06_visoke_gradjevine_vjetar_01

1

MJERODAVNA DJELOVANJAMJERODAVNA DJELOVANJA

VISOKE GRAĐEVINEVISOKE GRAĐEVINE

VISOKE GREĐEVINE

HRVATSKE I EUROPSKE NORME ZA DJELOVANJA

PotresEN 1998-1HRN EN 1998-1

Djelovanja od kranova i strojevaEN 1991-4HRN ENV 1991-5

Djelovanja na silose i spremnike tekućinaEN 1991-3HRN ENV 1991-4

Prometna opterećenja mostovaEN 1991-2HRN ENV 1991-3

Izvanredna djelovanja uzrokovana eksplozijom ili udaromEN 1991-1-7HRN ENV 1991-2-7

Djelovanja pri izvedbiEN 1991-1-6HRN ENV 1991-2-6

Toplinska djelovanjaEN 1991-1-5HRN ENV 1991-2-5

VjetarEN 1991-1-4HRN ENV 1991-2-4

SnijegEN 1991-1-3HRN ENV 1991-2-3

Požarno djelovanjeEN 1991-1-2HRN ENV 1991-2-2

Vlastita težina i uporabna opterećenjaEN 1991-1-1HRN ENV 1991-2-1

DjelovanjeEuropska normaHrvatska norma

VjetarVjetar


VISOKE GREĐEVINE

OPTEREĆENJE VJETROMPromjenljivo slobodno djelovanje

Pojednostavnjeni proračun (statičko opterećenje) primjenjuje se za konstrukcije neosjetljive na dinamičku uzbudu i dinamički umjereno osjetljive konstrukcije:

zgrade i dimnjake visine manje od 200 m,

Privremene konstrukcije mogu se proračunati na manje opterećenje vjetra.

Za zgrade tlakovi vjetra djeluju okomito na površine zgrade.

VISOKE GREĐEVINE

b)a)

pozitivni

W

pozitivni

pozitivni

c)W

negativni

pozitivni

tlakunutrašnji

e1

negativni

e2pozitivni

We1

d)

e2W

negativni

negativni

negativni negativni negativni negativni

negativni

tlakunutrašnji

TLAK VJETRA NA VANJSKE we I UNUTRAŠNJE wi POVRŠINE

vršni tlak brzine vjetra poredbene visine za vanjski i unutrašnji tlak

koeficijenti vanjskog i unutrašnjeg tlaka

( ) peepe czqw ⋅= ( ) piipi czqw ⋅=

VISOKE GREĐEVINE

22bb vq ⋅= ρ

( ) bep )( qzczq ⋅=

VRŠNI TLAK BRZINE VJETRA qp

koeficijent izloženosti

osnovni tlak brzine vjetra:

gustoća zraka

osnovna brzina vjetra:vb = cdir ⋅ cseason ⋅ vb,0

2220

20

22 23

30

23

32

2327

2420

26

24

28

28

30

24

26

253028

312526

28 288

293030

3028

2831

27

28 28

30

3036

27

26

28

2427

272829

30212223

262524

23

Special regulation

utjecaja smjera vjetra ... doba godine

Temeljna vrijednost osnovne brzine vjetra:karakteristična 10-minutna srednja brzina vjetra na visini 10,0 m iznad tla II. razreda

2

VISOKE GREĐEVINE

POREDBENA SREDNJA 10-minBRZINA VJETRA, HRN ENV 1991-2-4 vref = vref,0 ·Calt

koeficijent nadmorske visine:cALT = 1+0,001 as

nadmorska visina (m): as

5 vjetrovnih područja

10 regija

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENT IZLOŽENOSTI ce(z)uzima u obzir

učinke hrapavosti terena, topografije i visine iznad tla,

na srednju brzinu vjetra i turbulenciju.

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENT IZLOŽENOSTI ce(z)Kategorije zemljišta:

kategorija 0: more ili obalno područje uz otvoreno morekategorija I: jezera ili ravan teren bez preprekakategorija II: površine s niskom vegetacijom, povremene prepreke kao što su drveće ili zgrade na razmacima 20 puta većim od visine prepreke (poljoprivredno zemljište)kategorija III: površine s uobičajenom vegetacijom ili zgradama ili preprekama na razmacima do 20 puta većim od visine prepreke (industrijske zone i šume)kategorija IV: područja s najmanje 15% površine prekrivene zgradama srednje visina najmanje 15 m (gradska područja).

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENT IZLOŽENOSTI ce(z)Za ravno zemljište kada je koeficijent topografije co(z) = 1,0 (osim za lokacije blizu izdvojenih brežuljaka i strmih nagiba), određuje se ovisno o visini i kategoriji zemljišta:

z(m)

IV III II I 0

1009080706050403020100

1,0 2,0 3,0 4,0 5,00,0c (z)e

VISOKE GREĐEVINE

POREDBENA VISINA zeVANJSKOG TLAKAovisno o odnosu visine i širine zgrade h/b

q (z )=q (h)ep

jq (z )=q (z )

q (z )=q (h)

q (z )=q (b)pq (z )=q (b)

pq (z )=q (h)

b

h<b

p

p

ez =hh

e

p e

h-b

z =be

b

p

b<h<2b

p

e

z =hp

e

p

z =b

z =h

z =z

hj

e p

e

b

h>2be p

e

e

b

j

VISOKE GREĐEVINE

POREDBENA VISINA ziUNUTRAŠNJEG TLAKA

Uzima se jednakoj poredbenoj visini ze vanjskog tlaka na površinama koje otvorima doprinose stvaranju unutrašnjeg tlaka. Ako postoji više otvora najveća vrijednost ze koristi se za određivanje zi.

3

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENTI VANJSKOG TLAKA cpe

Ovise o veličini opterećene ploštine ADani su za opterećene ploštine od 1 m2 i 10 m2 cpe,1 i cpe,10. Između 1 i 10 m2: cpe = cpe,1 – (cpe,1 – cpe,10) log10AKoeficijenti su dani u slikama i tablicama za:

vertikalne zidove zgrada pravokutnoga tlocrta,ravne krovove nagiba manjeg od ±5o,jednostrešne krovove,dvostrešne krovove,četverostrešne krovove,pilaste krovove,svodove i kupole.

VISOKE GREĐEVINE

Primjer: VERTIKALNI ZIDOVI ZGRADA PRAVOKUTNOG TLOCRTA

podjela po područjima, koeficijenti

za različita područja, za različite smjerove puhanja vjetra te za različite odnose dimenzija

EDCBApodručje

-0,5+1,0+0,8-0,5-1,1-0,8-1,4-1,21-0,3+1,0+0,7-0,5-1,1-0,8-1,4-1,2≤ 0,25

-0,7+1,0+0,8-0,5-1,1-0,8-1,4-1,25cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10cpe,1cpe,10h/d

e=b ili 2h (manja vrijednost)

TLOCRT

d

vjetar

A

A

A

D

b

B

B C

E

vjetar

vjetar

vjetar

h

e/5

de>5d

A

A

B

h

4e/5

e>d

e<de/5

A B

PRESJEK

hC

h/d > 5 ►određuje se koeficijent sile za proračun cjelokupnog vjetrovnog opterećenja

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENTI UNUTARNJEG TLAKA cpi

Ovise o veličini i rasporedu otvora na oplošju zgrade.

Za zgrade s dominantnim pročeljem unutarnji tlak cpi se uzima kao postotak vanjskog tlaka cpe na otvorima dominantnog pročelja.

Kada je ploština otvora na dominantnoj plohijednaka dvostrukoj ploštini otvora na preostalim plohama

cpi = 0,75 cpe, a kada je najmanje tri puta veća

cpi = 0,9 cpe.

Između dvostruko i trostruko veće ploštine uzima se linearna interpolacija.

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENTI UNUTARNJEG TLAKA cpi

Za zgrade bez dominantnog pročelja određuje se ovisno o odnosu visine i dubine zgrade h /d i ovisno o koeficijentu otvora μ

Za vrijednosti između h/d = 0,25 i h/d = 1,0 linearna interpolacija

-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

0,35

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,33

h/d < 0,25

h/d > 1,00

μ

cpi

∑

∑=

otvorasvihploha

0,0-ilinegativanjegdjeotvoraploha pecμ

VISOKE GREĐEVINE

Dijagram tokaOPTEREĆENJE VJETROM

Odrediti osnovnu brzinu vjetra vb

(HRN ENV poredbenu brzinu vjetra vref) obzirom na zemljopisnu lokaciju i

nadmorsku visinu

Odrediti osnovni tlak brzine vjetra qb

Odrediti poredbenu visinu ze

Odrediti razred zemljišta 0, I, II, III ili IV

Odrediti koeficijent izloženosti ce(z)

Odrediti vršni tlak brzine vjetra qp(z)

Odrediti koeficijente tlaka:

a) koeficijent vanjskog tlaka cpe za zidove i krovove različitih oblika

b) koeficijent unutarnjeg tlaka cpiovisno o koeficijentu otvora μ

Ponoviti postupak za drugi smjer djelovanja vjetra.

Odrediti vanjski tlak we

Odrediti unutarnji tlak wi

Odrediti neto tlak na površine = we ± wi

VISOKE GREĐEVINE

SILA VJETRA Fw NA ČITAVU KONSTRUKCIJU ILI KONSTRUKCIJSKI ELEMENT

Faktor konstrukcije

Koeficijent sile

Poredbena površina konstrukcije ili elementa

( ) refepW AzqcccF fds ⋅⋅⋅=

Vršni tlak brzine vjetra

4

VISOKE GREĐEVINE

refsurfaces

edsew AwccF ⋅⋅= ∑,

VANJSKA SILA VJETRA Fw,e NA ČITAVU KONSTRUKCIJU ILI KONSTRUKCIJSKI ELEMENT

Faktor konstrukcije

Vanjski tlak na pojedinačne površine

Poredbena površina pojedinačne površine

VISOKE GREĐEVINE

FAKTOR KONSTRUKCIJE cscdUzima se = 1,0 za:

Zgrade visine h < 15 mZa zgrade s okvirima i konstruktivnim zidovima, h < 100 m, uz uvjet da je h < 4d (d=širina zgrade u smjeru puhanja vjetra)Za dimnjake kružnog poprečnog presjeka, h < 60 muz uvjet da je h < 6d (d=promjer)

U suprotnom detaljni proračunili dijagrami

cs faktor veličine uzima u obzir smanjeni učinak na djelovanja vjetra uslijed neistodobne pojave vršnih tlakova vjetra na površinu

cd dinamički faktor uzima u obzir povećani učinak od titranja uslijed turbulencija u rezonanciji sa konstrukcijom

VISOKE GREĐEVINE

FAKTOR KONSTRUKCIJE cscd

Detaljni proračun

Poredbena visina zs=0,6h≥zmin

(zmin=1; 1; 2; 5; 10 za kategoriju terena 0; I; II; III; IV

kp vršni faktor (udarni koeficijent) Iv intenzitet uzburkanostiB udio odziva zaleđaR rezonantni udio odziva

( )( )sv

22svp

ds 7121

zIRBzIk

cc⋅+

+⋅⋅⋅+=

VISOKE GREĐEVINE


Detaljni proračun kp vršni faktor (udarni koeficijent)

odnos maksimalne vrijednosti promjenjivog dijela odgovora i njegove standardne devijacije, mjerodavna veća vrijednost

očekivana frekvencija ν

T = 600 s = odsječak vremena za srednju brzinu vjetra n1,x = prva vlastita frekvencija titranja konstrukcije; za zgrade visine preko 50 m može se približno uzeti sa 46/h [Hz]

VISOKE GREĐEVINE


Detaljni proračun B udio odziva zaleđa

b, h = širina i visina konstrukcije

L(zs) = duljina uzburkanosti (turbulencija); duljina udara prirodnog vjetra

zt = 200 m = referentna visinaLt = 300 m = referentna duljinaz0 = duljina hrapavosti (2. slide 2. primjera)

VISOKE GREĐEVINE


Detaljni proračun R rezonantni udio odziva, koji podrazumijeva turbulenciju u rezonanciji s oblikom vibriranja konstrukcije

δ = logaritamski dekrement prigušenja, za osnovni oblik savijanja približno iznosi:

δs = Logaritamski dekrement prigušenja konstrukcije (ab zgrade 0,1; čelične 0,05; miješane 0,08; AB tornjevi i dimnjaci 0,03)

δa = Logaritamski dekrement aerodinamičkog prigušenja za osnovni oblikδd = Logaritamski dekrement prigušenja zbog posebnih mjera (prigušivači)

5

VISOKE GREĐEVINE



SL(z,n) = bezdimenzionalna funkcija spektralne gustoće (raspodjela vjetra prema frekvencijama)

fL(z,n) = bezdimenzionalna frekvencija koja se određuje iz:

prve vlastite frekvencije konstrukcije n1,x, srednje brzine vm(z) i duljine uzburkanosti L(z)

Bezdimenzionalna frekvencija

Funkcija spektralne gustoće

VISOKE GREĐEVINE



Rh , Rb = aerodinamične prijenosne funkcije; za osnovni oblik titranja iznose:

za

za

i

VISOKE GREĐEVINE


Detaljni proračun Iv intenzitet uzburkanosti (turbulencija)

Standardna devijacija uzburkanosti podijeljena sa srednjom brzinom vjetra

kl = faktor turbulencije, preporučeno = 1,0co = faktor topografijezo = duljina hrapavosti

za

za

vm srednja brzina vjetra na visini z iznad terenavmf srednja brzina vjetra iznad ravnog terenac0=vm/vmf faktor topografijeH/Lu = nagib privjetrene strane

Prikaz povećanja brzine vjetra uslijed topografije VISOKE GREĐEVINE


Čelična zgrada Betonska zgrada

Dijagrami

1010

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Vis

ina

[m]

Širina [m]

1,10 1,05 1,00 0,95

0,90

1,05 1,00 0,95 0,90

0,85

0,85

RAZRED HRAPAVOSTI IIRAZRED HRAPAVOSTI III

1010

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20 30 40 50 60 70 80 90 100Širina [m]

0,95 0,90

0,85

0,95 0,90 0,85


Vis

ina

[m]

VISOKE GREĐEVINE


Čelični dimnjak bez obloge

Betonski dimnjak bez obloge

Čelični dimnjak s oblogom (obzidani)

Dijagrami

101

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2 3 4 5 6 7 8 9 10Promjer [m]

1,10

1,05

1,00

0,95

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

Vis

ina

[m]

101

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2 3 4 5 6 7 8 9 10Promjer [m]

1,10

1,05

1,00

0,95

1,10 1,05

1,00

0,95

0,90


Vis

ina

[m]

101

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2 3 4 5 6 7 8 9 10Promjer [m]

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10


Vis

ina

[m]

VISOKE GREĐEVINE

KOEFICIJENT SILE cf

Za pravokutni poprečni presjek

λψψ ⋅⋅= rff cc 0,

Koeficijent sile za pravokutni presjek s oštrim rubovima

Faktor redukcije za zaobljene rubove

1,0

0,5

00 0,1 0,2 0,3 0,4

r/b

v rcf

b

r

6

VISOKE GREĐEVINE

Faktor učinka ruba, za elemente sa slobodnim rubnim tijekom vjetra (koeficijent redukcije uslijed vitkostii koeficijenta punoće)

KOEFICIJENT SILE cf

Za pravokutni poprečni presjek

λψψ ⋅⋅= rff cc 0,

Vitkost za pravokutne presjeke:h ≥ 50 m, λ = 1,4 h/b ili λ = 70 (mjerodavna manja vrijednost)h < 15 m, λ = 2,0 h/b ili λ = 70 (mjerodavna manja vrijednost)Za među-vrijednosti: linearna interpolacija

b

L A =Lxb

A

c

Koeficijent punoće: ϕ=A/Ac

Primjer: Tlak vjetra na visoku zgradu Primjer: Tlak vjetra na visoku zgradu pravokutnog tlocrtapravokutnog tlocrta


VISOKE GREĐEVINE

z =be

ez =z

z =h-be

ez =h

h>2b

VJETAR

15 m20 m

VJETRA SMJER 55

m

Zagreb, vb=22 m/s

22b kN/m30,0)22(

1000225,1

=⋅

=q

h=55 > 2b=40 mTri visinska područja

Vanjski tlak vjetra na zidove D i E ???

D

E

b=20

mb=

20 m

15m

< b

=20m

najniži dioze = b = 20 m

najviši dioze = h = 55 m

srednji dio razdijeljen u toliko dijelova za koje je najveći vertikalni razmak jednak širini b ize,min = b = 20 mze,max =h-b=55-20=35 m

VISOKE GREĐEVINE

z(m)

IV III II I 0

1009080706050403020100

1,0 2,0 3,0 4,0 5,00,0c (z)e

2000

5500

c = -0,64z = 20 m

1500

z = 20 me

pec = +0,8e

pe

2000

E(400,0m )

z = 55 mc = -0,64

c = -0,64z = 35 m

E(400,0m )

z = 20 m

E(300,0m )15

002D(300,0m )

e,minz = 20 m

D(400,0m )2

z = 35 mc = +0,8pe

e,max

e,min

pe

e,max

pec = +0,8z = 55 me

D(400,0m )2

pe

e

2

2

2

VJETAR ze = 55 m ce (z) = 2,4

ze = 35 m ce (z) = 2,1

ze = 20 m ce (z) = 1,7

h/d=55/15=3,7 cpe = +0,8 (-0,64)

kategorija IV: područja s najmanje 15% površine prekrivene zgradama srednje visina najmanje 15 m (gradska područja).

VISOKE GREĐEVINE

VJETAR

Tlak vjetra na vanjske površine( ) peeebe czcqw ⋅⋅=

2e kN/m576,0)8,0(4,230,0)55,( +=+⋅⋅=Dw

2e kN/m504,0)8,0(1,230,0)35,( +=+⋅⋅=Dw

2e kN/m408,0)8,0(7,130,0)20,( +=+⋅⋅=Dw

2e kN/m461,0)64,0(4,230,0)55,( −=−⋅⋅=Ew

2e kN/m403,0)64,0(1,230,0)35,( −=−⋅⋅=Ew

2e kN/m326,0)64,0(7,130,0)20,( −=−⋅⋅=Ew

D E

2000

w = -0,326kN/mw = +0,408kN/me2 e

2

2w = -0,461kN/m2w = +0,576kN/m

w = -0,403kN/m

2000

1500

2w = +0,504kN/me e

e e

2

VISOKE GREĐEVINE10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20 30 40 50 60 70 80 90 100Širina [m]

0,95 0,90

0,85

0,95 0,90 0,85CsCd višekatne betonske zgrade

RAZRED HRAPAVOSTI II

Vis

ina

[m]

1010

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Vis

ina

[m]

Širina [m]

1,10 1,05 1,00 0,95

0,90

1,05 1,00 0,95 0,90

0,85

0,85

CsCd višekatne čelične zgrade

RAZRED HRAPAVOSTI II

VJETARVanjska sila vjetra koja djeluju na čitavu konstrukciju zgrade

refsurfaces

edsew AwccF ⋅⋅= ∑,

Faktor konstrukcije

Za čeličnu zgradu s više katova i s pravilnom razdiobom krutosti i masa: cscd = 1,0

Za betonsku zgradu s više katova i s pravilnom razdiobom krutosti i masa: cscd = 0,94

7

Primjer: Sila vjetra koja se prenosi na Primjer: Sila vjetra koja se prenosi na temelje visoke zgrade krutemelje visoke zgrade kružžnog nog

poprepopreččnog presjekanog presjeka


VISOKE GREĐEVINE

120

m

50 m

VJETARToranj kružnog poprečnog presjeka nalazi se u predgrađu na zemljištu III kategorije.

Osnovni tlak brzine vjetra uz osnovnu brzinu vjetra vb=27 m/s:

46,0227)1000/25,1(

22

b

2bb

=⋅=

⋅=

q

vq ρ

VISOKE GREĐEVINE

VJETARFaktor zemljišta

uz z0=0,3 iz tablice za zemljište III kategorije i z0,II=0,05 za razred II zemljišta

22,005,03,019,0

19,0

07,0

r

07,0

II0,

0r

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=

k

zz

k

101,0kategorija IV: područja s najmanje 15% površine prekrivene zgradama srednje visina najmanje 15 m (gradska područja

50,3kategorija III: površine s uobičajenom vegetacijom ili zgradama ili preprekama na razmacima do 20 puta većim od visine prepreke (industrijske zone i šume)

20,05kategorija II: površine s niskom vegetacijom, povremene prepreke kao što su drveće ili zgrade na razmacima 20 puta većim od visine prepreke (poljoprivredno zemljište)

10,01kategorija I: jezera ili ravan teren bez prepreka

10,003kategorija 0: more ili obalno područje uz otvoreno more

zmin(m)

z0 (m)

VISOKE GREĐEVINE

VJETARKoeficijent hrapavosti

za referentnu visinu z =120 m, zmax = 200 m:

( )

( ) 32,13,00,120ln22,0

ln

r

maxmin0

rr

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=

≤≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=

zc

zzzzazzkzc

VISOKE GREĐEVINE

VJETAR

( ) ( )[ ] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) 78,30,132,13,0/0,120ln0,1

0,171

/ln7171

22e

20

2r

00

20

2rve

=⋅⋅⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅

⋅+=

⋅⋅⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅

⋅+=⋅⋅⋅+=

zc

zczczzzc

kzczczIzc I

Koeficijent izloženosti: za referentnu visinu z =120 m, uz preporučenu vrijednost faktora turbulencije kI =1,0, uz vrijednost faktora topografije c0(z)=1,0 kad je nagib zemljišta u smjeru vjetra < 0,05

VISOKE GREĐEVINE

VJETARVršni pritisak brzine vjetra:

( ) ( ) 2kN/m74,146,078,3 =⋅=⋅= bep qzczq

Brzina vjetra koja odgovara vršnom pritisku brzine vjetra računa se:

( ) ( )m/s75,52

1000/25,174,122 p

e =⋅

=⋅

=ρ

zqzv

Reynolds-ov broj uz promjer valjka b=50 m i viskoznost zraka v=15·10-6 m2/s iznosi:

( ) 76

e 106,171015

74,5250Re ⋅=⋅

⋅=

⋅=

−νzvb

8

VISOKE GREĐEVINE

VJETARHrapavost površine k, uz pretpostavku da je zgrada obložena staklenom fasadom, očitava se iz tablice

Osnovni koeficijent sile cf,0 za valjkaste zgrade se uz odnos k/b = 0,0015/1000·50=3·10-8 i Re= 17,6·10-7 očitava se sa slike s vrijednošću

k= 0,0015 mm

cf,0=0,68

Grubi betonDrvo

Glatki beton

Površina

1,00,02Boja u spreju0,50,006Fina boja0,20,0015Staklo

Ekvivalentna hrapavost k (mm)

Ekvivalentna hrapavost k (mm)

Površina

10 2 3 4 6 8 105 6 2 3 4 6 8 107 Re0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Cf,0

10 -2

10 -3

10 -4

10 -5

k/bCf,0=1,2+

0,18*log(10*k/b)1+0,4*log(Re/10 )6

C f,0=0,11

(Re/10 )6 1,4

VISOKE GREĐEVINE

68,150/1207,0/7,0 =⋅=⋅= bhλ

VJETAR

63,0=λψ

Vitkost za valjkaste konstrukcije iznosi:h ≥ 50 m, λ = 0,7 h/b ili λ = 70 (mjerodavna manja vrijednost)h < 15 m, λ = h/b ili λ = 70 (mjerodavna manja vrijednost)Za među-vrijednosti: linearna interpolacija

Za valjkastu zgradu iz primjera

Koeficijent redukcije ψλ uslijed vitkosti očita se sa slike

Koeficijent sile uz osnovni koeficijent sile cf,0 za valjkaste zgrade i koeficijent redukcije uslijed vitkostiψλ iznosi:

43,063,068,0λf,0f =⋅=⋅= ψcc

VISOKE GREĐEVINE

VJETAR

Rezultirajuća karakteristična vrijednost sile vjetra na temelj zgrade (ne uzima se u obzir faktor konstrukcije cscd) iznosi:

Kada bi se tražila sila na samu zgradu valjalo bi faktor konstrukcije cscd proračunati detaljnim postupkom.

( )kN4489600074,143,0w

refepfw

=⋅⋅=

⋅⋅=

F

AzqcF

Referentna površina za valjkaste konstrukcije iznosi

2m600050120 =⋅=

⋅=

ref

ref

A

bhA

VISOKE GREĐEVINE

DINAMIČKE METODEKada je konstrukcija

iznimno vitka (≈ H/B > 5)i/ili visoka (≈ H > 120 m)ili se nalazi u iznimnim uvjetima izloženosti

djelotvorno opterećenje vjetrom može se povećati dinamičkim međudjelovanjem pomaka zgrade i naleta vjetra.

Ovi učinci najbolje se obuhvaćaju ispitivanjima u vjetrovnim tunelima.

VISOKE GREĐEVINE

METODA ISPITIVANJA U VJETROVNOM TUNELU

Modeli zgrada se konstruiraju u mjerilu od 1/100 do 1/1000 ovisno o veličini zgrade i vjetrovnog tunela, najčešće primjenjivo mjerilo je 1/400Ponašanje visokih zgrada je pod utjecajem istodobnog posmika i savijanja koje podsjeća na njihanje koje ima zakrivljeni oblik u donjem području i relativno linearno gornje područje.

Ovo se prikazuje s krutim modelom sa savitljivim podnožjem.Nije nužno u modelu prikazati raspodjelu masa u zgradi, već samo moment inercije u podnožju.

Mjerenje pritiska vjetra provodi se prijamnicima tlaka (pressure ports, pressure taps) koji se postavljaju na sve vanjske strane modela, a pretvarači (pressuretransducers) ga transformiraju u lokalizirani tlak na oblogu.

VISOKE GREĐEVINE

METODA ISPITIVANJA U VJETROVNOM TUNELUModeli zgrada koje okružuju predmetnu zgradu na okruglom stolu. Stol se rotira kako bi se proučili učinci različitih kutova djelovanja vjetra.

9

VISOKE GREĐEVINE


Model dijela zgrade s rupama koje predstavljaju mjesta postavljanja tzv. pressure taps

Detalj tzv. pressure tap

VISOKE GREĐEVINE


Model zgrade visine 600 m koja se ispituje kako bi se odredilo opterećenje vjetrom na različitim dijelovima konstrukcije, odziv i učinak susjednih zgrada

VISOKE GREĐEVINE


Kruti aero-elastični model zgrade

Sustav ispod stola omogućuje rotaciju

Rezultati mjerenja tlaka prikazuju se kao blokovi tlaka ili kao izobare VISOKE GREĐEVINE


Uobičajeno mjerilo 1:400 za zgradu s 50 katova; Model se rotira i mjeri u intervalima kuta od 10 do 20O; Može imati 500 do 800 mjerača tlaka (pressure taps)

VISOKE GREĐEVINE

SVRHA ISPITIVANJA U VJETROVNOM TUNELU1. Odrediti proračunsko bočno opterećenja

2. Predvidjeti ponašanje zgrade pod djelovanjem vjetra

3. Utvrditi intenzitet turbulencija

4. Utvrditi intenzitet i trajanje iznimnih vjetrova

5. Utvrditi učinak postojećih i budućih zgrada na danoj lokaciji

6. Odrediti koeficijent otpora oblika, formiranje vrtloga i odvajanje vjetra od površine zgrade

VISOKE GREĐEVINE

SVRHA ISPITIVANJA U VJETROVNOM TUNELU7. Pronaći dinamički odgovor

zgrade

8. Odrediti opterećenje na oblogu i na staklene površine

9. Utvrditi učinke na okolno područje (npr. stabilnost vozila i pješaka)

10. Utvrditi koja je tolerancija u vibracijama (zbog udobnosti korisnika)

11. Utvrditi udarce vjetra na zgrade smještene niz strujanje

10

VISOKE GREĐEVINE

SVRHA ISPITIVANJA U VJETROVNOM TUNELU12. Utvrditi da li postoji mogućnost oštećenja

zgrade od letećeg šljunka iz okoliša

13. Odrediti učinak nakupljanja snijega

14. Odrediti učinak prodora vlage

15. Utvrditi učinak na zgradu uslijed zagađenja

Pronaći najprikladniji oblik kojim se smanjuje:

16. Intenzitet i veličina tijeka tlakova na vanjske panele i staklo

17. Posmične sile na stropove

PotresPotres

SljedeSljedećće predavanjee predavanje

06_visoke_gradjevine_vjetar_01

Documents