СН 2.01.05-2019. Строительные нормыреспублики беларусьсн 01. 052019Издание официальное

• Название: Строительные нормыреспублики беларусьсн 01. 052019Издание официальное
• Дата: 17.12.2022
• Размер: 2.42 Mb.
• Имя файла: СН 2.01.05-2019.pdf
• Тип: Документы; #848890
• страница: 3 из 15

3.5
Модели
(1) Воздействие ветра на сооружение (т. е. реакция сооружения) зависит от размера, формы и динамических свойств сооружения. Настоящие строительные номы включают также динамическую реакцию сооружения от продольного (вдоль направления ветра) компонента турбулентности вслед- ствие повышения резонанса с учетом формы основных изгибных колебаний (одинаковое направле- ние колебаний по всей высоте сооружения) параллельно направлению действия ветра.
Реакция сооружения рассчитывается по разделу 5 с применением пикового значения скоростного напора q
p
на базовой высоте с учетом аэродинамических коэффициентов усилия или давления, а также конструкционного коэффициента c
s
c
d
(
раздел 6). Значение q
p
зависит от климатического режима ветра, шероховатости местности и орографии, а также от базовой высоты. Значение q
p
пред- ставляет собой сумму среднего скоростного напора и составляющей от кратковременных колебаний давления.
(2) Аэроупругие реакции учитывают, как правило, для гибких конструкций, таких как канаты, мач- ты, дымовые трубы и мосты.
Примечание — Упрощенные правила определения аэроупругих реакций приведены в приложении Е.
4
Скорость ветра и скоростной напор
4.1
Основы расчета
(1) Скорость ветра и соответствующий ей скоростной напор содержат среднюю составляющую и составляющую колебаний.
Среднюю скорость ветра v
m
следует определять из базового значения скорости ветра v
b
, зави- сящего от климатического режима ветра (4.2) и от профиля скорости ветра по высоте. Профиль ско- рости ветра по высоте зависит от шероховатости местности и орографии (4.3). Пиковое значение ско- ростного напора определяется в 4.5.
Колебательная составляющая ветра представлена интенсивностью турбулентности в соответ- ствии с 4.4.
Примечание — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» может содержаться информация о национальном климате, посредством которой можно определять среднюю ско- рость ветра v
m
, пиковое значение скоростного напора q
p
и дополнительные значения для основных типов местности.
4.2
Базовое значение скорости ветра
(1)Р Основное значение базовой скорости ветра v
b,0
является характеристическим значением средней скорости ветра на уровне 10 м над поверхностью земли для открытого типа местности с низ- кой растительностью (например, такой как трава) и изолированными отдельно стоящими преградами, расстояние между которыми составляет как минимум 20-кратное значение их высот, соответствую- щее 10-минутному интервалу осреднения независимо от времени года и направления ветра.
Примечание 1 — Данная местность соответствует типу II по таблице 4.1.
Примечание 2 — Основные значения базовой скорости ветра v
b,0
могут быть указаны в разделе «Нацио- нальные требования и национально установленные параметры».
(2)Р Базовое значение скорости ветра равно
,0
b
dir
season
b
v
c
c
v
=
⋅
⋅
,
(4.1) где v
b
— базовая скорость ветра, определяемая как функция направления ветра и времени года, на высоте 10 м над уровнем земли для типа местности II;
v
b,0
— основное значение базовой скорости ветра, см. (1)Р;
c
dir
— коэффициент, учитывающий направление ветра, см. примечание 2;
c
season
— сезонный коэффициент, см. примечание 3.
Примечание 1 — В случае, если влияние высоты над уровнем моря на базовую скорость ветра v
b
в указан- ном базовом значении не учтено, метод учета влияния высоты над уровнем моря может быть указан в раз- деле «Национальные требования и национально установленные параметры».
Примечание 2 — Значение коэффициента, учитывающего направление ветра c
dir
для различных направле- ний, может быть указано в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры».
Рекомендуемое значение составляет 1,0.
Примечание 3 — Сезонный коэффициент c
season
может указываться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемое значение составляет 1,0.

СН 2.01.05-2019
8
Примечание 4 — Средняя скорость ветра, соответствующая 10-минутному интервалу осреднения, может определяться для годовой вероятности превышения р умножением базового значения скорости ветра v
b
по
4.2(2)Р на вероятностный коэффициент c
prob
по формуле (4.2) (см. также EN 1991-1-6).
1
ln ( ln (1
))
1
ln ( ln (0,98))
n
prob
K
p
c
K


− ⋅ ⋅ − ⋅ −
= 

− ⋅ ⋅ − ⋅


,
(4.2) где К — параметр формы, зависящий от коэффициента вариации распределения экстремальных значений;
n —
экспонента.
Примечание 5 — Значения, применяемые для K и n, могут указываться в разделе «Национальные требова- ния и национально установленные параметры». Рекомендуемые значения составляют: K = 0,2 и n = 0,5.
(3)
Для временных и всех строящихся сооружений допускается применять сезонный коэффи- циент c
season
. Для мобильных сооружений, которые могут использоваться в любое время года, c
season
= 1,0.
Примечание — См. также EN 1991-1-6.
4.3
Средняя скорость ветра
4.3.1 Зависимость от высоты
(1) Средняя скорость ветра v
m
(z
) на высоте z над уровнем земли зависит от шероховатости мест- ности, орографии и базового значения скорости ветра v
b
.
Она равна о
( )
( )
( )
,
m
r
b
v
z
c z c z v
=
⋅
⋅
(4.3) где c
r
(z) —
коэффициент, учитывающий тип местности в соответствии с 4.3.2;
c
о
(z) —
орографический коэффициент по 4.3.3.
Примечание 1 — Данные по с
о могут указываться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Если орография учтена в базовой скорости ветра, то рекомендуемое значение равно 1,0.
Примечание 2 — Карты или таблицы для определения v
m
(z
) могут приводиться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры».
(2) Необходимо учитывать влияние близлежащих сооружений на скорость ветра (см. 4.3.4).
4.3.2 Шероховатость местности
(1) Коэффициент, учитывающий тип местности c
r
(z), определяет изменчивость средней скорости ветра v
m
(z
) в месте расположения сооружения в зависимости от:
— высоты над уровнем земли;
— шероховатости местности с наветренной стороны сооружения для рассматриваемого направ- ления ветра.
Примечание — Метод определения c
r
(z
) может указываться в разделе «Национальные требования и нацио- нально установленные параметры». Рекомендуется следующий метод, который базируется на логарифмиче- ском законе изменения профиля скорости по высоте.
0
( )
ln
r
r
z
c z
k
z


=
⋅  


для
z
min
≤ z ≤ z
max
;
(
)
min
( )
r
r
c z
c
z
=
для
z
≤ z
min
,
(4.4)
где z
0
—
параметр шероховатости;
k
r
—
коэффициент местности, зависящий от параметра шероховатости z
0
по следующей формуле
0,07 0
0,
0,19
r
ji
z
k
z


=
⋅





,
(4.5) здесь z
0,ji
—
0,05 м (тип местности II, таблица 4.1);
z
min
—
минимальная высота по таблице 4.1;
z
max
—
200 м.
Значения z
0
, z
min зависят от типа местности. Рекомендуемые значения указаны в таблице 4.1 для пяти характерных типов местности.
Формула (4.4) верна, если расстояние с наветренной стороны с постоянной шероховатостью мест- ности имеет величину, достаточную для образования стабильного профиля скорости ветра (см. (2)).

СН 2.01.05-2019
9
Таблица 4.1 — Типы местности и параметры шероховатости
Тип местности
z
0
,
м
z
min
,
м
0
Моря или открытые побережья морей
0,003 1
I
Озера или плоская местность с незначительной растительностью без преград
0,01 1
II
Открытая местность с низкой, как трава растительностью и изолиро- ванными отдельно стоящими преградами (деревьями, зданиями), расстояние между которыми составляет как минимум 20-кратное зна- чение их высот
0,05 2
III
Местность с равномерной растительностью или зданиями или прегра- дами, расстояние между которыми не превышает 20-кратного значения их высот (деревни, пригородные зоны, протяженные лесные массивы)
0,3 5
IV
Территории, в пределах которых, по крайней мере, 15 % поверхности покрыто зданиями, высота которых превышает 15 м
1,0 10
Примечание — Типы местности проиллюстрированы в приложении А.1.
(2) Шероховатость местности, применяемая для заданного направления ветра, зависит от шеро- ховатости почвы и величины участка наветренной стороны с постоянной шероховатостью местности в определенном угловом диапазоне относительно рассматриваемого направления ветра. Небольши- ми площадями (менее 10 % рассматриваемой площади) с отличающимися шероховатостями можно пренебречь. См. рисунок 4.1. wind direction направление ветра
Примечание — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» может быть указан угловой диапазон и величина расстояния с наветренной стороны. Рекомендуется угловой диа- пазон в форме углового сектора 30 °, т. е. ±15 ° относительно рассматриваемого направления ветра. Реко- мендуемое значение расстояния с наветренной стороны приведено в приложении А (А.2).
Рисунок 4.1 — Оценка шероховатости местности
Номинальный сектор
Рассматриваемая зона
Зона с другой шероховатостью
Расстояние с наветренной стороны согласно (2)

СН 2.01.05-2019
10
(3) Если для рассматриваемого углового диапазона определен аэродинамический коэффициент давления или усилия, применяют наименьший параметр шероховатости в пределах каждого ветрово- го сектора 30°.
(4) Если внутри рассматриваемого углового диапазона существует два и более типов местности, применяют наименьший параметр шероховатости.
4.3.3 Орография
(1) В случаях, где орография (например, горы, утесы и т. п.) повышает скорость ветра более чем на 5 %, это увеличение необходимо учитывать посредством применения орографического коэффи- циента с
о
Примечание — Определение с
о может указываться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемый метод указан в приложении А (А.3).
(2) Влияниями орографии можно пренебречь, если средний уклон местности с наветренной сто- роны менее 3°. Величина учитываемого расстояния с наветренной стороны должна превышать
10- кратное значение высоты выступающего орографического элемента.
4.3.4 Влияние более высоких близлежащих зданий
(1) Если сооружение тесно примыкает к другому сооружению, высота которого не менее чем в 2 раза превышает среднюю высоту близлежащей застройки, то в этом случае рассматриваемое соо- ружение (в зависимости от особенностей сооружения) при определенных направлениях ветра может подвергаться воздействию более высоких скоростей ветра. Данные случаи необходимо учитывать.
Примечание — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» может быть указан метод учета близлежащей застройки. Рекомендуемое консервативное первое приближение представлено в приложении А (А.4).
4.3.5 Близлежащие здания или преграды
(1) Необходимо учитывать влияние близлежащих зданий или преград.
Примечание — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» может быть указан метод учета близлежащих зданий или преград. Рекомендуемый метод указан в приложении А
(
А.5). На местности с высокой шероховатостью близко расположенные, тесно стоящие друг возле друга со- оружения изменяют поток ветра вблизи уровня земной поверхности так, как если бы уровень земли был поднят на высоту смещения h
dis
4.4
Турбулентность ветра
(1) Интенсивность турбулентности l
v
(z
) на высоте z определена как отношение стандартного от- клонения турбулентности к средней скорости ветра.
Примечание 1 — Турбулентная составляющая скорости ветра имеет среднее значение, равное нулю, и стан- дартное отклонение σ
v
. Стандартное отклонение турбулентности σ
v
равно
v
r
b
i
k v k
σ =
,
(4.6) где k
r
— коэффициент местности по формуле (4.5);
v
b
— базовое значение скорости ветра по формуле (4.1);
k
i
— коэффициент турбулентности, см. примечание 2.
Примечание 2 — Для определения l
v
(z
) рекомендуется использовать следующее выражение o
0
( )
( )
( ) ln ( /
)
v
i
v
m
k
l z
v
z
c z
z z
σ
=
=
⋅ ⋅
для z
min
≤ z ≤ z
max
; min
( )
(
)
v
v
l z
l z
=
для z ≤ z
min
,
(4.7) где k
i
— коэффициент турбулентности. Значение k
i
может указываться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемое значение k
i
= 1,0;
с
о
— орографический коэффициент по 4.3.3;
z
0
— параметр шероховатости по таблице 4.1.

СН 2.01.05-2019
11
4.5
Пиковое значение скоростного напора
(1) Следует устанавливать пиковое значение скоростного напора q
p
(z
) на высоте z, включающее средние и кратковременные изменения (колебания) скорости.
Примечание 1 — В разделе «Национальные требования и национально установленные параметры» могут- быть указаны правила определения q
p
(z
). Рекомендуемым правилом является:
[
]
2 1
( )
1 7 ( )
( )
( )
2
p
v
m
o
b
q z
l z
v
z
c z q
= +
⋅ ⋅ ρ
=
⋅
,
(4.8) где ρ
—
плотность воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря, температуры и барометрического давления. Значение должно определяться в соответствии с регионами возникновения урагана;
с
е
(z)— коэффициент экспозиции, определяемый по формуле
( )
( )
p z
е
b
q
c z
q
=
,
(4.9) здесь q
b
—
значение среднего (базового) скоростного напора, определяемое по формуле
2 1
2
b
b
q
v
= ⋅ ρ ⋅
(4.10)
Примечание 2 — Применяемые на национальном уровне значения ρ могут указываться в разделе «Нацио- нальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемое значение равно 1,25 кг/м
3
Примечание 3 — Значение 7 в формуле (4.8) соответствует пиковому коэффициенту k
p
= 3,5 и применяется с аэродинамическими коэффициентами давления и усилия в разделе 7. Для ровной местности при с
о
(z) = 1,0
(см. 4.3.3) коэффициент экспозиции с
е
(z
) представлен на рисунке 4.2 в виде функции высоты (над местно- стью) и типа местности (как определено в таблице 4.1).
Рисунок 4.2 — Графическое представление
коэффициента экспозиции c
е
(z
) для с
о
= 1,0, k
i
= 1,0
5
Ветровые воздействия
5.1
Общие положения
(1)Р Общие ветровые воздействия на конструкции и конструктивные элементы следует опреде- лять с учетом внешнего и внутреннего ветрового давления.
Примечание — Сводка расчетных процедур для определения ветровых воздействий приведена в таблице 5.1.

СН 2.01.05-2019
12
Таблица 5.1 — Методы расчета по определению ветровых воздействий
Параметр
Ссылка
Пиковое значение скоростного напора q
p
Базовое значение скорости ветра v
b
4.2
(2)Р
Базовая высота z
e
Раздел 7
Тип местности
Таблица 4.1
Характеристическое пиковое значение скоростного напора q
p
4.5(1)
Интенсивность турбулентности l
v
4.4
Средняя скорость ветра v
m
4.3.1
Орографический коэффициент с
о
(z)
4.3.3
Коэффициент, учитывающий тип местности c
r
(z)
4.3.2
Ветровое давление, например, для покрытий, несущих и ограждающих
конструкций
Аэродинамический коэффициент внешнего давления с
ре
Раздел 7
Аэродинамический коэффициент внутреннего давления с
рi
Раздел 7
Внешнее ветровое давление: w
e
= q
p
c
pe
5.2(1)
Внутреннее ветровое давление: w
i
= q
p
c
pi
5.2(2)