Давление на рекламный щит

Здесь z — высота от поверхности земли;

d — размер здания (без учета его стилобатной части) в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер);

h — высота здания.

11.1.6 Коэффициент k(z_e) определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4), в которых принимаются следующие типы местности:

А — открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В — городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С — городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h — при высоте сооружения h до 60 м и на расстоянии 2 км — при h > 60 м.

Примечание — Типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра.

Коэффициент k для типов местности

Значения параметров k₁₀ и a для различных типов местностей приведены в таблице 11.3.

11.1.7 При определении компонентов ветровой нагрузки w_e, w_f, w_i, w_x, w_y и w_z следует использовать соответствующие значения аэродинамических коэффициентов: внешнего давления с_е, трения с_f, внутреннего давления с_i и лобового сопротивления с_x, поперечной силы с_у, крутящего момента с_z, принимаемых по приложению Д.1, где стрелками показано направление ветра. Знак «плюс» у коэффициентов с_е или с_t соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак «минус» — от поверхности (отсос). Промежуточные значения нагрузок следует определять линейной интерполяцией.

При определении ветровой нагрузки на поверхности внутренних стен и перегородок при отсутствии наружного ограждения (на стадии монтажа) следует использовать аэродинамические коэффициенты внешнего давления се или лобового сопротивления сх.

Для сооружений повышенного уровня ответственности, а также во всех случаях, не предусмотренных Д.1 приложения Д (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям, необходимость учета влияния рядом стоящих зданий и сооружений и т.п. случаях), аэродинамические коэффициенты необходимо принимать на основе результатов продувок моделей сооружений в аэродинамических трубах или по рекомендациям, разработанным специализированными организациями.

1 При назначении коэффициентов с_х, с_v и с_m необходимо указать размеры сооружения, к которым они отнесены.

2 Значения аэродинамических коэффициентов, указанных в приложении Д.1, допускается уточнять на основе данных модельных аэродинамических испытаний сооружений.

11.1.8 Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_p на эквивалентной высоте z_e следует определять следующим образом:

а) для сооружений (и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f_l, Гц, больше предельного значения собственной частоты f_l (см. 11.1.10), — по формуле

где w_m — определяется в соответствии с 11.1.3;

z(z_e) — коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по таблице 11.4 или формуле (11.6) для эквивалентной высоты z_e (см. 11.1.5);

v — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра (см. 11.1.11);

Давление на рекламный щит

Одним из основных воздействий на рекламные уличные конструкции является ветровая нагрузка. Порядок её расчета прописан в СНиП 2.01.07-85 » Нагрузки и воздействия» . В этой статье мы постараемся систематизировать методику определения ветровой нагрузки применительно к рекламным вывескам.

Для расчета ветровой нагрузки нам понадобятся:

1. Исходные данные:

• месторасположение рекламной установки на территории РФ.
• тип местности, на которой установлена реклама
• габаритные размеры вывески
• высота расположения вывески над поверхностью земли.
• монтажная схема вывески ( отдельностоящая, на фасаде здания и т.д.)

2. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздествия» ( буду ссылаться как на [1] )

НУЖЕН РАСЧЕТ ВЫВЕСКИ НА ВЕТЕР? ЗВОНИ: 8-962-934-44-16

1. Согласно п. 6.2 [1] – ветровую нагрузку следует определять как сумму среденей и пульсационной составляющих:

Wm- нормативное значение среденей составляющей,

Wp- нормативное значение пульсационной составляющей,

2. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

w0- нормативное значение ветрового давления ( см. п. 6.4 [1] ),

k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте ( см. п. 6.5 [1] )

c – аэродинамический коэффициент ( см. п. 6.6 [1] ). В конце статьи в Таблице 1 приведены аэродинамические коээфициенты наиболее часто встречающихся расчетных схем.

Нормативное значение ветрового давления w0 следует принимать в зависимости от ветрового района РФ по данным табл.5 [1]. К примеру, Москва — Ι ветровой район, w0= 0,23 кПа

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл.6 [1] в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

А- открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В- городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м.

С- городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Как правило, к рекламщикам относятся типы местности В и С. Нужно определить к какому типу местности относится наша вывеска. Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h ( h — высота сооружения )

3. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z следует определять:

а) для сооружений ( и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f1, Гц, больше предельного значения собственной частоты fl=2,9, по формуле :

Wm- определяется в соответствии с пунктом 2 данной статьи.

ζ- коэффициент пульсаций давления ветра на уровне z, принимаемый по табл.7 [1]

ν- коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра ( см. п 6.9[1] )

б) для сооружений ( и их конструктивных элементов), которые можно рассматривать как систему с одной степенью свободы ( например, водонапорная башня) , при f1

Таблица аэродинамических коэффициентов , с

Ветровая нагрузка: правила расчета, рекомендации профессионалов

При проектировании зданий и сооружений расчет ветровой нагрузки приходится делать довольно-таки часто. Вычисляется этот показатель по особым формулам. Важно учитывать такую нагрузку, к примеру, при составлении чертежей стропильных систем крыш домов, выборе места расположения и конструкции рекламных щитов и т. д.

Нормативы СНиП

Собственно, само о пределение этому параметру дает СНиП 2.01. 07-85. Согласно данному документу, ветровая нагрузка должна рассматриваться как совокупность:

давления, действующего на внешние поверхности конструкций сооружения или элемента;

силы трения, направленной по касательной к поверхности конструкции, отнесенных к площади ее вертикальной либо горизонтальной проекции;

нормального давления, приложенного к внутренней поверхности здания с проницаемыми ограждающими конструкциями либо открытыми проемами.

Как определяют

При вычислении ветровой нагрузки учитывают два основных параметра:

Определяется нагрузка как сумма этих двух параметров.

Средняя составляющая: основная формула

Если ветровая нагрузка п ри проектировании не будет учтена, это в последующем крайне негативно скажется на эксплуатационных характеристиках здания или сооружения. Средняя ее составляющая вычисляется по такой формуле :

Здесь W — расчетное значение ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли, Wo — ее нормативное значение, k — коэффициент изменения давления по высоте. Все начальные данные из этой формулы определяются по таблицам.

Иногда при вычислениях используют также параметр c — аэродинамический коэффициент. Выглядит формула в этом случае следующим образом: W = Wo * k с.

Нормативное значение

Чтобы узнать, чему равен этот параметр, нужно воспользоваться таблицей районов по ветровой нагрузке РФ. Таковых существует всего восемь. Таблица ветровых нагрузок ( зависимости значений Wo от того или иного района России) представлена ниже.

Для малоизученных местностей страны, а также для горных регионов этот параметр СНиП допускает определять по данным зарегистрированных официально метеостанций и на основе опыта эксплуатации уже имеющихся зданий и сооружений. В этом случае для определения нормативного значения ветровой нагрузки используется особая формула. Выглядит она следующим образом:

Здесь V 2 o — скорость ветра в метрах в секунду на уровне 10 м, соответствующий интервалу осреднения за 10 минут и превышаемой раз в 5 лет.

Как определяется коэффициент k?

Для этого параметра также имеется специальная таблица. При его определении учитывается тип той местности, где предполагается строительство сооружения или здания. Всего таковых имеется три:

Тип «А» — открытые ровные участки: побережья морей, озер и рек, степи, пустыни, тундровые районы, лесостепи.

Тип «В» — местность, покрытая препятствиями высотой до 10 метров: городская зона, леса и пр.

Тип «С» — городские районы с застройкой высотой более 25 м.

Тип местности строительства также определяется с учетом требований СНиП. При проектировании это необходимо принимать во внимание. Любое здание считается расположенным в местности определенного типа в том случае, если последняя располагается с наветренной от него стороны на расстоянии в 30h. Здесь h — это проектная высота сооружения до 60 м. При большей высоте постройки тип местности считается определенным в том случае, если он сохраняется не менее чем на 2 км с наветренной стороны.

Как вычислить пульсационную нагрузку

По СНиП ветровая нагрузка, к ак уже упоминалось, должна определяться как сумма средней нормативной и пульсационной. Значение последнего параметра зависит собственно от вида самого сооружения и особенностей его конструкции. В этом плане различают:

сооружения с собственной частотой колебаний, превышающих установленное предельное значение (дымовые трубы, башни, мачты, аппараты колонного типа);

сооружения или элементы их конструкции, представляющие собой систему с одной степенью свободы (поперечные рамы производственных одноэтажных зданий, водонапорные башни и пр);

Формулы для разных типов сооружений

Для первого типа сооружений при определении пульсационной ветровой нагрузки и спользуется формула:

Здесь W — нормативная н агрузка, определяемая по формуле, представленной выше, G — коэффициент пульсации давления при высоте z, V — коэффициент корреляции пульсаций. Последние два параметра определяются по таблицам.

Для сооружений с собственной частотой колебаний, превышающих установленное предельное значение, при определении пульсационной ветровой нагрузки применяется такая формула:

Здесь Q — коэффициент динамичности, определяемый по диаграмме (представлена ниже) в зависимости от параметра E, вычисляемого по формуле E=√ R W/940f ( R — коэффициент надежности по нагрузке, f — частота собственных колебаний) и логарифмического декремента колебаний. Последний параметр постоянен и принимается для:

для зданий со стальным каркасом как 0.3;

для мачт, футерных труб и пр. как 0.15.

Для симметричных в плане зданий пульсационная в етровая нагрузка в ычисляется по формуле:

Здесь Q — коэффициент динамичности, m — масса сооружения на высоте z, Y — горизонтальные колебания сооружения на уровне z по первой форме. N в этой формуле — особый коэффициент, определить который можно, предварительно разделив сооружение на r количество участков в границах которых ветровая нагрузка постоянна, и воспользовавшись специальными формулами.

Еще один способ

Выполнить расчет ветровой нагрузки м ожно, пользуясь и немного другой методикой. В этом случае сначала нужно определить давление ветра по формуле:

Здесь V — скорость ветра (в милях/ч).

Затем следует вычислить коэффициент лобового сопротивления. Он будет равен:

1.2 — для длинных вертикальных конструкций;

0.8 — для коротких вертикальных;

2.0 — для длинных горизонтальных конструкций;

1.4 — для коротких (к примеру, фасад здания).

Далее нужно воспользоваться общей формуло й ветровой нагрузки на здание или сооружение :

Здесь A — площадь области , P — давление ветра, Cd — коэффициент лобового сопротивления.

Можно также использовать и несколько более усложненную формулу:

F = A * P * Cd * Kz * Gh.

При ее применении дополнительно учитываются коэффициенты экспозиции K _z b и чувствительности к порыву ветра G _h . Первый рассчитывается как z/33]^(2/7, второй — 65+60 / (h/33)^(1/7). В этих формулах z — высота от земли до середины сооружения, h — полная высота последнего.

Рекомендации специалистов

Для расчета ветровой нагрузки инженеры часто советуют пользоваться хорошо известными многим программами MS Excel и OOo Calc из пакета Open Office. Порядок действия при применении этого ПО, к примеру, может быть таким:

• Excel включается на листе «Энергия ветра»;
• скорость ветра записывается в ячейку D3;
• время — в D5;
• площадь сечения потока воздуха — в D6;
• плотность воздуха или его удельный вес — в D7;
• КПД ветроустановки — в D8.

Существуют и другие способы использования этого ПО с иными исходными данными. В любом случае применять MS Excel и OOo Calc для расчета ветровой нагрузки на здания и сооружения, а также их отдельные конструкции достаточно удобно.

Ветровая нагрузка на рекламную конструкцию и Карта ветровых районов России

Любая конструкция для наружной рекламы, будь то отдельно стоящий рекламный щит, крышная установка или вывеска на здании, должна изготавливаться с обязательным учетом воздействия на нее ветровых нагрузок. Поваленные в результате сильного ветра рекламные щиты и оторванные вывески не только не украшают вид города, но и наносят существенный ущерб владельцу конструкции.

Самые скромные оценки финансовых потерь от разрушенных ветром рекламных конструкций свидетельствуют о том, что экономия на их надлежащем изготовлении и установке весьма разорительна – восстановить конструкцию зачастую стоит дороже, чем укрепить.

В компании ЗАО Мультисервис все рекламные конструкции изготавливаются и монтируются таким образом, чтобы они могли противостоять самым большим ветровым нагрузкам, характерным для того или иного ветрового района России. Дипломированные инженеры-конструкторы компании с помощью специальных расчетных программ для оценки ветровых нагрузок проводят анализ конструкции, определяющий в конечном итоге прочность и надежность используемых материалов: несущих деталей, крепежных элементов, внешних распорок, анкерных закреплений, клепочных и сварных соединений и т.п.

Все проекты рекламных щитов, представленные на нашем сайте, исполнены как раз с учетом ветровых нагрузок.

При расчете ветровых нагрузок на рекламную конструкцию учитывается ветровое давление конкретного ветрового района, который имеет соответствующий номер:

Расчет ветровой нагрузки на сплошной забор

«. Темные силы нас злобно гнетут «©
(или анализ нагрузок, действующих на забор)

Итак, на забор действуют силы собственного веса и силы, вызванные внешними факторами, основным из которых является, конечно же, ветер. Если сила веса действует (почти) вдоль оси столба и (почти) не вызывает изгибающего момента, то ветер норовит дуть поперек забора, и вызывает порой очень значительную нагрузку, многократно превышающую нагрузку от собственного веса.

В результате на заборный столб действует изгибающий момент, достигающий максимума в месте выхода заборного столба из земли. Именно он является основной причиной разрушения (падения) забора. Сразу отметим, что все дальнейшие расчеты основаны на определении максимально допустимого изгибающего момента, действующего на столб в месте его жесткой заделки (у земли).

Моментом от собственного веса (тот, который «почти»…) — пренебрегаем как ничтожно малым. Расчет столба на сжатие (под собственным весом конструкции) не имеет смысла, т.к. даже для трубы квадратного сечения 60х2 мм предельная нагрузка составляет более 7,5 тн, что практически недостижимо при любой конструкции забора и из любых разумных материалов. По той же причине не рассматриваем расчет заборного столба на срез (или чистый сдвиг).

Кроме того, обойден нашим вниманием и расчет столба на устойчивость, т.е. нарушение геометрии стенок и искривление столба в целом из-за потери устойчивости. Расчетом мы пренебрегли ввиду его чрезмерной сложности и нецелесообразности в рамках данной статьи. Откровенно говоря, оценка устойчивости конструкций — самая сложная часть курса инженерно-конструкторского факультета. На практике же нет оснований для беспокойства, т.к. науке неизвестны случаи разрушения забора из-за потери столбами устойчивости. Принципиальная зависимость здесь проста: чем больше типоразмер столба и толщина стенки, тем более устойчив столб!

В данной статье мы рассчитываем не просто предъявить Вам голые цифры, демонстрирующие преимущества наших столбов, но предоставить инструмент для самостоятельного выполнения таких расчетов.

«Ветер, ветер, ты могуч… «©

Для начала определимся, какую силу на забор оказывает ветер. Эта сила зависит, во-первых, от скорости ветра, а также от температуры и атмосферного давления. Два последних фактора определяют плотность воздуха, т.е. его массу в одном кубическом метре. Для нормальных условий она составляет 1,22 кг/м3.

Из школьного курса физики мы помним, что с увеличением давления и уменьшением температуры плотность вещества возрастает и наоборот. Так что зимой и при повышенном давлении ветровая нагрузка чуть больше, а летом, при пониженном, – чуть меньше.

Все вышесказанное относится к сухому чистому воздуху. Если же имеет место снежная или песчаная буря или сильный ливень с порывами ветра, то плотность окружающей среды существенно увеличивается на неопределенную величину. В наших расчетах мы предусмотрим такое увеличение нагрузки, введя коэффициент, который в дисциплине «Сопротивление материалов» называется запасом прочности.

Несколько существенней дело обстоит со скоростью ветра. Если зависимость силы ветра от плотности воздуха – линейная, то от скорости – квадратичная, то есть изменяется пропорционально квадрату скорости. Таким образом, скорость ветра – определяющий фактор нагрузки на забор.

Упрощенная формула расчета силы, действующей на площадку размером 1 кв.м. выглядит так:

Где F – сила в кгс; 0,61 – 1/2 плотности воздуха (в нормальных условиях), V – скорость ветра в м/с, а 9,8 – это «g» или ускорение свободного падения для перевода непонятных Ньютонов (Н) в понятные килограмм-силы (кгс).

Для различных скоростей ветра его сила F, действующая на 1 кв.м забора приведена в таблице и на графике: