İşaretler için Rüzgar Yükü Hesaplamasının tam olarak işlenmiş bir örneği TR kullanarak 1991-1-4

Bu makalede, TS 1991-1-4 TS, Birleşik Krallık. TS 1991-1-4 Yapılar üzerinde eylem (Rüzgar yükü) TS 1991-1-4 TS. içinde benzer verileri kullanacağız. İÇİNDE 1991-1-4 Rüzgar Yükü Hesaplama Örneği.

Yere monte edilmiş tam olarak çalışılmış bir örnek. Deneyin Tabela Rüzgar Yükü Hesaplayıcı:

SkyCiv Rüzgar Yükü Hesaplayıcı

Yapı Verileri

Bu örnekte, aşağıdaki verileri kullanacağız. Sadece dikkate alacağız rüzgar kaynağı yönü 240°'ye eşit. Dahası, NS sitenin yerden yüksekliği 57.35m.

Tablo 1. Rüzgar yükü hesaplamamız için gerekli olan tabela verileri.

yer	Oxfordshire, İngiltere
Doluluk	Çeşitli – Tabela
Arazi	Düz tarım arazisi
Yatay Boyut İşareti, b	12.0 m
Yatay Dikey İşaretle, h	12.0 m
Tabela üstüne zemin, H	50.0m
Yerden tabela merkezine, ilee	44.0 m
Tabela A'nın referans alanıişaret	144.0 metrekare.
kutup çapı, d	1.0 m
Kutup yüzey tipi	Dökme demir
Yerden direğin tepesine, ileg	38.0 m
A kutbunun referans alanıduopitch	38.0 m

 

Figür 1. Site konumu (Google Haritalar'dan).

 

Figür 2. Tabela boyutları.

Tasarım rüzgar basıncını belirlemedeki formül:

Temel rüzgar hızı için:

\({v}_{b} = {c}_{sana} {c}_{mevsim} {c}_{alternatif} {v}_{b,harita}\) (1)

Nerede:

\({v}_{b}\) = m / s cinsinden temel rüzgar hızı
\({c}_{sana}\) = yönlü faktör
\({c}_{mevsim}\)= mevsimsel faktör
\({c}_{alternatif}\)= rakım faktörü burada:

\({c}_{alternatif} = 1 + 0.001Bir \) için \( z ≤ 10 \) (2)
\({c}_{alternatif} = 1 + 0.001Bir ({10/ile}^{0.2}) \) için \( ile > 10 \) (3)

\({v}_{b,harita}\) = BS EN Şekil NA.1'de verilen temel rüzgar hızının temel değeri 1991-1-4 TS
\( Bir \) = sahanın ortalama deniz seviyesinden metre cinsinden yüksekliği

Temel hız basıncı için:

\({q}_{b} = 0.5 {⍴}_{hava} {{v}_{b}}^{2} \) (4)

Nerede:

\({q}_{b}\) = Pa cinsinden tasarım rüzgar basıncı
\({⍴}_{hava}\) = hava yoğunluğu (1.226kg / cu.m.)
\({v}_{b}\)= m / s cinsinden temel rüzgar hızı

En yüksek basınç için:

\({q}_{p}(ile) = 0.5 {c}_{e}(ile){q}_{b} \) Ülke arazisindeki site için (5)
\({q}_{p}(ile) = 0.5 {c}_{e}(ile){c}_{e,T}{q}_{b} \) Kasaba arazisindeki site için (6)

Nerede:
\({c}_{e}(ile)\) Güneş paneli yapısını tek eğimli çatılı bina olarak ele alacağız ve
\({c}_{e,T} \) = Kasaba arazisi için poz düzeltme faktörü

Tabela/direğe etki eden rüzgar kuvvetini hesaplamak için:

\({F}_{w} = {c}_{s}{c}_{d}{c}_{f}{q}_{p}({ile}_{e}){Bir}_{referans} \) (7)

Nerede:
\( {c}_{s} {c}_{d} \) = yapısal faktör
\({c}_{f} \) = yapının kuvvet katsayısı
\({q}_{p}({ile}_{e}) \) = referans yükseklikte tepe hız basıncı \({ile}_{e} \)
\({Bir}_{referans} = bh) = yapının referans alanı

Arazi Kategorisi

BS EN'ye göre 1991-1-4 TS, TR'deki Arazi Kategorileri 1991-1-14 içinde toplandı 3 kategoriler: arazi kategorisi 0 Deniz denir; Arazi kategorileri I ve II, Ülke arazisi olarak kabul edilmiştir., ve Arazi kategorileri III ve IV, Kasaba arazisi olarak kabul edilmiştir..

240°'den gelen rüzgar dikkate alındığında, rüzgara karşı arazinin arazi kategorisini şu şekilde sınıflandırabiliriz: Kasaba arazisi.

Yön ve Mevsim Faktörleri, \({c}_{sana}\) & \({c}_{mevsim}\)

Denklemi hesaplamak için (1), yön ve mevsim faktörlerini belirlememiz gerekiyor, \({c}_{sana}\) & \({c}_{mevsim}\). BS EN Tablo NA.1'den 1991-1-4 TS, rüzgar kaynağı yönü 240° olduğundan, yönlü faktör için karşılık gelen değer, \({c}_{sana}\), eşittir 1.0.

Diğer taraftan, sezon faktörü için ihtiyatlı bir durum düşünmek istiyoruz, \({c}_{mevsim}\), hangisini yapacağız ayarlanır 1.0.

Rakım Faktörü \({c}_{alternatif}\)

Yükseklik faktörü için, \({c}_{alternatif}\), sadece Denklemi kullanacağız (2) site yüksekliğini kullanarak daha muhafazakar bir yaklaşım için \( Bir \) 57.35m'ye eşittir. Bu nedenle:

\({c}_{alternatif} = 1 + 0.001(57.35) = 1.05735\)

Temel Rüzgar Hızı ve Basıncı, \({v}_{b}\) & \({q}_{b}\)

Birleşik Krallık için rüzgar hızı haritası, BS EN Ulusal Ekindeki Şekil NA.1'den alınabilir. 1991-1-4.

Figür 5. BS EN Şekil NA.1'e göre Birleşik Krallık için temel rüzgar hızı 1991-1-4 TS.

Site konumumuz için, Oxfordshire, İngiltere, hesaplanan \( {v}_{b,harita} \) eşittir 22.7 Hanım.

\( {v}_{b} = {c}_{sana} {c}_{mevsim} {c}_{alternatif} {v}_{b,harita} = (1.0)(1.0)(1.05735)(22.7) \)
\( {v}_{b} = 24.0 Hanım \)

Temel rüzgar basıncını hesaplayabiliriz, \( {q}_{b,0} \), Denklemleri kullanma (4):

\( {q}_{b} = 0.5(1.226)({24}^{2}) = 353.09 İyi \)

SkyCiv artık rüzgar bölgesinin algılanmasını ve karşılık gelen rüzgar hızı değerini yalnızca birkaç girişle almayı otomatikleştiriyor. Deneyin SkyCiv Ücretsiz Rüzgar Aracı

Rüzgar Yükü Hesaplayıcı

Orografi Faktörü \({c}_{Ö}(ile)\)

Bu yapı için, arazi 240°'den gelen rüzgar için nispeten düzdür, NS

rakım faktörü, \({c}_{alternatif}\), sadece Denklemi kullanacağız (2) site yüksekliğini kullanarak daha muhafazakar bir yaklaşım için \( Bir \) 57.35m'ye eşittir. Bu nedenle:

Tepe Hız Basıncı, \({q}_{p}(ile)\)

yapımız için, arazi kategorisi Kasaba arazisi olarak sınıflandırıldığından, zirve benzer şekilde, tepe hız basıncı, \({q}_{p}(ile)\), Denklem kullanılarak çözülebilir (6):

\({q}_{p}(ile) = {c}_{e}(ile){c}_{e,T}{q}_{b} \)

Nerede:
\({c}_{e}(ile)\) = BS EN'nin Şekil NA.7'sine dayalı maruz kalma faktörü 1991-1-4 TS
\({c}_{e,T} \) = BS EN'nin Şekil NA.8'ine göre Kasaba arazisi için poz düzeltme faktörü 1991-1-4 TS

Maruz kalma faktörünü belirlemek için, \({c}_{e}(ile)\) , tabela için, hesaplamamız gerekiyor \(ile – {h}_{dis}\) ve km cinsinden kıyı şeridine olan mesafe. Basitlik için, yer değiştirme yüksekliğini ayarlayacağız, \({h}_{dis}\), -e 0. İçin \(ile \) değerler, üzerinde düşüneceğiz \(z = 38.0\) ve \(z = 44.0\). Dahası, rüzgara karşı kıyı şeridine olan mesafe 100 km'den fazladır. Bu nedenle, BS EN'deki Şekil NA.7 kullanılarak 1991-1-4 TS:

Figür 6. Şekil NA.7, BS EN 1991-1-4 TS.

Bu nedenle:

\({c}_{e}(38.0) = 3.2\)
\({c}_{e}(44.0) = 3.3\)

Diğer taraftan, pozlama düzeltme faktörü \( {c}_{e,T} \) tabela için BS EN Şekil NA.8'den belirlenebilir 1991-1-4 TS. 1km'ye eşit şehir arazisi içindeki mesafeyi kullanma, pozlama düzeltme faktörünü alabiliriz \( {c}_{e,T} \):

Figür 7. Şekil NA.8, BS EN 1991-1-4 TS.

Bu nedenle:

\({c}_{e,T}(38.0) = 1.0\)
\({c}_{e,T}(44.0) = 1.0\)

Yukarıdaki değerleri kullanarak, tepe hız basıncını hesaplayabiliriz, \({q}_{p}(ile)\), için \(z = 38.0\) ve \(z = 50.0\):

\({q}_{p}(44.0) = (3.3)(1.0)(353.09) = 1165.20 İyi \)
\({q}_{p}(38.0) = (3.2)(1.0)(353.09) = 1129.89 İyi \)

Yapısal Faktör, \( {c}_{s}{c}_{d} \)

Tabelamız için, yapısal faktör için basitleştirilmiş değer kullanacağız, \({c}_{s}{c}_{d}\), eşit olmak 1.0 montaj yüksekliğinde 6 veya VE 1991-1-4.

Kuvvet Katsayısı, \( {c}_{f}\), tabela için

Tabelalar için, kuvvet katsayısı, \({c}_{f}\), eşittir 1.8 montaj yüksekliğinde 7.4.3 veya VE 1991-1-4.

Rüzgar gücü, \( {F}_{w,duopitch} \), tabelada görev yapmak

Tabelaya etki eden kuvvet, Denklem kullanılarak hesaplanabilir. (7) montaj yüksekliğinde 5.3(2) veya VE 1991-1-4.

\({F}_{w,duopitch} = {c}_{s}{c}_{d}{c}_{f}{q}_{p}({ile}_{e}){Bir}_{referans,duopitch} = (1.0)(1.8)(1165.20İyi)(12.0m)(12.0m)\)
\({F}_{w,duopitch} = 302019.84 N)

Tabela merkezine etki eden bu rüzgar kuvvetinin yatay eksantrikliğinin 3,0 m'ye eşit olması tavsiye edilir..

 

Rüzgar hesaplamalarının tümü, EN için SkyCiv Load Generator kullanılarak yapılabilir. 1991 (tabela ve direk rüzgar yükü hesaplayıcısı). uygulandığında zemine monte güneş panelleri üzerindeki rüzgar yükleri, uygulandığında zemine monte güneş panelleri üzerindeki rüzgar yükleri. uygulandığında zemine monte güneş panelleri üzerindeki rüzgar yükleri, bu süreci hızlandırabilir ve tabelalar ve direkler için ayrıntılı bir rüzgar yükü hesaplama raporu alabilirsiniz.!

Bağımsız Yük Üreteci Modülünü Satın Alın

 

Rüzgar gücü, \( {F}_{w,duopitch} \), direk üzerinde hareket etmek

benzer şekilde, direğe etki eden kuvvet Denklem kullanılarak hesaplanabilir (7) montaj yüksekliğinde 5.3(2) veya VE 1991-1-4.

\({F}_{w,duopitch} = {c}_{s}{c}_{d}{c}_{f}{q}_{p}({ile}_{g}){Bir}_{referans,duopitch}\) (8)

Nerede:

\({c}_{f} = {c}_{f,0}{ψ}_{λ} \)
\({Bir}_{referans,duopitch} = {ile}_{g}d \)

Not:
\(ψ_{λ} \) efektif narinlik esas alınarak hesaplanır, \( λ \), Şekil kullanarak 7.36 Bölümün 7.13 veya VE 1991-1-4
\({c}_{f,0}\) Reynolds sayısına göre hesaplanır \( R_{e} \) Şekil kullanarak 7.28 veya VE 1991-1-4
Nerede:
\( {ile}_{g} \) direğin yerden m cinsinden yüksekliğidir
\( d \) m cinsinden direğin çapıdır
\( n = 0.000015 m2/s \) havanın kinematik viskozitesidir
\( v({ile}_{g}) = (2{q}_{p}({ile}_{g})/r)^{0.5} \) (9)
\( {R}_{e} = v(z_{g})g/n \) (10)

Sonraki bölümlerde bu parametreleri derinlemesine inceleyeceğiz

Reynolds sayısı, \( {R}_{e} \), direk için

Yukarıdaki hesaplanan değerleri kullanarak, hesaplayabiliriz \( v({ile}_{g}) \) Denklem kullanarak (9):

\( v({ile}_{g}) = (2{q}_{p}({ile}_{g})/r)^{0.5} = (2(1129.89)/(1.226))^{0.5} \)
\( v({ile}_{g}) = 42.93 Hanım)

Bu nedenle, Reynolds sayısı \( R_{e} \) direk için, Denklem kullanarak (10) dır-dir:

\( {R}_{e} = v({ile}_{g})d/ ν = (42.93)(1.0)/(0.000015) \)
\( {R}_{e} = 2862000 \)

Kuvvet katsayısı, \( {c}_{f0} \), serbest uç akışı olmadan

Kullandığımız direk malzemesi, sahip olan dökme demirdir. eşdeğer yüzey pürüzlülüğü \( k \) eşittir 0.2 Tabloya göre 7.13 veya VE 1991-1-4.

Figür 8. Tablo 7.13 veya VE 1991-1-4 Eşdeğer pürüzlülük için \( k \).

kuvvet katsayısı \( {c}_{f0} \) Şekildeki formül kullanılarak belirlenebilir 7.28 TR'nin 1991-1-4 ile \( k/d = 0.2\):

\( {c}_{f0}= 1.2 + {0.18kayıt(10 k/d)}/{1 + 0.4kayıt({R}_{e}/{10}^{6}} = 1.2 + {0.18kayıt(10 (0.2)}/{1 + 0.4kayıt((2862000)/{10}^{6}}\)
\( {c}_{f0} = 1.246 \)

Etkili Narinlik, \( λ \)

etkili narinlik, \( λ \), direk için No.4 Tablodan belirlenebilir 7.16 veya VE 1991-1-4.

\( λ = maks.(0.7 {ile}_{g}/d, 70) \) için \( {ile}_{g} \) > 50m
\( λ = maks.({ile}_{g}/d, 70) \) için \( {ile}_{g} \) < 15m

Figür 9. Tablo 7.16 veya VE 1991-1-4 Etkin Narinliği hesaplamak için \( λ \).

Dan beri \( {ile}_{g} \) 38.0m'ye eşittir, değerlerini interpole etmemiz gerekiyor. \( λ \) 50m ve 15m için:

\( {ile}_{g} = 38\)
\( {λ}_{50m} = maks.(0.7 (38), 70) = 70 \)
\( {λ}_{15m} = maks.((38), 70) = 70 \)

Bu nedenle:

\( λ = 70 \)

Nihai Etki Faktörü, \( {ψ}_{λ} \)

Nihai etki faktörü, \( {ψ}_{λ} \), Şekil kullanılarak elde edilebilir 7.36 veya VE 1991-1-4 katılık oranı gerektiren \( hesaplamalar ayrıca açık ve ayrıntılı PDF raporlama ile birlikte gelir \) ve etkili narinlik \( λ \). Katılık oranını kabul edeceğiz \( hesaplamalar ayrıca açık ve ayrıntılı PDF raporlama ile birlikte gelir \) eşittir 1.0 boru kolonunda herhangi bir delik olmadığından.

Figür 10. Karşılık gelen son etki faktörü \( {ψ}_{λ} \) Şekle göre tabelayı destekleyen direk için 7.36 veya VE 1991-1-4.

Şekilden 10, Son etki faktörünün \( {ψ}_{λ} \) kutup için eşittir 0.910.

 

Yukarıdaki hesaplanan parametrelerden,zaten hesaplayabiliriz Rüzgar gücü, \( {F}_{w,duopitch} \):

\({c}_{f} = {c}_{f,0}{ψ}_{λ} = (1.246)(0.910) = 1.134\)

\({F}_{w,duopitch} = {c}_{s}{c}_{d}{c}_{f}{q}_{p}({ile}_{e}){Bir}_{referans,duopitch} = (1.0)(1.134)(1129.89)(38.0×1.0) \)
\({F}_{w,duopitch} = 48689.22 N \)

Figür 11. Tabela ve direğe etki eden rüzgar kuvvetleri.

Figür 12. Eksantrik kasa için tabela ve direğe etki eden rüzgar kuvvetleri.

SkyCiv Yük Jeneratörü

SkyCiv Yük Oluşturucuyu Kullanma, sadece birkaç tıklama ve giriş ile tabela ve direkler için rüzgar yükleri alabilirsiniz. eğimli çatı kar yükünü hesaplayabiliriz, tabela projeniz için ayrıntılı rüzgar raporu oluşturabileceksiniz!

Tabela Rüzgar Yükü Hesaplayıcımızı deneyin!

Tabela için detaylı rüzgar yükü raporunu bu linklerden inceleyebilirsiniz.:

güneş paneli projeniz için detaylı rüzgar ve kar hesaplamaları raporu oluşturabileceksiniz. – İÇİNDE 1991 Tabela

Referanslar:

• İçinde, B. (2005). Eurocode 1: Yapılar Üzerindeki Eylemler - Bölüm 1–4: Genel Eylemler - Rüzgar Eylemleri.
• BSI. (2005). BS TR 1991-1-4: 2005+ A1: 2010: Eurocode 1. Yapılar üzerindeki eylemler. Genel işlemler. Rüzgar eylemleri.