Wanneer geboue en strukture ontwerp word, moet die berekening van die windlas gereeld gedoen word. Hierdie aanwyser word bereken met behulp van spesiale formules. Dit is belangrik om so 'n las in ag te neem, byvoorbeeld wanneer die tekeninge van dakkapstelsels opgestel word, die ligging en ontwerp van advertensieborde gekies word, ens.
SNiP-standaarde
Eintlik gee die definisie van hierdie parameter SNiP 2.01. 07-85. Volgens hierdie dokument moet die windlas as 'n totaal beskou word:
- druk wat op die buitenste oppervlaktes van strukture van 'n struktuur of element inwerk;
- wrywingskrag wat tangensiaal na die oppervlak van die struktuur gerig is, verwys na die area van sy vertikale of horisontale projeksie;
- normale druk toegepas op die binneoppervlak van 'n gebou met deurlaatbare boukoeverte of oop openinge.
Hoe om te bepaal
By die berekening van die windlas word twee hoofparameters in ag geneem:
- gemiddelde komponent;
- pulserend.
Die las word gedefinieer as die som van hierdie twee parameters.
Gemiddelde komponent: basiese formule
Indien die windlas nie tydens die ontwerp in ag geneem word nie, sal dit daarna 'n uiters negatiewe impak op die werkverrigting van die gebou of struktuur hê. Die gemiddelde komponent daarvan word deur die volgende formule bereken:
W=Wok.
Hier is W die berekende waarde van die windlas op 'n hoogte z bokant die aarde se oppervlak, Wo is sy standaardwaarde, k is die koëffisiënt van drukverandering met hoogte. Alle aanvanklike data van hierdie formule word uit tabelle bepaal.
Soms word die parameter c ook in berekeninge gebruik - die aërodinamiese koëffisiënt. Die formule in hierdie geval lyk soos volg: W=Wokс.
Normatiewe waarde
Om uit te vind wat hierdie parameter is, moet jy die tabel van streke vir die windlas van die Russiese Federasie gebruik. Daar is net agt van hulle. Die tabel van windbelasting (die afhanklikheid van Wo-waardes van 'n spesifieke streek van Rusland) word hieronder aangebied.
Vir min bestudeerde gebiede van die land, sowel as vir bergagtige streke, stel hierdie SNiP-parameter jou in staat om te bepaal volgens amptelik geregistreerde weerstasies en gebaseer op die bedryfservaring van bestaande geboue en strukture. In hierdie geval word 'n spesiale formule gebruik om die standaardwaarde van die windlas te bepaal. Dit lyk so:
Wo=0.61 V2o.
Here V2o - windspoed in meter per sekonde op 'n vlak van 10 m, wat ooreenstem met 'n gemiddelde interval van 10minute en elke 5 jaar oorskry.
Hoe word die koëffisiënt k bepaal?
Daar is ook 'n spesiale tabel vir hierdie parameter. Wanneer dit bepaal word, die tipe area waar die konstruksie van die struktuur of gebou veronderstel is om in ag geneem te word. Daar is drie van hulle:
- Tipe "A" - oop plat gebiede: kus van seë, mere en riviere, steppe, woestyne, toendrastreke, woud-steppe.
- Tipe "B" - terrein bedek met hindernisse tot 10 meter hoog: stedelike gebied, woude, ens.
- Tipe "C" - stedelike gebiede met geboue meer as 25 m hoog.
Die tipe konstruksie-area word ook bepaal met inagneming van die vereistes van SNiP. Dit moet in ag geneem word by die ontwerp. Enige gebou word beskou as geleë in 'n ligging van 'n sekere tipe indien laasgenoemde aan die windkant daarvan geleë is op 'n afstand van 30h. Hier is h die ontwerphoogte van die struktuur tot 60 m. Met 'n hoër bouhoogte word die tipe terrein as seker beskou as dit minstens 2 km van die windkant af bly.
Hoe om rimpellading te bereken
Volgens SNiP moet windlading, soos reeds genoem, bepaal word as die som van die gemiddelde standaard en pulsasie. Die waarde van die laaste parameter hang af van die tipe struktuur self en die kenmerke van sy ontwerp. In hierdie verband onderskei hulle:
- strukture met 'n natuurlike frekwensie van ossillasie wat die vasgestelde grenswaarde oorskry (skoorstene,torings, maste, kolomtipe apparate);
- strukture of elemente van hul konstruksie, wat 'n stelsel met een graad van vryheid is (dwarsrame van industriële eenverdiepinggeboue, watertorings, ens.);
simmetries in terme van die gebou
Formules vir verskillende tipes strukture
Vir die eerste tipe strukture, wanneer die pulserende windlas bepaal word, word die formule gebruik:
Wp=WGV.
Hier is W die standaardlading wat bepaal word deur die formule hierbo aangebied, G is die drukpulsasiekoëffisiënt op hoogte z, V is die pulsasiekorrelasiekoëffisiënt. Die laaste twee parameters word deur die tabelle bepaal.
Vir strukture met 'n natuurlike ossillasiefrekwensie wat die vasgestelde grenswaarde oorskry, word die volgende formule gebruik wanneer die pulserende windlas bepaal word:
Wp=WQG.
Hier is Q die dinamiese koëffisiënt bepaal uit die diagram (hieronder aangebied) afhangende van die parameter E, bereken deur die formule E=√RW/940f (R is die lasveiligheidsfaktor, f is die frekwensie van natuurlike ossillasies) en die logaritmiese dekrementfluktuasies. Die laaste parameter is konstant en aanvaar vir:
- vir staalraamgeboue as 0.3;
- vir maste, voerings, ens. as 0.15.
Vir simmetriese geboue word die pulserende windlas bereken deur die formule:
-
Wp=mQNY.
Hier is Q die koëffisiënt van dinamika, m is die massa van die struktuur op die hoogte z, Y is die horisontale vibrasies van die struktuur op die vlak z volgens die eerste vorm. N in hierdie formule is 'n spesiale koëffisiënt, wat bepaal kan word deur eers die struktuur in r te verdeel, die aantal seksies binne wie se grense die windlas konstant is, en spesiale formules te gebruik.
Nog een manier
Jy kan die windlas met 'n effens ander metode bereken. In hierdie geval moet jy eers die winddruk bepaal deur die formule te gebruik:
(Psf)=.00256V^2.
Hier is V die windspoed (in mph).
Dan moet jy die sleepkoëffisiënt bereken. Dit sal gelyk wees aan:
- 1.2 - vir lang vertikale strukture;
- 0.8 - vir kort vertikale lyne;
- 2.0 - vir lang horisontale strukture;
- 1.4 - vir kortes (byvoorbeeld die fasade van 'n gebou).
Volgende moet jy die algemene formule vir die windlas op 'n gebou of struktuur gebruik:
F=APCd.
Hier is A area area, P is winddruk, Cd is sleepkoëffisiënt.
Jy kan ook 'n effens meer ingewikkelde formule gebruik:
F=APCdKzGh.
Wanneer dit toegepas word, word blootstellingsfaktore Kz b en windvlaagsensitiwiteit Gh addisioneel in ag geneem. Die eerste word bereken as z/33]^(2/7,die tweede - 65+60 / (h/33)^(1/7). In hierdie formules is z die hoogte vanaf die grond tot die middel van die struktuur, h is die totale hoogte van laasgenoemde.
Aanbevelings van kundiges
Om die windlas te bereken, raai ingenieurs dikwels aan om die bekende MS Excel- en OOo Calc-programme van die Open Office-pakket te gebruik. Die prosedure vir die gebruik van hierdie sagteware kan byvoorbeeld wees:
- Excel is geaktiveer op die "Windenergie"-blad;
- windspoed word in sel D3 aangeteken;
- tyd is in D5;
- lugvloeiarea - in D6;
- lugdigtheid of soortlike gewig - in D7;
- Windturbinedoeltreffendheid - in D8.
Daar is ander maniere om hierdie sagteware met ander insette te gebruik. Dit is in elk geval redelik gerieflik om MS Excel en OOo Calc te gebruik om die windlas op geboue en strukture, asook hul individuele strukture te bereken.
