Выбор параметров нормативного ветра

Нормативное значение ветрового давления w для метеоусловий места строительства принимают по таблице 2 в зависимости от разновидности ветрового района (la, I, II,... VII) на карте Российской Федерации по классификатору, приведенному в СП 20.13330.2011.

Типы А, В или С шероховатости земной поверхности определяют по таблице 3 для местности, расположенной с наветренной стороны строительной площадки. Сооружение высотой h считается расположенным на местности с шероховатостью данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 h, при h ниже 60 м, и на расстоянии порядка 2,0 км, при h выше 60 м.

Значения параметров нормативного ветра в формуле (1) для различных типов местности принимают по таблице 4.

Примечание - Типы местности могут быть различными для разных направлений настилающего ветра по отношению к сооружению. По критерию Н (см. 4.2.2) для типа местности С высокими могут считаться здания при h выше 60 м, а для местности типа А достаточно h выше 10 м.

Таблица 2 - Нормативное значение ветрового давления

Таблица 3 - Типы местности

Таблица 4 - Значения параметров нормативного ветра

Примечание - Для типа местности А скоростной напор q (z) в нормативном ветре достигает значения нормативного ветрового давления w на высоте z = 10 м. С увеличением степени шероховатости местности профиль скоростного напора (1) деформируется таким образом, что значение нормативного ветрового давления w = q (z) достигается на существенно большей высоте z =z над уровнем земли (см. таблицу 4). Это полностью согласуется с табличными данными СП 20.13330.2011 для коэффициента k (z), учитывающего изменение ветрового давления по высоте z.

5 Методы определения нормативной ветровой нагрузки

Общие положения

Воздействие нормативного ветра приводит к формированию на ограждающих конструкциях здания результирующего распределения избыточного давления w. Осредненная по времени составляющая w этого распределения (нормативная средняя ветровая нагрузка) является важнейшей характеристикой, используемой для определения сил и моментов ветрового воздействия на проектируемые сооружения и элементы их конструкции при проведении оценочных прочностных расчетов на действие ветра. Величина w является также составной частью различных аналитических соотношений СП 20.13330.2011 для оценки пульсационных составляющих ветрового давления, пиковых ветровых нагрузок и др.

Аналитические методики

5.2.1 Среднюю ветровую нагрузку w традиционно определяют по формуле

, (3)

где w - значение нормативного ветрового давления для данного ветрового района;

с - аэродинамический коэффициент;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z для нормативного типа местности в районе застройки. Величина k соответствует среднему скоростному напору в нормативном ветре .

Согласно модифицированному определению в СП 20.13330.2011 нормативную среднюю ветровую нагрузку w определяют из усложненной по сравнению с формулой (3) формулы

, (4)

в которой аргумент z второго сомножителя задан таблицей 5 как функция координаты z и параметров h, d (высоты и характерного поперечного размера здания): .

Примечание - При одном и том же значении аэродинамического коэффициента с формулы (3) и (4) дают разные значения ветровой нагрузки w в нижней и верхней частях здания, тем самым формула (4) до некоторой степени учитывает концевые эффекты при пространственном обтекании удлиненных тел.

Таблица 5 - Функция - "эквивалентная высота"

При	При	При

5.2.2 Для практического использования формул (3), (4) необходимо априорно задавать аэродинамический коэффициент с. В СП 20.13330.2011 приведены числовые значения этого коэффициента для отдельно стоящих сооружений простейшей формы и малой этажности, а для остальных случаев рекомендовано проводить специальные экспериментальные исследования.

Примечание - Однако объективно не существует независимых от формул (3), (4) способов определения коэффициента с. В самом деле, при моделировании обтекания зданий и сооружений в аэродинамической трубе или с помощью компьютерных вычислительных технологий определяют (измеряют) непосредственно распределения ветрового давления w= (см. 5.4), после чего для вычисления коэффициента с возможно только воспользоваться формулами (3), (4) с заданными функциями k (z), k (z). Поэтому требование экспериментально определять аэродинамический коэффициент с для подстановки в формулы (3), (4) контрпродуктивно.

5.3 Базовый (основной) аэродинамический коэффициент С