Tamamen işlenmiş bir IS örneği 875-3 rüzgar yükü hesaplamaları

Bu makalede, Walwane'deki bir bina için örnek bir rüzgar yükü basıncı hesaplaması, Maharashtra, Hindistan (18.945695° K, 74.564866° E) gösterilecek. Bu hesaplama IS'ye uygun olacaktır. 875-3:2015 rüzgar yükü hesaplamaları. SkyCivücretsiz rüzgar yükü hesaplayıcı son zamanlarda IS eklendi 875-3 rüzgar yükü hesaplamaları, dolayısıyla, rüzgar yüklerinin nasıl hesaplanacağını göstereceğiz, aşağıdaki S3D Barnhouse modelini kullanarak:

Bu vaka çalışması için, yapı verileri aşağıdaki gibidir:

yer	Walvane, Maharashtra, Hindistan (18.945695° K, 74.564866° E)
Doluluk	Çeşitli – Çiftlik yapısı
Arazi	Düz açık arazi
Boyutlar	B = 4 m × L = 14 plandaki m H = Saçak yüksekliği 2.4 m Yüksekte tepe yüksekliği. 3.4 m Çatı eğimi 1:2 (26.565°) Açılış yok
Kaplama	0.745m aralıklı aşıklar 0,8 m aralıklı duvar dikmeleri

IS'yi kullanma 875-3: 2015, Yer için tasarım rüzgar hızı ve eğimli çatılı dikdörtgen bina için tasarım rüzgar basıncı aşağıdaki denklemler kullanılarak çözülebilir.:

Tasarım rüzgar hızı yükseklikte ile (m/s cinsinden): V _ile = V_bk₁k₂k₃k₄ (1)

Nerede:
V _b buTemel rüzgar hızı, Hanım
k₁ bu olasılık faktörü (risk katsayısı) dayalı 6.3.1 IS'nin 875-3
k₂ bu Arazi pürüzlülüğü ve yükseklik faktörü dayalı 6.3.2 IS'nin 875-3
k₃ bu topografya faktörü dayalı 6.3.3 IS'nin 875-3
k₄ bu Önem faktörü siklonik bölge için 6.3.4 IS'nin 875-3

Tasarım rüzgar basıncı (Pa'da): p_d = K_dK_aK_cp_ile (2)

Nerede:
K_d bu Rüzgar yönlülük faktörü dayalı 7.2.1 IS'nin 875-3. Eşittir 1.0 yerel basınç katsayıları göz önüne alındığında.
K_a bu Alan ortalama faktörü dayalı 7.2.2 IS'nin 875-3
K_c bu kombinasyon faktörü dayalı 7.3.3.13 DIR-DİR 875-3
p_ile eşittir 0.60V _ile² Pa'da
Bunu not et p_d daha az alınmamalıdır 0.70p_ile

Tasarım baskısından p_d Elde edilen, baskı kullanılarak üyelerine dağıtılacaktır:

Yüzey veya elemanlar üzerindeki rüzgar kuvveti (Han): F = (C_açık – C_pi)Uygulama_d (3)

Nerede:
Bir yapısal elemanın veya kaplama biriminin yüzey alanıdır
C_açık dış basınç katsayıları
C_pben iç basınç katsayıları

Aşağıdaki her bir parametrenin ayrıntılarını derinlemesine inceleyeceğiz.

Temel Rüzgar Hızı V _b

Şekilden 1 IS'nin 875-3, site konumu, temel rüzgar hızının bulunduğu haritanın durumudur. V _b eşittir 39 Hanım.

SkyCiv, yalnızca Hindistan'daki site konumunu tanımlayan rüzgar hızı hesaplamalarını otomatikleştirebilir. Deneyin SkyCiv Ücretsiz Rüzgar Aracı.

Ücretsiz Rüzgar Yükü Hesaplayıcı

Olasılık Faktörü (Risk Katsayısı) k₁

Tablo 1 IS'nin 875-3 farklı rüzgar hızı bölgelerindeki farklı yapı sınıfları için risk katsayılarını sunar. Bu yapı için, bir ahır olduğu ve bazı çiftlik hayvanlarının barınması için kullanılacağı için, yapı altında sınıflandırılır “Arıza durumunda can ve mal için düşük derecede tehlike arz eden bina ve yapılar, ormanlık alanlarda izole kuleler gibi, konut binaları dışındaki çiftlik binaları.” Bu nedenle, Tablodan 1 IS'nin 875-3, karşılık gelen olasılık faktörü (risk katsayısı) k₁ eşittir 0.92.

Arazi Pürüzlülüğü ve Yükseklik Faktörü k₂

Bu yapı için, acil engellerin olmadığı bir çiftliğin merkezinde bulunur. Bu nedenle, arazi olarak sınıflandırılabilir Kategori 1. Tabloyu Kullanma 2 IS'nin 875-3:2015, elde edebiliriz k₂ değerler (dikkate alınan yüksekliğe bağlı olarak değişir):

Yükseklik	k2
Referans yüksekliği, H = 2.4 m	1.05

Topografya Faktörü k₃

Topografik etkileri hesaba katmak için, sekiz için konumun yükseklik verilerini almamız gerekiyor (8) ana yönler – N, S, W, E, KB, DOĞDU, GB, ve SE – Google yükseklik API'sini kullanma. verilere dayanarak, genel olarak arazinin olduğunu varsayabiliriz “Düz” her yöne. Bu nedenle, dayalı 6.3.3 IS'nin 875-3:2015, ayarlayabiliriz k₃ eşittir 1.0.

Önem Faktörü k₄

Site konumu Hindistan'ın doğu kıyısında yer almadığından ve yapı sadece tarımsal amaçlar için kullanılacaktır., değeri k₄ eşittir 1.0 dayalı 6.3.4 IS'nin 875-3:2015

Tasarım Rüzgar Hızı V _ile

Yukarıdaki faktörlerden, tasarım rüzgar hızını zaten çözebiliriz V _ile Denklem kullanarak (1):

Seviye	V b Hanım	k1	k2	k3	k4	V ile Hanım
H = 2.4 m	39.0	0.92	1.05	1.0	1.0	37.674

Tasarım rüzgar hızından, tasarım rüzgar basıncını hesaplayabiliriz p_d.

Rüzgar Yönlülük Faktörü K_d

Nereden 7.2.1 IS'nin 875-3:2015, NS Rüzgar Yönlülük Faktörü K_d eşittir 0.9 çerçeveler için ve yerel basınç katsayıları göz önüne alındığında, eşit olacak 1.0. Bu örnek için, kullanacağız K_d eşittir 1.0 aşıklar ve duvar çalışmaları için ve K_d eşittir 0.9 kolonlar ve kirişler için.

Alan Ortalama Faktörü K_a

NS Alan Ortalama Faktörü K_a Tablo kullanılarak hesaplanabilir 4 IS'nin 875-3:2015:

K_a = 1.0 küçük veya eşit alan için 10 metrekare.
K_a = 0.9 eşit alan için 25 metrekare.
K_a = 0.8 daha büyük veya eşit alan için 100 metrekare.

Bunu not et K_a değerler arasında doğrusal olarak enterpolasyon yapılabilir. Bu yapı için, rüzgarüstü için sütunların yan alanlarını almamız gerekiyor (Bölge A), Leeward (Bölge B), yan duvarlar (Bölge C ve D), ve çatı için kafes. Dahası, duvar dikmelerinin ve aşıkların yan alanını da dikkate alacağız..

Bileşen	Alan, metrekare.	Ka
Sütun	2.4×3.5 m = 8.4 metrekare.	1.0
Kafes	4×3.5 m (projeksiyon) = 14 metrekare.	0.97
Duvar çıtçıtları	0.8×3.5 m = 2.8 metrekare.	1.0
Aşıklar	0.745×3.5 m = 2.608 metrekare.	1.0

kombinasyon faktörü K_c

Duvar ve çatı basınçlarının ve iç basınçların eş zamanlı hareketini dikkate alacağımız için, varsayılan kombinasyon faktörü K_c eşittir 0.9 referans olarak 7.3.3.13 IS'nin 875-3:2015.

Tasarım Rüzgar Basıncı, p_d

Denklemi Kullanma (2), tasarım rüzgar basıncını hesaplayabiliriz, p_d, Bunu not et p_ile = 851.598 İyi ve p_d daha az olmamalıdır 0.7p_ile veya 596.119İyi.

Bileşen	Ka	Kd	Kc	pile	pd
Sütun	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438
Kafes	0.97	1.0	0.9	851.598	743.445
Duvar çıtçıtları	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438
Aşıklar	1.0	1.0	0.9	851.598	766.438

Bu verilerden, tasarım basıncını bileşenlere dağıtmak için basınç katsayılarını hesaplamamız gerekiyor.

İç Basınç Katsayıları C_pi

NS iç basınç katsayıları C_pi den belirlenebilir 7.3.2 IS'nin 875-3:2015. Bu yapı için, duvardaki toplam açıklığın daha az olduğu varsayılır. 5 toplam duvar alanının yüzdesi. Bu nedenle, NS C_pi bu örnek için değerler +0.2 ve -0.2.

Dış Basınç Katsayıları C_açık

NS Dış Basınç Katsayıları C_açık yükseklik gibi belirli parametrelere bağlıdır, Genişlik, uzunluk, çatı açısı, ve çatı profili.

Duvar Dış Basınç Katsayıları

Duvarlar için dış basınç katsayıları şunlara bağlıdır: s/b ve l/a oran, nerede h saçak yüksekliği, w binanın en küçük boyutudur, ve l binanın daha büyük boyutudur. Bu örnek için, h = H, l = L, ve w = B. Bu nedenle, s/b = 0.6 ve l/w = 3.5. Tablodan 5 IS'nin 875-3:2015, karşılık gelen C_açık değerler aşağıdaki gibidir:

Rüzgar açısı için = 0 derece:

Bölge/Yüzey	Caçık
Bölge A – Rüzgar duvarı	+0.7
Bölge B – Leeward duvarı	-0.3
Bölge C – Yan duvar	-0.7
Bölge D – Yan duvar	-0.7
Yerel bölge (0.25kenardan w)	-1.1

Rüzgar açısı için = 90 derece:

Bölge/Yüzey	Caçık
Bölge A – Rüzgar duvarı	-0.5
Bölge B – Leeward duvarı	-0.5
Bölge C – Yan duvar	+0.7
Bölge D – Yan duvar	-0.1
Yerel bölge (0.25kenardan w)	-1.1

Bunu not et w = 4 m.

Çatı Dış Basınç Katsayıları

Bu yapı için, çatı profili üçgen veya duopitch olduğundan, çatı dış basınç katsayıları Tabloya göre hesaplanacaktır. 6 IS'nin 875-3:2015. Bu örnek için beri s/b = 0.6, ve çatı açısı 26.565°, NS C_açık değerler aşağıdaki değerler kullanılarak enterpole edilecektir:

Not: Y = 0.15w = 0.6m

Rüzgar açısı için = 0 derece:

Çatı açısı	Bölge EF – Rüzgara doğru	Bölge GH – Leeward
20°	-0.7	-0.5
26.565°	-0.109	-0.5
30°	-0.2	-0.5

Rüzgar açısı için = 90 derece:

Çatı açısı	Bölge EG – Yan rüzgar	Bölge FH – Yan rüzgar
20°	-0.8	-0.6
26.565°	-0.8	-0.6
30°	-0.8	-0.6

Yerel baskılar için:

Çatı açısı	üçgen uçlar	sırt bölgeleri
20°	-1.5	-1.0
26.565°	-1.172	-1.0
30°	-1.0	-1.0

Nihai çatı basınç katsayıları:

Bölge/Yüzey	Rüzgar yönü – 0 derece	Rüzgar yönü – 90 derece
Bölge EF – Rüzgara doğru	-0.109	–
Bölge GH – Leeward	-0.5	–
Bölge EG – Yan rüzgar	–	-0.8
Bölge FH – Yan rüzgar	–	-0.6
üçgen uçlar	-1.172	-1.172
sırt bölgeleri	-1.0	-1.0

Birleşik iç ve dış basınçlar

Yukarıdaki değerlerden, rüzgar kuvveti Denklem kullanılarak hesaplanabilir (3). ancak, basitlik için, sadece tasarım baskısını alacağız (değerleri alanla çarpmamak Bir) ve ayrıca dikkate alınacaktır rüzgar yönü açısı 0 derece ana çerçeve için (sütun ve kafes). Çerçeve aralığı eşittir 3.5m. Bunu not et p_d = 766.438 İyi hem kolon hem de duvar dikmeleri için.

Kolonlar ve duvar dikmeleri için – 0 derece:

Bölge/Yüzey	Caçık	Cpi	Caçık–Cpi	p = pd(Caçık-Cpi) İyi	Sütun için px3,5 m N/m	Duvar çıtçıtları için px0.8m N/m
Bölge A – Rüzgar duvarı	0.7	+0.2 -0.2	+0.5 +0.9	383.219 689.795	1341.267 2414.281	306.575 551.836
Bölge B – Leeward duvarı	-0.3	+0.2 -0.2	-0.5 -0.1	-383.219 -76.644	-1341.267 -268.253	-306.575 -61.315
Yerel bölge (1kenardan m)	-1.1	+0.2 -0.2	-1.3 -0.9	-996.370 -689.795	-3487.295 -2414.281	-797.096 -551.836

Üniform bir yük elde etmek için kolonlardaki basınçlar 3.5m ile çarpılacaktır.. Dahası, duvar çıtçıtları için, 0.8m ile çarpılacak. Pozitif basıncın yüzeye doğru hareket ettiği ve negatif basıncın yüzeyden uzağa hareket ettiği anlamına geldiğini unutmayın. (emme).

Kafes ve aşıklar için – 0 derece:

Bölge/Yüzey	Caçık	Cpi	Caçık–Cpi	p = pd(Caçık-Cpi) İyi	Kafes px3,5 m N/m	Aşıklar px0.745m N/m
EF Bölgesi – Rüzgarüstü	-0.109	+0.2 -0.2	-0.309 +0.091	-229.725 67.654	-804.036 236.787	-171.145 50.402
Bölge GH – Leeward	-0.5	+0.2 -0.2	-0.7 -0.3	-520.412 -223.034	-1821.441 -780.617	-387.707 -166.160
üçgen uçlar	-1.172	+0.2 -0.2	-1.372 -0.972	-1051.553 -744.978	-3680.437 -2607.423	–
sırt bölgeleri	-1.0	+0.2 -0.2	-1.2 -0.8	-919.726 -613.151	-3219.041 -2146.027	–

Düzgün bir yük elde etmek için kafes kiriş üzerindeki basınçlar 3.5m ile çarpılacaktır.. Dahası, duvar çıtçıtları için, 0.745m ile çarpılacak. Bunu not et p_d = 766.438 İyi aşıklar için ve p_d = 743.445 İyi kafes için.

Bir kritik çerçeve göz önüne alındığında – boşluk 3.5m:

İçin p_d(C_açık – +C_pi):

İçin p_d(C_açık – -C_pi):

Duvar çıtçıtlarının ve aşıkların tasarımı için, sadece üzerine etki eden mutlak maksimum basıncı almanız ve tasarım kuvvetlerini hesaplamak için bunu temel almanız gerekir.. Bu durum için, tasarım rüzgar yükü: -797.096 Duvar dikmesi için N/m ve aşıklar için -783.407N/m,

Bu hesaplamaların tümü kullanılarak yapılabilir SkyCiv'in Yük Oluşturucu Yazılımı için 875-3 ve diğer kodlar da. Kullanıcılar rüzgar hızlarını ve topografya faktörlerini öğrenmek için bir saha konumuna girebilirler., bina parametrelerini girin ve rüzgar basınçlarını oluşturun. Deneyin SkyCiv Ücretsiz Rüzgar Aracı üçgen yapılarda rüzgar hızı ve rüzgar basıncı hesaplamaları için.

Skyciv Rüzgar Yükü Hesaplayıcı

Referanslar:

• Tasarım Yükleri (Depremden Başka) Binalar ve Yapılar için — Uygulama Kuralları (Bölüm 3 Rüzgar Yükleri ed.). (2015). Hint Standartları Bürosu.