisation en S3D

Utilisation du calcul de charge de vent pour les cadres ouverts en S3D, nous utiliserons le modèle d'échafaudage simple en S3D. Le modèle a une section ronde (Tuyau 4XXS) avec une hauteur maximale de 10 m.

Modèle d'échafaudage en S3D

Figure 12. Modèle d'échafaudage en S3D à section ronde.

Entrée de données de structure pour les cadres de panneaux ouverts en S3D

Figure 13. Entrée de données de structure pour les panneaux/cadres ouverts en S3D.

Lors de la définition des données des membres, vous pouvez détecter automatiquement les données de barre dans le modèle et les importer dans l'entrée du générateur de charge. Notez que le type de section est défini par défaut sur Type plat et que la profondeur de section est égale à la dimension maximale de la section en fonction de la section attribuée.. Vous devrez mettre à jour ces valeurs pour chaque membre en conséquence.

Données de membre détectées dans le modèle S3D

Figure 14. Entrée de données de membre détectée à partir du modèle S3D.

Une fois les données d'entrée prêtes, les résultats seront générés comme ceci:

Résultats de vent résumés pour les cadres ouverts en S3D

Figure 15. Résultats de vent résumés pour chaque membre.

Une fois que toutes les pressions du vent sont générées, nous pouvons créer nos cas de charge pour chaque direction de vent spécifiée. Pour une saisie facile des identifiants des membres, vous pouvez simplement sélectionner le membre dans le modèle, puis cliquer sur le champ de saisie ID de membre. Cela devrait importer automatiquement les ID de membre des éléments sélectionnés dans le modèle S3D. Une fois prêt, vous pouvez simplement cliquer sur le bouton Valider les charges pour appliquer les pressions du vent aux membres. Cela implique de convertir la pression du vent calculée pour chaque élément en une charge répartie appliquée dans tout l'élément.. Notez que pour l'ASCE 7, l'effet de protection n'est pas pris en compte, donc, les pressions du vent appliquées aux membres ne doivent pas être réduites.

Application des pressions du vent sur des cadres ouverts en S3D

Figure 16. Pressions de vent appliquées et converties à chaque membre dans le modèle S3D.

Pour des ressources supplémentaires, vous pouvez utiliser ces liens pour référence:

 

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