СН 2.01.05-2019. Строительные нормыреспублики беларусьсн 01. 052019Издание официальное
 Скачать 2.42 Mb.
|
|
Конструктивные элементы с острыми кромками в сечении (1) Коэффициент усилия c f конструктивных элементов с острыми кромками в сечении (рисунок 7.25) следует рассчитывать по формуле c f = c f,0 ψ λ , (7.11) где ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13). Примечание 1 — Числовые значения с f,0 могут быть указаны в разделе «Национальные требования и наци- онально установленные параметры». Рекомендуемое значение для всех элементов конструкции без сво- бодного обтекания концов с f,0 = 2,0. Это значение основывается на измерениях при слабых турбулентных условиях и дает безопасный результат. Примечание 2 — Формула (7.11) и рисунок 7.25 могут применяться также для зданий с h/d > 5,0. Рисунок 7.25 — Конструкции с острыми кромками в сечении (2) Следует принимать следующие значения базовой площади А ref (см. рисунок 7.25): — в направлении х А ref, х = lb; (7.12) — в направлении y А ref, х = ld, где l — длина рассматриваемого конструктивного элемента. (3) Во всех случаях базовую высоту z e следует принимать равной максимальной высоте над по- верхностью земли для рассматриваемого сечения. СН 2.01.05-2019 45 7.8 Конструктивные элементы с поперечным сечением, имеющим форму правильного многоугольника (1) Коэффициент усилия c f конструктивных элементов с поперечным сечением, имеющим форму правильного многоугольника с пятью или семью гранями равен c f = c f,0 ψ λ , (7.13) где ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект, определяемый по 7.13; c f,0 — коэффициент усилия для конструктивных элементов без обтекания свободного конца. Примечание — Числовые значения с f,0 могут устанавливаться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемые консервативные значения, полученные изме- рениями при слабых турбулентных условиях, указаны в таблице 7.11. (2) Для зданий при h/d > 5 значение с f допускается определять по формуле (7.13). Примечание — См. также таблицу 7.11 и рисунок 7.26 (3) Базовую площадь A ref следует определять по формуле A ref = fb, (7.14) где l — длина рассматриваемого элемента конструкции; b — диаметр описанной окружности, см. рисунок 7.26. (4) Во всех случаях базовую высоту z e следует принимать равной максимальной высоте над по- верхностью земли для рассматриваемого сечения. Таблица 7.11 — Коэффициент усилия c f,0 для конструкций с поперечным сечением, имеющим форму правильного многоугольника Число сторон Поперечное сечение Обработка поверхности и ребер Число Рейнольдса Re a) c f,0 5 Пятиугольник Любая Все значения 1,80 6 Шестиугольник Любая Все значения 1,60 8 Восьмиугольник Гладкая поверхность r/b < 0,075 b) Re ≤ 2,4 ⋅ 10 5 1,45 Re ≥3 ⋅ 10 5 1,30 Гладкая поверхность r/b ≥0,075 b) Re ≤ 2 ⋅ 10 5 1,30 Re ≥7 ⋅ 10 5 1,10 10 Десятиугольник Любая Все 1,30 12 Двенадцатиугольник Гладкая поверхность со скругленными ребрами c) 2 ⋅ 10 5 < Re < 1,2 ⋅ 10 6 0,90 Любая другая Re <4 ⋅ 10 5 1,30 Re > 4 ⋅ 10 5 1,10 16–18 Шестнадцатиугольник – восем- надцатиугольник Гладкая поверхность со скругленными ребрами c) Re <2 ⋅ 10 5 Рассматривать как круговой цилиндр (см. 7.9) 2 ⋅ 10 5 < Re < 1,2 ⋅ 10 6 0,70 а) Число Рейнольдса Re при ν = ν m и ν m , приведенной в 4.3, определено в 7.9. b) r — радиус закругления; b —диаметр описанной окружности, см. рисунок 7.26. с) По результатам аэродинамических испытаний секционных моделей с поверхностью из оцинкованной стали, сечение которых имеет параметр b = 0,3 м и радиус закругления 0,06b. СН 2.01.05-2019 46 Рисунок 7.26 — Конструктивный элемент с поперечным сечением, имеющим форму правильного многоугольника 7.9 Круговой цилиндр 7.9.1 Коэффициенты внешнего давления (1) Коэффициент наружного давления с ре для кругового цилиндра зависит от числа Рейнольдса Re, которое определяется по формуле ( ) e b v z Re v ⋅ = , (7.15) где b — диаметр; v — кинематическая вязкость воздуха (v = 15 ⋅ 10 –6 м 2 /с); v(z e ) — пиковое значение скорости ветра в соответствии с примечанием 2 к рисунку 7.27 на вы- соте z e (см. рисунок 6.1). (2) Коэффициент наружного давления с ре для кругового цилиндра равен с ре = с р,0 ψ λ0 , (7.16) где с р,0 — коэффициент наружного давления для цилиндра с бесконечной гибкостью λ (см. (3)); ψ λа — коэффициент, учитывающий концевой эффект для кругового цилиндра (см. (4)). (3) На рисунке 7.27 представлен коэффициент внешнего давления с р,0 для различных значений чисел Рейнольдса в зависимости от угла α. (4) Коэффициент для кругового цилиндра без обтекания свободного конца ψ λа0 равен ψ λ0 = 1 при 0° ≤ α ≤ α min ; min 0 min (1 ) сos 2 А x λ λ λ α − α ψ = ψ + − ψ ⋅ ⋅ α − α при α min < α < α А ; ψ λ0 = ψ λ при α А ≤ α ≤ 180°, (7.17) где α А — положение отрыва потока на окружности (рисунок 7.27); ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13). СН 2.01.05-2019 47 Рисунок 7.27 — Распределение давления по поперечному сечению кругового цилиндра без обтекания свободного конца Примечание 1 — Промежуточные значения допускается принимать линейной интерполяцией. Примечание 2 — Характерные значения Re, α min , с р0, min , α А и с р0,h указаны в таблице 7.12. Рисунок 7.27 и таблица 7.12 базируются на числе Рейнольдса при 2 p q v p = и q p по 4.5. Примечание 3 — Рисунок 7.27 базируется на эквивалентной шероховатости k/b, не превышающей 5 ⋅ 10 –4 Характерные значения эквивалентной шероховатости k указаны в таблице 7.13. Таблица 7.12 — Характерные значения Re, α min , с р0, min , α А и с р0,h для поперечного сечения кругового цилиндра без обтекания свободного конца Re α min с р0,min α А с р0,h 5 ⋅ 10 5 85 ° –2,2 135 ° –0,4 2 ⋅ 10 5 80 ° –1,9 120 ° –0,7 10 7 75 ° –1,5 105 ° –0,8 α min — положение минимального давления; с р0,min — значение минимального коэффициента давления; α А — положение от отрыва потока; с р0,h — основной коэффициент давления. (5) Базовую площадь A ref следует определять по формуле A ref = lb. (7.18) (6) Во всех случаях базовую высоту z e следует принимать равной максимальной высоте над по- верхностью земли для рассматриваемого сечения. 7.9.2 Коэффициенты усилия (1) Коэффициент усилия c f конечного кругового цилиндра равен c f = c f,0 ψ λ , (7.19) где c f,0 — коэффициент усилия кругового цилиндра без обтекания свободного конца (рисунок 7.28); ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13). Примечание 1 — Рисунок 7.28 может также применяться для зданий с h/d > 5,0. Примечание 2 — Рисунок 7.28 базируется на числе Рейнольдса при 2 p q v p = и q p по 4.5. СН 2.01.05-2019 48 Рисунок 7.28 — Коэффициент усилия с f,0 круговых цилиндров с бесконечной гибкостью для разных значений эквивалентной шероховатости k/b (2) Значения эквивалентной шероховатости k для поверхностей, не подвергавшихся воздействию окружающей среды, приведены в таблице 7.13. Примечание — Для поверхностей, испытывавших воздействие окружающей среды в течение определенного времени, значения эквивалентной шероховатости k могут быть приведены в разделе «Национальные тре- бования и национально установленные параметры» (3) Коэффициент усилия с f,0 для проволочных канатов применяют независимо от числа Рейноль- дса, с f,0 = 1,2. Таблица 7.13 — Эквивалентная шероховатость k Поверхность Эквивалентная шероховатость k, мм Поверхность Эквивалентная шероховатость k, мм Стекло 0,0015 Гладкий бетон 0,2 Полированный металл 0,002 Строганное дерево 0,5 Высококачественная окраска 0,006 Шероховатый бетон 1,0 Окраска напылением 0,02 Грубо распиленная древесина 2,0 Сталь со светлой поверх- ностью (без покрытия) 0,05 Ржавчина 2,0 Чугун 0,2 Кирпичная кладка 3,0 Гальванизированная сталь 0,2 СН 2.01.05-2019 49 (4) Базовую площадь A ref следует определять по формуле A ref = lb, (7.20) где l — длина рассматриваемого конструктивного элемента. (5) Во всех случаях базовую высоту z e следует принимать равной максимальной высоте над по- верхностью земли для рассматриваемого сечения. (6) Для цилиндров с относительно ровной поверхностью с расстоянием в свету z g /b < 1,5 над уровнем земли (рисунок 7.29) требуются специальные исследования. Рисунок 7.29 — Цилиндр с относительно ровной поверхностью 7.9.3 Коэффициенты усилия для вертикальных цилиндров, расположенных в ряд При расположении цилиндров в ряд коэффициент усилия с f,0 зависит от направления ветра отно- сительно оси ряда и от отношения расстояния, а к среднему диаметру b — см. таблицу 7.14. Коэф- фициент усилия с f для любого цилиндра равен c f = c f,0 ψ λ к, (7.21) где c f,0 — коэффициент усилия кругового цилиндра без обтекания свободного конца (см. 7.9.2); ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13); к — коэффициент в соответствии с таблицей 7.14 (для самого неблагоприятного направления набегающего потока). Таблица 7.14 — Коэффициент к для круговых цилиндров, расположенных в ряд a/b к 2,5 < a/b < 3,5 1,15 3,5 < a/b < 30 210 180 а b − a/b > 30 1,00 а — расстояние; b — диаметр. Примечание — При a/b < 2,5значения к могут быть приведены в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». СН 2.01.05-2019 50 7.10 Сферы (1) Коэффициент усилия с f, х для сфер в направлении действия ветра представляет собой функ- цию числа Рейнольдса Re (см. 7.9.1) и эквивалентной шероховатости k/b (см. таблицу 7.13). Примечание 1 — Значения коэффициента усилия с f,x могут устанавливаться в разделе «Национальные тре- бования и национально установленные параметры». Рекомендуемые значения на основании измерений при слабых турбулентных условиях представлены на рисунке 7.30. Рисунок 7.30 базируется на числе Рейнольд- са при 2 p q v p = и q p по 4.5. Примечание 2 — Значения на рисунке 7.30 ограничены значениями z g > b /2, где z g — расстояние в свету между сферой и плоской поверхностью, а b — диаметр сферы (рисунок 7.31). При z g < b /2 коэффициент усилия с f,x умножают на коэффициент 1,6. Рисунок 7.30 — Коэффициент усилия сферы в направлении действия ветра (2) Вертикальный коэффициент усилия с f, х сфер определяют следующим образом: с f, х = 0 при 2 g b z > ; с f, х = +0,60 при 2 g b z < (7.22) (3) Базовую площадь A ref следует определять по формуле 2 4 ref b A = π ⋅ (7.23) (4) Базовую высоту следует определять по формуле 2 e g b z z = + (7.24) СН 2.01.05-2019 51 Рисунок 7.31 — Сфера вблизи плоской поверхности 7.11 Решетчатые конструкции и леса (1) Коэффициент усилия с f для решетчатых конструкций и лесов следует определять по формуле c f = c f,0 ψ λ , (7.25) где c f,0 — коэффициент усилия решетчатых конструкций и лесов без обтекания свободного конца. Он указан на рисунках 7.33–7.35 как функция коэффициента проемности ϕ (см. 7.11(2)) и числа Рейнольдса Re; Re — число Рейнольдса, принимаемое на основании среднего диаметра стержня b, см. при- мечание 1; ψ λ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13), который рассчитывается с применением l и ширины b = d, по рисунку 7.32. Примечание 1 — Рисунок 7.35 базируется на числе Рейнольдса при 2 p q v p = и q p по 4.5. Примечание 2 — Понижающие коэффициенты для лесов без воздухонепроницаемого ограждения, на кото- рые оказывают влияние затенения сплошных сооружений, могут указываться в разделе «Национальные требования и национально установленные параметры». Рекомендуемые значения указаны в EN 12811. Рисунок 7.32 — Решетчатые конструкции или леса СН 2.01.05-2019 52 Рисунок 7.33 — Коэффициент усилия с f,0 решетчатых конструкций из угловых профилей с острыми кромками в зависимости от коэффициента проемности ϕ Рисунок 7.34 — Коэффициент усилия с f,0 для пространственной решетчатой конструкции из угловых профилей и из профилей с острыми кромками в зависимости от коэффициента проемности ϕ СН 2.01.05-2019 53 Рисунок 7.35 — Коэффициент усилия с f,0 для плоских и пространственных решетчатых конструкций из профилей с круглым поперечным сечением (2) Коэффициент проемности ϕ следует определять по формуле с А А ϕ = , (7.26) где А — сумма площадей проекций стержней и узловых накладок, проецируемых на рассматривае- мую сторону, i i gk i k А b A = + ∑ ∑ l . В пространственных решетчатых конструкциях следует рас- сматривать наветренную сторону; А с — площадь вертикальной проекции, ограниченной контурами конструкции, А с = dl; l — длина решетчатой конструкции; d — ширина решетчатой конструкции; b i , l i — проекция ширины и длины отдельного стержня i (см. рисунок 7.32); А gk — площадь узловой накладки k. (3) Базовую площадь А ref следует определять по формуле А ref = А. (7.27) (4) Базовая высота z e равна высоте до верхней отметки рассматриваемого сечения. СН 2.01.05-2019 54 7.12 Флаги (1) Коэффициенты усилия c f и базовая площадь А ref для флагов приведены в таблице 7.15. (2) Базовая высота z e равна высоте до верхней отметки флага над поверхностью земли. Таблица 7.15 — Коэффициенты усилия c f для флагов Флаги А ref c f Флаги, закрепленные со всех сторон Сила действует по нормали к плоскости флага hl 1,8 Незакрепленные флаги Сила действует в плоскости флага hl 0,5hl 1,25 2 0,02 0,7 ref r A m h h − + ⋅ ⋅ ρ m r — масса на единицу площади флага; ρ — плотность воздуха (см. 4.5(1), примечание 2); z e — высота флага над уровнем земли. Примечание — Формулы для незакрепленных флагов содержат динамические силы на основании эф- фекта развевания (флаттера). |