что такое пульсация ветра определение

Wiki ЖБК

Материалы для проектирования железобетонных конструкций

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Боковая панель

Проектное бюро Фордевинд:

Сайты схожей тематики:

Содержание

Пульсации ветра. Динамический расчёт

Перед расчётом любой задачи с учётом динамики

Необходимость выполнения динамического расчёта

СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», п. 11.1.8:

Расчёт произвольной точки

Для определения максимального ускорения в произвольной точке необходимо для всех основных форм колебаний найти:

Частоту колебаний f_i, [Гц] можно определить по следующей формуле:

Зная амплитуду и частоту, можно найти максимальное ускорение a для i-той формы [м/с 2 ]:

Таким образом получаем:

Максимальное ускорение точки a [м/с 2 ] есть сумма максимальных ускорений по всем основным формам колебаний:

Примечения

Мне представляется, что складывать надо не абсолютные значения, а вектора. Причём, это тоже скорее всего не верно, т.к. из-за разных частот колебаний максимальные значения ускорений будут получаться в разные моменты времени

Рекомендуется также посчитать ускорение для верхней точки и сравнить его со значением в протоколе, чтобы убедиться в правильности использования формулы

П.С. Важно помнить, что колебания происходят не от нуля (ветер не действует), а вокруг точки, полученной от действия статической составляющей ветровой нагрузки (без пульсационной составляющей)

Полезные сслыки

Обсуждение

Зависит от того, что Вы считаете. Я считаю, что для обычных гражданских зданий, имеющих вытянутую (прямоугольную) форму в плане, выполненных из монолитного железобетона, вполне достаточно одно направления (вдоль меньшей стороны прямоугольника) и учёта знакопеременности нагрузи.

Добрый день!
Именно так и я поступаю «Аэродинамический коэф-т я беру 1,3 (складываю давление и отсос) и прикладываю к плите в уровне каждого перекрытия»
И так «Я считаю, что для обычных гражданских зданий, имеющих вытянутую (прямоугольную) форму в плане, выполненных из монолитного железобетона, вполне достаточно одно направления (вдоль меньшей стороны прямоугольника) и учёта знакопеременности нагрузи. «

Источник

Пульсация ветра: определение и приложение в ПК «Лира-САПР»

Для расчетов зданий требуется учет не только статических, но и динамических воздействий: пульсация ветра и сейсмичность. Как учесть в расчетной схеме пульсационную составляющую ветра в «Лира — САПР»?

Для примера приложения нагрузки используется тестовая модель башни, рассматриваемой в статье по созданию расчетной схемы.

Активация окна для задание пульсационной составляющей ветра

Согласно СП «Нагрузки и воздействия» ветровая нагрузка состоит из суммы двух составляющих: статического и пульсационного составляющих. Учет в расчете первого из них осуществляется в ручном режиме, тогда второй полностью автоматизирован.

Для назначения расчетной схеме эффекта пульсации ветра, необходимо создать таблицу динамических загружений. Для этого на панели «Расчет» во вкладке «Динамика» выбрать кнопку «Таблица динамических загружений» (рис. 1).

В новом окне указывается какие загружения следует преобразовать в динамические. В нем последовательно заполнить поля согласно рис. 2 и 3.

Следует рассмотреть подробнее те пункты, которые необходимо заполнить в окне «Задание характеристик для расчета на динамическое воздействие» (рис. 3).

Описание строк интерфейса

Номер строки характеристик. Порядковый номер текущей динамической нагрузки в таблице динамических загружений.

№ загружения. Порядковый номер динамического загружения в таблице загружений. Т.е. рассматриваемое динамическое загружение «Ветер (пульсация)» в таблице загружений находится под номером 4. Этот номер и следует указывать.

Наименование воздействия. Выбор из списка необходимое динамическое воздействие. Для расчета пульсации ветра следует выбирать «Пульсационное (21)».

Количество учитываемых форм колебаний. В данном пункте нужно определиться в том, сколько следует использовать форм колебаний. Для начала можно выбрать 10 форм. Количество форм должно быть не более такого их числа, у крайнего из которых частота собственных колебаний не больше предельного значения, указанного в СП «Нагрузки и воздействия».

Номер соответствующего статического загружения. Здесь следует вписать номер того загружения, которое будет преобразовано в динамическое, согласно таблице загружений, где задан статический ветер. В текущем случае – 3.

После нажатия на кнопку «Параметры» откроется новое окно «Параметры расчета на ветровое воздействие с учетом пульсации» (рис. 52), в котором так же необходимо заполнить все указанные поля.

Строительные нормы – СП 20.13330.2011

Поправочный коэффициент. Аналог коэффициента собственного запаса, можно оставить равным единице.

Длина здания вдоль оси х и у. Так как проектируемая башня является симметричной относительно двух осей, то длина будет одинаковая. Башня имеет переменное по высоте сечение в плане, поэтому допускается использование усреднённой длины, создавая тем самым эквивалентный контур.

Итого, в указанных полях поставить значение 2.4 м. Таким образом задается пульсация ветра.

Источник

Как задать пульсацию ветра в SCAD Office?

Ветровая нагрузка является основополагающей для пространственных решетчатых конструкций, а так же и некоторых прочих. Такое природное явление обладает свойством пульсации, которое означает, что эта нагрузка крайне непостоянна в течении времени. За счет ее ослабления и усиления в краткий промежуток времени в конструкциях могут возникать колебания. Как задать пульсацию ветра в SCAD Office?

Шаг первый. Определение статической составляющей.

Согласно требованиям актуальных российских норм, а именно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», полное влияние ветра состоит из двух составляющих: статической и пульсационной частей. В нормах представлен подробный алгоритм подсчета ветра на конструкцию.

Если со сбором статической части все несложно (требуется лишь хорошо составленная таблица в Экселе с формулами из СП), то с пульсационной частью можно обойтись без ручного расчета. Современные программные комплексы, такие как SCAD и ЛИРА-САПР с успехом позволяют осуществлять такого рода динамические расчеты, причем даже применяя нелинейную постановку задачи, путем ее автоматической линеаризации. В принципе, механизм задания ветровой пульсации в обоих программных комплексах идентичен.

Пример таблицы, по которой можно осуществлять сбор нагрузок, представлен на рис. 1.

Шаг второй. Задание пульсации ветра в SCAD.

После того, как статическая часть воздействия задана и приложена, то на панели инструментов над рабочим полем следует перейти во вкладку «Загружения» (рис. 2) и убедиться, что текущим не назначено никакое иное загружение. После нужно на этой же вкладке отыскать кнопку «Динамические загружения» — «Создание нового загружения», чтобы открыть окно назначения и задать пульсацию ветра в SCAD.

В появившемся окне требуется выбрать следующие параметры: вид воздействия: ветровые воздействия, имя воздействия: пульсации ветра.

Следующий шаг в этом окне — активация галочки у пункта «преобразование статических нагрузок в массы». Для ветровой пульсации коэффициенты преобразования должны соответствовать коэффициентам основного сочетания согласно норм, по которым идет расчет. В частности, основное сочетание п.6.1 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» принимается с коэффициентами согласно п.6.3 и п.6.4.

Для каждого из типа нагрузок задаются соответствующие коэффициенты пересчета:

Стоит учитывать, что преобразуются только те нагрузки, которые не имеют длительную часть, например, статическое ветровое загружение добавлять не надо, а гололед надо. На рис. 3. представлен общий вид окна настроек. Так же есть возможность выбора метода определения собственных форм и колебаний:

Если выбрать метод Ланцоша, то можно указать предельную частоту, которая указана в СП, например, для 3 ветрового — 3.8 Гц. Достигнув этой частоты, поиск форм прекратится автоматически. В иных методах придется вручную ограничивать число форм конкретным числом, при этом отслеживая в модальном анализе, что все частоты дошли до вышеуказанного предела.

Перейдя на вторую вкладку текущего окна, следует продолжить настройку пульсационного воздействия по следующим параметрам.

Общий вид окна настроек представлен на рис. 4.

Шаг третий. Задание комбинаций нагрузок и РСУ

При задании нагрузок в комбинациях загружений, статическую часть включать вместе с пульсации не следует, так как первая уже содержится во второй.

При задании РСУ в дереве проекта ветровые нагрузки со статической часть необходимо оставить неактивными (рис.5). При формировании расчетной схемы с несколькими направлениями ветра, следует устанавливать взаимоисключающую связь между ними. Такое загружение является знакопеременным.

Шаг четвертый. Анализ результатов

Итогом решения вопроса о том, как задать пульсацию ветра в SCAD является анализ полученных результатов. Он производится в режиме «Графический анализ». Во вкладке «Деформации» выполняется по нагрузке:

Амплитуда от статической и динамической нагрузок

Значение суммарной амплитуды в SCAD всегда немного завышено, так как программный комплекс складывает знвчения амплитуд по модулю без учета знака.

Источник

Ветровое воздействие на башни и мачты

Основной кратковременной нагрузкой башенные и мачтовые конструкции является ветровое воздействие. При расчете следует учитывать сумму средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки.

В необходимых случаях также следует учитывать изменение ветровой нагрузки (скорости ветрового потока) по высоте сооружения, а также ее неравномерность (зональность) (рис. 1).

Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней w_m и пульсационной w_p составляющей. Нормативная величина ветровой нагрузки:

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке следует принимать равным 1.4. Нормативная величина средней составляющей ветровой нагрузки:

Аэродинамические коэффициенты сt решетчатых башен и пространственных ферм определяются по формуле:

Для ферм и труб при Re ≥ 4*10^5 η=0.95.
k₁ — коэффициент, зависящий от контура поперечного сечения и направления ветра (табл. 2).

Аэродинамический коэффициент отдельностоящей плоской решетчатой конструкции:

Число Рейнольдса Re определяется по формуле:

Где d, м – средний диаметр трубчатых элементов.

Пульсационная составляющая ветровой нагрузки определяется в зависимости от частоты и периода собственных колебаний конструкции. При расчете башен и мачт допускается учитывать только 1-ю форму колебаний.

Нормативная величина пульсационной составляющей ветровой нагрузки:

– коэффициент динамичности, определяемый в зависимости от параметра логарифмического декремента колебаний и параметра для первой собственной частоты f₁.

Параметр – коэффициент пульсации ветра (табл. 4).

v – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.

Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления следует определять для расчетной поверхности сооружения или отдельной конструкции, для которой учитывается корреляция пульсаций. Для решетчатых сооружений в качестве расчетной поверхности необходимо принимать размеры расчетной поверхности по его внешнему контуру.

Если расчетная поверхность близка к прямоугольнику, ориентированному так, что его стороны параллельны основным осям, то коэффициент v следует определять по таблице 5 в зависимости от параметров (табл. 6) и ориентации (рис. 4).

При задании такого внешнего влияния на конструкцию, как ветровое воздействие, следует учитывать опасное направление воздействия. Так при направлении ветра на грань в работе участвуют только 2 параллельные ветру грани. При направлении ветра на диагональ будут работать все грани, но с меньшими усилиями (рис. 5).

При этом усилия в поясах от составляющих ветровой нагрузки будут суммироваться. Таким образом, опасным направлением ветра для поясов является направление на диагональ, для решетки – на грань.

Расчетная нагрузка от пульсационной составляющей ветровой нагрузки определяется в зависимости от периода колебаний башни.

Таким образом истолковано ветровое воздействие в актуальном СП «Нагрузки и Воздействия».

Примеры назначения ветрового воздействия

На сайте уже представлено практическое применение вышеизложенных знаний на примере назначения ветрового воздействия на башню в рамках програмнного комплекса Лира.

А так же представлен четкий и подробный алгоритм сбора ветровых нагрузок на решетчатые конструкции.

Источник

И снова о пульсациях ветра. Частоты собственных колебаний здания!

ответы на эти и многие другие вопросы Вы найдете здесь:
http://www.mgsu.ru/

Дополнено: каков вопрос таков и ответ

Ильнур, но это «пульсация по У».
Значит «пульсация по Х» даёт нулевые перемещения? Такое возможно?

yrubinshtejn, есть Г-образная опора (стойка и консоль). На опору приложена средняя составляющая ветровой нагрузки (статическая)
в двух плоскостях (в разных загружениях)-по Х и по У. Scad из статических ветровых нагрузок получил «Пульсацию по Х» и «Пульсацию по У». Вопрос в том, что при просмотре перемещений от загружения «Пульсацию по Х», все перемещения нулевые.

пытаюсь быть инженером

при расчете задачи на пульсацию ветра собирать массы в узлы нужно от каких нагрузок?

я считаю, что только от постоянных собственных нагрузок. то есть, соответственно, собственный вес конструкций и оборудования и НЕ включать в эти массы нагрузку полезную.

например, мой случай: считаю галерею над силосами. открытая, неотапливаемая. просто стрежневая пространственная конструкция. для определения форм собственных колебаний, и соответственно, усилий от пульсации ветра, я учитываю узловую массу соответственно только от с.в. конструкций. и не учитываю полезную нагрузку (0,15 кПа) на площадки, которая регламентирована СНиП’ом (теперь СП).

теперь вопрос логики Offtop: или здравого смысла
в момент, когда дует ветер, у нас на этой галерее могут находится люди. и потому массы будут соответственно другими (как раз-таки эти 0,15кПа).
с другой стороны, собственные колебания системы потому и называются собственными, что нужно учесть ее собственные характеристики.

направьте на путь истинный)

Источник