СН 2.01.05-2019. Строительные нормыреспублики беларусьсн 01. 052019Издание официальное
 Скачать 2.42 Mb.
|
|
8.3.4 Ветровые усилия на пролетные конструкции моста в направлении y (1) При необходимости определяют также продольные силы ветра в направлении y. Примечание — Значения силы ветра могут устанавливаться в разделе «Национальные требования и наци- онально установленные параметры». Рекомендуемыми значениями являются: — для мостов со сплошными стенами — 25 % силы ветра в направлении х; — для мостов решетчатой конструкции — 50 % силы ветра в направлении х. СН 2.01.05-2019 63 8.4 Опоры моста 8.4.1 Направления ветра и расчетные ситуации (1) Воздействия ветра на пролетные конструкции моста и на несущие опоры рассчитывают с уче- том наиболее неблагоприятного для всей конструкции направления ветра. (2) Для этапа производства строительных работ воздействия ветра определяют специально, ес- ли невозможна горизонтальная передача или перераспределение силы ветра через пролетные кон- струкции. Если на этапе производства строительных работ опоры воспринимают нагрузки от высту- пающих элементов пролетных конструкций или элементов опалубки, то необходимо учитывать воз- можное асимметричное ветровое воздействие на такие элементы. Примечание — Этапы производства строительных работ обычно более критичны для опор моста и некото- рых типов пролетных конструкций, чем для постоянных расчетных ситуаций, возникающих после заверше- ния строительных работ. Нормативные значения для временных расчетных ситуаций на этапе производства строительных работ указаны в EN 1991-1-6. Влияние лесов см. в 7.11. 8.4.2 Ветровые воздействия на опоры моста (1) Воздействия ветра на опоры моста определяют методом, установленным в настоящих строи- тельных нормах. При расчете результирующей нагрузки необходимо учитывать условия 7.6, 7.8 или 7.9.2. Примечание 1 — Упрощенные правила могут устанавливаться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Примечание 2 — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» могут быть приведены методы расчета с учетом асимметричной нагрузки. Рекомендуемым методом является полное исключение расчетной ветровой нагрузки на элементы конструкции, для которых эти воздействия создают благоприятный эффект (см. 7.1.2(1)). СН 2.01.05-2019 64 Приложение А Влияние шероховатости местности и орографии А.1 Графическое представление максимальных шероховатостей различных типов местности Тип местности 0 Моря или открытые побережья морей Тип местности I Озера или плоская местность с незначительной расти- тельностью без преград Тип местности II Открытая местность с низкой, как трава, растительностью и изолированными отдельно стоящими преградами (дере- вьями, зданиями), расстояние между которыми не превы- шает 20-кратного значения их высот Тип местности III Местность с равномерной растительностью или зданиями или преградами, расстояние между которыми не превы- шает 20-кратного значения их высот (деревни, пригород- ные зоны, протяженные лесные массивы) Тип местности IV Территории, в пределах которых, по крайней мере, 15 % поверхности покрыто зданиями, высота которых превы- шает 15 м СН 2.01.05-2019 65 А.2 Переходы между типами местности 0, I, II, III и IV (1) Переходы между зонами с различной шероховатостью учитывают при расчете q p и c s c d Примечание — Методы устанавливают в разделе «Национальные требования и национально установлен- ные параметры». Ниже приведены два рекомендуемых метода. Первый метод. Если здание находится вблизи места изменения шероховатости местности на расстоянии: — менее 2 км от типа местности 0; — менее 1 км от типа местности I–III, то применяют меньшую шероховатость местности в направлении наветренной стороны. Небольшие зоны (площадью менее 10 % от учитываемых в других случаях) с шероховатостью, отличаю- щейся от основной поверхности, можно не учитывать. Второй метод: а) определить шероховатости местности в направлении наветренной стороны в секторах обтекания, кото- рые необходимо учитывать; b) определить расстояния х между зданием и местом изменения шероховатости в каждом секторе; с) если расстояние х между зданием и зоной смены неровности меньше значения, указанного в таблице А.1, то для неровности в рассматриваемом секторе применяют меньшее значение. Если расстояние х больше зна- чения, указанного в таблице А.1, то для неровности применяют большее значение. Небольшие зоны (площадью менее 10 % от учитываемых в других случаях) с шероховатостью, отличаю- щейся от основной поверхности, можно не учитывать. Если в таблице А.1 не указано расстояние х или если высота здания превышает 50 м, то приме- няют меньшую шероховатость. Для промежуточных значений высоты z допускается линейная интерполяция. Здание, расположенное в определенном типе местности можно рассчитывать с применением меньшей шероховатости местности, если оно находится на расстоянии, не превышающем пределов, определенных в таблице А.1. Таблица А.1 — Расстояние х Высота z, м Между I и II зоной, км Между I и III зоной, км Между II и III зоной, км Между II и IV зоной, км Между III и IV зоной, км 5 0,5 5 0,3 2,0 0,20 7 1,0 10 0,5 3,5 0,35 10 2,0 20 1,0 7,0 0,70 15 5,0 3,0 20,0 2,00 20 12,0 7,0 4,50 30 20,0 10,0 7,00 50 50,0 30,0 20,00 А.3 Численный расчет орографических коэффициентов (1) На изолированных возвышенностях (холмах), горных хребтах или скалах и склонах возникают разные скорости ветра из-за уклона местности Φ = H/L u в направлении набегающего потока. В этом случае Н обозначает высоту, а L u — фактическую длину, как представлено на рисунке А.1. (2) Наибольшее возрастание скорости ветра происходит у вершины склона и описывается оро- графическим коэффициентом с о (см. рисунок А.1). Склон не оказывает существенного влияния на стандартное отклонение турбулентности, как описано в 4.4(1). Примечание — Интенсивность турбулентности снижается с увеличением скорости ветра, стандартное от- клонение, напротив, не меняется. СН 2.01.05-2019 66 mittlere Windgeschwindigkeit in Hohe z uber Gelande Средняя скорость ветра на высоте z над уровнем земли mittlere Windgeschwindigkeit uber flachem Gelande Средняя скорость ветра над ровной местностью Рисунок А.1 — Графическое представление увеличения скорости ветра над орографией (3) Орографический коэффициент с о (z) = v m /v mf описывает возрастание средней скорости ветра для изолированных гор или склонов (не для холмистой местности или горных районов). Он относится к скорости ветра у подножия горы или склона. Влияние орографии необходимо учитывать в следую- щих ситуациях: а) для мест с наветренными склонами холмов или горных хребтов: — если 0,05 < Φ ≤ 0,3 и х ≤ L u /2; b) для мест с подветренными склонами холмов или горных хребтов: — если Φ < 0,3 и х ≤ L d /2; — если Φ ≥ 0,3 и х < 1,6Н; с) для мест с наветренными склонами скал или крутыми склонами: — если 0,05 < Φ ≤ 0,3 и х ≤ L u /2; d) для мест с подветренными склонами скал или крутыми склонами: — если Φ < 0,3 и х ≤ 1,5L е ; — если Φ ≥ 0,3 и х < 5Н. с о определяют следующим образом: с о = 1 для Φ < 0,5; (А.1) с о = 1 + 2s Φ для 0,05 < Φ < 0,3; (А.2) с о = 1 + 0,6s для Φ > 0,3, (А.3) где s — локальный орографический коэффициент по рисунку А.2 или А.3 относительно эффектив- ной длины L e проекции подветренной стороны; Φ — уклон по нормали к направлению действия ветра (см. рисунки А.2 и А.3); L e — эффективная длина проекции наветренной стороны по таблице А.2; L u — фактическая длина проекции наветренной стороны (проекция на горизонталь); L d — фактическая длина проекции подветренной стороны; Н — эффективная высота перепада высот местности; х — горизонтальное расстояние между рассматриваемой и наивысшей точкой местности; z — вертикальное расстояние между рассматриваемой и наивысшей точкой местности. СН 2.01.05-2019 67 Таблица А.2 — Значения эффективной длины L e Плоский (0,05 < Φ ≤ 0,3) Крутой (Φ > 0,3) L e = L u L e = Н/0,3 Примечание — Расчетные функции на рисунках А.2 и А.3 превышают определенные выше диапазоны при- менения. Учет влияния орографии вне этого диапазона является необязательным. (4) В долинах допускается устанавливать коэффициент с о (z), равный 1,0, если можно исключить ускорения, вызванные эффектом диффузирования. Для расположенных в долинах сооружений или для мостов, перекрывающих такие долины, следует проверить необходимость учета повышения ско- рости ветра. Wind Ветер Bauwerksstandort Месторасположение сооружения Kamm Гребень Leeseitige Gefalle Уклон с подветренной стороны Рисунок А.2 — Коэффициент s для склонов скал или крутых склонов (5) Формулы (А.4)–(А.7) и (А.11) могут применяться для расчетов орографического коэффициен- та. Так как эти формулы получены эмпирическим путем, то чрезвычайно важно, чтобы используемые параметры находились в заданных пределах, так как в противном случае следствием являются оши- бочные результаты. СН 2.01.05-2019 68 Wind Ветер Bauwerksstandort Место сооружения Kamm Гребень Leeseitige Gefalle Уклон с подветренной стороны Рисунок А.3 — Коэффициент s для гор или горных хребтов а) Наветренная зона при любой орографии (см. рисунки А.2 и А.3) В зонах 1,5 0 и 0 2,0 u e Х z L L − ≤ ≤ ≤ ≤ применяют: u x B L s A e = , (А.4) где 4 3 2 0,1552 0,8575 1,8133 1,9115 1,0124 e e e e z z z z A L L L L = ⋅ − ⋅ + ⋅ − ⋅ + ; (А.5) 2 0,3542 1,0577 2,6456 e e z z B L L = ⋅ − ⋅ + (А.6) Для 1,5 или 2 u e X z L L < − > применяют s = 0. СН 2.01.05-2019 69 b) Подветренная зона склонов скал или крутых склонов (см. рисунок А.2) В зонах 0,1 3,5 и 0,1 2,0 e e X z L L ≤ ≤ ≤ ≤ применяют: 2 log log e e X X s A B C L L = ⋅ + ⋅ + , (А.7) где 3 2 1,3420 log 0,8222 0,4609 log 0,0791 e e e z z z A L L L = − ⋅ − ⋅ + ⋅ − ; (А.8) 3 2 1,0196 log 0,8910 log 0,5343 log 0,1156 e e e z z z B L L L = − ⋅ − ⋅ + ⋅ − ; (А.9) 3 2 0,8030 log 0,4236 log 0,5738 log 0,1606. e e e z z z C L L L = ⋅ + ⋅ − ⋅ + (А.10) В зонах 0 0,1 e Х L ≤ ≤ проводят интерполяцию между значениями для 0 e Х L = (s = А в формуле (А.5)) и 0,1 e Х L = При 0,1 e z L < применяют значения 0,1 e z L = При / 3,5 e X L > или 2,0 e z L > применяют s = 0. с) Подветренная зона холмов или горных хребтов (см. рисунок А.3) В зонах 0 2,0 и 0 2,0 d e Х z L L ≤ ≤ ≤ ≤ применяют: d X B L s Ae = , (А.11) где 4 3 2 0,1552 0,8575 1,8133 1,9115 1,0124 e e e e z z z z A L L L L = ⋅ − ⋅ + ⋅ − ⋅ + ; (А.12) 2 0,3056 1,0212 1,7637 e e z z B L L = ⋅ + ⋅ − (А.13) Для 2,0 или 2,0 d e X z L L > > применяют s = 0. Примечание — Формулы (А.5) и (А.12) идентичны. А.4 Влияние более высокого близлежащего здания (1) Если здание более чем вдвое выше средней высоты h ave близлежащего здания, то в первом приближении расчет данного близлежащего здания может проводиться с применением пикового зна- чения скоростного напора на высоте z n (z 0 = z n ) над уровнем земли (формула А.14), см. рисунок А.4. СН 2.01.05-2019 70 Рисунок А.4 — Влияние высокого здания на два разных соседних здания (1 и 2) Высоту z n определяют по формуле (A.14): — при x r ≤ 1 ; 2 n z r = ⋅ — при 2 r x r < < 2 1 (1 ) ( ) ; 2 low n h z r x r r = ⋅ − − ⋅ − (А.14) — при 2 x r ≥ n low z h = Радиус r определяют следующим образом: r = h high , если h high ≤ 2d large ; r = 2d large , если h high > 2d large Высота здания h low , радиус r, расстояние х и размеры d small и d large представлены на рисунке А.4. Повышение скорости ветра можно не учитывать, если h low превышает половину высоты h high более высокого здания. Базовая высота в этом случае равна z n = h low А.5 Высота смещения (1) При расположении зданий на типе местности IV близлежащие здания и другие преграды вы- зывают смещение профиля ветра вверх. Эта высота смещения обозначается h dis и может опреде- ляться по формуле (А.15), см. рисунок А.5. Профиль скоростного напора как функцию высоты (см. рисунок 4.2) допускается смещать вверх на величину высоты смещения h dis : — при х ≤ 2h ave h dis — меньшее значение из 0,8h ave и 0,6h; — при 2h ave < x < 6h ave h dis — меньшее значение из 1,2h ave – 0,2 х и 0,6h; (А.15) — при х ≥ 6h ave h dis = 0*. При отсутствии более подробной информации для типа местности IV для средней высоты пре- град допускается применять значение h ave = 15. Применение этих правил зависит от направления ветра; при этом значения h ave и x должны быть установлены для каждого углового сектора 30° согласно 4.3.2. ____________ * Исправлена опечатка. СН 2.01.05-2019 71 Рисунок А.5 — Высота смещения и расстояние с наветренной стороны СН 2.01.05-2019 72 Приложение В Первый метод расчета для определения конструкционного коэффициента c s c d В.1 Турбулентность ветра (1) Масштаб длины турбулентности L(z) представляет среднюю величину порывов естественного ветра. Для высоты z ниже 200 м масштаб длины турбулентности рассчитывают по формуле (В.1): min ( ) при t t z L z L z z z α = ⋅ ≥ , min min ( ) ( ) при L z L z z z = < , (В.1) принимая базовую высоту z t = 200 м, базовый масштаб длины L t = 300 м, α = 0,67 + 0,05ln(z 0 ) и пара- метр шероховатости z 0 , м. Минимальная высота z min указана в таблице 4.1. (2) Распределение воздушного потока в диапазоне частот определяется безразмерной функцией спектральной плотности силы ветра S L (z,n ). Расчет осуществляется по формуле 2 5/3 ( , ) 6,8 ( , ) ( , ) (1 10,2 ( , )) v L L v L n S z n f z n S z n f z n ⋅ ⋅ = = σ + ⋅ , (В.2) где S v (z,n) — односторонний дисперсный спектр ветра; ( ) ( , ) ( ) L m n L z f z n v z ⋅ = — безразмерная частота, определяемая по n = n 1,x , собственной частоте изгибных колебаний сооружения, Гц, средней скорости ветра v m (z ) и масштабу длины тур- булентности L(z), как представлено на рисунке В.1. Функция безразмерной спек- тральной плотности силы ветра представлена на рисунке В.1. dimensionslose Frequenz Безразмерная частота |