8.3.1.2. Ветровые нагрузки

Как уже говорилось во введении к п. 8.3.1, задание ветровых и снеговых нагрузок в АРМ Structure3D производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Из этих СНиП следует, что ветровая нагрузка определяется как сумма средней и пульсационной составляющих. В версии v.9.0 АРМ Structure3D реализован учет средней составляющей. Но, как указано в тех же СНиП 2.01.07-85, при расчете многоэтажных зданий высотой до 40 м и одноэтажных производственных зданий высотой до 36 м при отношении высоты к пролету менее 1,5, размещаемых в местностях типов А и В, пульса-ционную составляющую ветровой нагрузки допускается не учитывать.

Заметим, что АРМ Structure3D позволяет учитывать только действие нормальной составляющей ветровой нагрузки, перпендикулярной поверхности пластины.

Моделирование действующей на группу пластин ветровой нагрузки, как и любой другой, начинаем с выделения этих пластин. Затем нужно в меню «Нагрузки» выбрать пункт «Ветровая нагрузка» и щелкнуть левой кнопкой мыши на одной из выделенных пластин (если щелкнуть на невыделенной пластине, то ветровая нагрузка будет приложена только к ней). Это вызовет появление диалогового окна «Ветровая нагрузка» (рис. 8.13).

Интенсивность ветрового давления на пластинчатые элементы определяется тремя величинами: аэродинамическим коэффициентом конструкции, который зависит от ее формы, высотой (в метрах) над поверхностью земли и собственно давлением ветра.

В АРМ Structure3D предусмотрено три способа задания ветровой нагрузки. Рассмотрим их более подробно.

1. Записываем в полях ввода «Интенсивность, кПа» и «Высота» группы Давление ветра от высоты, м точные значения интенсивности ветрового давления в кПа и соответствующие значения высот в метрах (все числовые значения после ввода разделяются запятыми). Числа, записанные в других полях, приниматься во внимание при расчете не будут.

Разумеется, этот способ задания ветровой нагрузки подразумевает, что точные значения интенсивности ветрового давления на поверхность объекта конкретной формы в зависимости от высоты для конкретной местности (причем с учетом аэродинамического коэффициента) известны.

Рис. 8.13. Диалоговое окно «Ветровая нагрузка»

Задаем в соответствующих полях ввода три параметра: зависящий от формы объекта аэродинамический коэффициент, нормативное значение ветрового давления для данного района местности и тип местности, в которой расположен объект (последний выбирается из выпадающего списка «Тип местности, характеризующей изменение ветрового давления по высоте z»). После этого нажимаем кнопку «Пересчитать давление от высоты». Исходя из заданных параметров, программа рассчитает значения интенсивности ветрового давления и соответствующей ему высоты. Эти значения появятся в полях «Интенсивность, кПа» и «Высота, м» и в дальнейшем будут использоваться при прочностном анализе.

Заносим в поля ввода следующие параметры: аэродинамический коэффициент, номер ветрового района (выбирается из одноименного выпадающего списка), в котором расположен объект, и тип местности. Далее нужно действовать точно так же, как и в случае 2.

Последним этапом учета действия ветровой нагрузки (при любом способе ее задания) является указание вектора ветра, который определяется аналогична вектору направления действия распределенной нагрузки на стержень (см. п. 8.2.1).

Завершается ввод параметров ветровой нагрузки нажатием кнопки «ОК».

Замечание. Как уже говорилось выше, в АРМ Structures D действие ветровой и снеговой нагрузок в автоматизированном режиме может быть учтено только по отношению к пластинчатым элементам. Для стержневых элементов эти нагрузки (в виде распределенных по длине силовых факторов) задаются вручную. Для того чтобы оценить величину распределенной ветровой нагрузки, в окне «Давление ветра от высоты» (см. рис. 8.12) в качестве справочной информации приведены значения интенсивности ветрового давления в зависимости от высоты.

Рассмотрим учет действия ветровой нагрузки на примере той же модели ангара (см. рис. 8.12).

Вначале выделим все пластины ангара, а затем выберем в меню «Нагрузки» пуню1 «Ветровая нагрузка» и щелкнем левой кнопкой мыши на одной из вы-

Рис. 8.14. Изображение приложенной к модели ангара боковой ветровой нагрузки

деленных пластин. В поля ввода открывшегося диалогового окна «Ветровая нагрузка» (см, рис. 8.13) последовательно запишем значения аэродинамического коэффициента (0,5) и номера ветрового района (3), а также тип местности (В). Нажав после этого кнопку «Пересчитать давление от высоты», получаем в окнах «Интенсивность, кПа» и «Высота, м» соответствующие значения ветрового давления в зависимости от высоты.

Последнее, что следует задать — это направление ветра. В рассматриваемом примере наиболее опасным является боковой ветер, действующий в положительном направлении оси Y, поэтому в поле ввода «Y:» группы Направление записываем число.

После нажатия кнопки «ОК» на пластинах модели ангара появится изображение действующей ветровой нагрузки (рис. 8.14). На участках модели, находящихся с той стороны, на которую дует ветер, схематическое изображение ветрового давления отрисовывается снаружи и соответствует самому ветровому давлению. С противоположной стороны (если ветровая нагрузка действует и на эти пластины) образуются различные завихрения и разрежения, что учитывается введением внутреннего ветрового давления. Нагрузка, соответствующая этому давлению, показана в правой части модели (см. рис. 8.14). Отрисовка уровня ветровой нагрузки производится схематически, без учета величины реально действующей нагрузки на покрытие.

Отключить показ ветровой нагрузки можно с помощью кнопки «Ветровые нагрузки» расположенной на панели инструментов «Фильтры вида».

Замечание. Заданная ветровая нагрузка, так же как и рассмотренная выше снеговая, в любом случае будет учитываться при расчете, вне зависимости от того, включен или выключен ее показ.

Для того чтобы узнать числовое значение действующей на конкретную пластину ветровой нагрузки, нужно выбрать в меню «Файл» опцию «Печать». Это приведет к открытию диалогового окна «Выбор печати» (см. рис. 3.25), в котором следует отметить флажками опции «Конструкция», «Номера пластин» и «Нагрузки». Эти данные можно вывести для просмотра в файл формата RTF (нажатием одноименной кнопки внизу окна) или распечатать.