actiunea vantului

7/24/2019 actiunea vantului

1/9

Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie

Tehnica mecanica

Constructii

Index inginerie Constructii Actiunea vantului

Actiunea vantului

Actiunea vantului

Daca nu exista obstacole miscarea vantului este liniara.

Se produc miscari turbionare care se suprapun peste miscarea de fond a aerului.Turbulenta vitezei vantului are un caracter spatial longitudinal, transversal si vertical. Vitezavantului variaza in timp pentru terenuri cu rugozitati diferite.

Viteza vantului la o inaltime z este data de viteza vantului la inaltimea z viteza!uctuanta a vantului fata de viteza medie.

Vtz= Vz+ Vt

"a nivelul pamantului se produce o miscare turbulenta. In aceasta zona vitezainstantanee variaza mult in timp si de la un punct la altul. Cu cat inaltimea fata deteren este mai mica viteza vantului scade si creste turbulenta. "a o inaltime su#cient de

mare numita inaltimea gradientului vitezei, aceasta se stabilizeaza. Curgerea devine lentasi este caracterizata de o valoare limita a vitezei numita gradientul vantului. VIteza vantuluise masoara cu anemometre.

Determinarea valorilor normate ale vitezei vantului.

Viteza vantului se considera o valoare aleatoare. $entru calcul, pentru determinareavalorii normate a vitezei vantului se considera forta globala pe directia vantului %&. Aceasta,pe o arie de constr. de referinta, orientata perpendicular pe directia vantului, se determinacu relatia'

Fw = qrefx Cv(z)x cf x cdx Aref,

unde: qref = forta propriu-zisa

Cv(z) = factor de expunere la inalti!ea z deasupra terenului

cf = coeficient aerodina!ic de forta

cd = coeficient de raspuns dina!ic la vant al constructiei
http://www.rasfoiesc.com/inginerie/aeronautica/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/comunicatii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/navigatie/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/pompieri/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/http://www.rasfoiesc.com/inginerie/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/comunicatii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/navigatie/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica-mecanica/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/http://www.rasfoiesc.com/inginerie/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/index.phphttp://www.rasfoiesc.com/inginerie/aeronautica/index.php


2/9


3/9

Actiunea vantului considerata in proiectarea structurilor se poate produce prin forteexcesive si instabilitate pentru structura in ansamblu si pentru elementele componente.

Actiunea vantului poate # considerate prin deplasari si rotiri excessive ale elementelorstructurale.

: alta varianta este prin forte dinamice repetate care pot duce la oboseala elementelorstructurale (deci prin forte dinamice repetate).

Instabilitate aerodinamica si in acest caz miscarea structurii la vant produce forteaerodinamice care ampli#ca miscarea.

;iscari ale caror caracteristici pot cauza disconfortul oamenilor din cladire.

6fectele vantului pentru structuri neuzuale de complexitate si dimensiuni diferite, pestructuri cu inaltime mare (antene, poduri suspendate), pentru acestea se fac studiispeciale.

Presiunea vantului pe suprafete

$resiunea vantului la inaltimea z deasupra pamantului pe suprafete rigide exterioaresau interioare sarcina vantului (presiunea de referinta a vantului)7

cc(z) > factorul de expunere la inaltimea z7

cp > coe#cientul aerodinamic de presiune care poate # cu o valoare

diferita pentru suprafata exterioara si alta valoare pentru cele interioare.

$resiunea vantului pe un element este suma algebrica a presiunilor si sectiunilor pecele fete ale elementelor.

$resiunea este cea orientate catre suprafata elementului, iar suctiunea este ceaorientate dinspre suprafata.

$ cu plus


4/9

S cu minus

Fortele din vant

Fortele actaonand asupra unei structuri sau asupra unui ele!ent structural se deter!ina

astfel:

- ca forta #lo$ala sau prin insu!area presiunilor actionand pe suprafetele structurii" Forta

din vant va fi evaluate pentru directia cea !ai defavora$ila a vantului fata de structura"Forta #lo$ala pe directia vantului, pe o arie de constructie de referinta orientate

perpendiculara pe directia vantului se deter!ina cu relatia:

Fw = qrefx Cc(z)x cf x cdx Aref,

unde: qref = forta propriu-zisa

Cc(z) = factorul de expunere

cf = coeficient aerodina!ic de forta

cd = coeficient de raspuns dina!ic la vant al constructiei

Aref = aria de referinta, orientate perpendicular pe directia vantului"

Viteza de referinta a vantului se noteaza Uref" Aceasta este viteza vantului !ediate pe odurata de %& !inute, deter!inate la inalti!ea de %& !, in ca!p desc'is si avand o pro$a$ilitate

de depasire intr-un an de &,&" *ntervalul !ediu de recurenta este de & de ani"

resiunea de referinta (qref) este presiunea vantului calculate functie de viteza de referinta si

este functie de densitatea aerului:

qref= Uef2 ,

unde: = densitatea aerului care variaza in functie de altitudine, te!perature, latitudine si

anoti!p

entru aerul standard = %, #.!/, iar qrefeste data in ascali"


5/9

resiunea de referinta a vantului in 0o!ania, deter!inate din viteza de referinta !ediate pe

%& !inute si avand & de ani intervalul !ediu de recurenta, este indicate in 'arta de zonare din

codul de proiectare"

Rugozitatea terenuluisau suprafetei terenului

0eprezinta o !asura a !ari!ii varte1urilor vantului tur$ulent la suprafata terenului"

*n codul de proiectare, lun#i!ea de ru#ozitate in 2!!3 pentru diferite terenuri este in ta$el"

Variatia vitezei !edii a vantului este functie de inalta!ea terenului si de factorul de

ru#ozitate" Acestea sunt date tot in codul de proiectare ca valori pentru diferite tipuri de teren"

4ste dat si raportul intre viteza !edie a vantului si viteza de referinta pentru diferitecate#orii de terenuri"

*ntensitatea tur$uentei vantului este de fapt coeficientul de variatie al fluctuatiilor vitezei in1urul vitezei !edii"

*ntensitatea se noteaza cu Isi se studiaza la o inalti!e zdeasupra terenului, calculandu-secu raportul dintre radacina patrata din valoarea !edie patratica a fluctuatiilor fata de !edie ale

vitezei pe directia vantului si viteza !edie a vantului la inalti!ea z"

cfsi cddepind de #eo!etria constructiei, de un#'iul de atac al vantului, de cate#oria de

ru#ozitate a suprafetei terenului si exista !oduri de evaluare a efectelor vantului asupraconstructiei:

a) cu coeficient de presiune

$) cu coeficient de forta"

5a cladiri coeficientii de presiune depend de !ari!ea ariei expuse, functie de aceste arii

sunt date valori in codul de proiectare"

Pentru acoperisuri: in pri!ul rand ele pot fi plate si sunt considerate plate dacapanta este + 6&"

entru calcul se ia in considerare inalti!ea de referinta a acoperisului si lun#i!ea" 7aca

sunt foarte lun#i tre$uie luate in calcul si fortele de frecare" Valorile sunt in ta$el"

Acoperis cu o panta:

8unt divizate in zone functie de strasina (sus sau 1os)"

La cele lungi se iau in considerare si fortele de f


6/9

Acoperis cu doua pante:

Acoperis cu !ai !ulte pante:

entru fiecare panta se ia in considerare pentru fiecare panta" 8e ia hrefinalti!ea !axi!a"

Acoperisuri cilindrice si cupole:

8e ia hrefinalti!ea pana la inceperea cupolei si sunt dati coeficientii de referinta in ta$el"

resiunea pe peretii exterioari sau pe aciperisuri este si functie de structura acoperisului sau

a peretilor"

*n cazul peretilor exteriori sau acoperisurilor cu !ai !ulte straturi de inc'ideri

(ter!osiste! sau placari cu 9CA), forta din vant estecalculate separate pentru fiecare strat de

inc'idere"

entru fiecare strat pe partea interioara sau exterioara sunt dati coeficientii in functie deper!ea$ilitatea la aer a straturilor si de #rosi!e si se #asesc in codul de proiectare functie de

felul peretelui sau acoperisului"

onarea actiunii vantului asupra constructiilor pe teritoriul 0o!aniei

Aceasta a rezultat din analize anuale ale vitezei vantului, la %& ! deasupra terenului (destatii !eteo), iar rezultatele au fost ordonate in ta$ele, structurate dupa !odelul codului

a!erican, viteza caracteristica avand perioada de & de ani si coeficientul de variatie functie de

!axi!ele anuale date de statiile din 0o!ania pe o perioada de & ; & de ani"

Incarcarea datorita vantului (NP082-04)


7/9

Actiunea vantului se manifesta prin forte exterioare distribuite, orientate, in modpreponderent, normal la suprafata expusa, dar avand si componente tangentiale, importantein special pentru elemente de suprafata mare. %ortele aplicate de vant sunt variabile in timp.Din punct de vedere al efectului asupra constructiilor actiunea vantului se considera casuma a doua componente, taticasi!uctuanta.

"ctiunea !uctuanta a vantuluise manifesta prin '

a? !uctuatii ale presiunii dinamice, datorita !uctuatiilor de viteza in 8urul valoriimedii, care conduc la oscilatii ale constructiilor7

b? aparitia de forte alternante, normale pe directia scurgerii aerului, datorita dega8ariialternative de varte8uri in 8urul obstacolelor de forma cilindrica sau apropiata de aceasta7

c? generarea de oscilatii auto intretinute, fenomene de galopare etc.7

#aracteritici de $aza ale vantului

%iteza &edie a vantului

@ > ui? n

ui/ viteza vantului la momentul i

%iteza de referinta, notata @ref, se de#neste ca #ind viteza vantului mediata pe odurata T > * min., masurata la o inaltime de * m, in camp desc2is si avand o probabilitatede depasire intr4un an de 3.

Viteza vantului la un anumit moment poarta numele de viteza intantanee

@(z,t) > @(z) u(zt)

@(z,t) / viteza vantului la momentul t, la inaltimea z (m?s)7

@(z) / viteza medie a vantului la inaltimea z (m?s)7

u(zt)/ partea !uctuanta a vitezei vantului (componenta de rafala) la momentul t, lainaltimea z (m?s).

Viteza medie a vantului creste cu inaltimea fata de teren, datorita frecarii aerului cusuprafata rugoasa a pamantului

Datorita vitezei, atunci cand vantul intalneste un obstacol, ia nastere o presiune.Considerand ca in calea vantului se a!a o suprafata plana verticala, dispusa perpendicularpe directia vantului, presiunea exercitata in punctul de ta'nare, a!at in centrul placii, senumeste preiune de referinta

#alculul incarcarilor din vant

Incarcarea din vant consta in forte nor&ale(perpendiculare) si forte tan'entiale, defrecare, distribuite la suprafata exterioara a constructiei.


8/9

Preiunea vantului la inalti&ea z deaupra terenului, nor&ala(perpendiculara)pe suprafetele structurii, se determina cu relatia'

&(z) > ce(z)BcpB=ref

&(z) / presiunea normala a actiunii vantului7

ce(z) / factorul de expunere la inaltimea z7

cp/ coe#cient aerodinamic de presiune7

=ref / presiunea de referinta a vantului.

actorul de expunere ce(z)cuanti#ca in!uenta rafalelor vantului, a rugozitatiiterenului, a inaltimii z, si este exprimat prin relatia'

ce(z) > cg(z).cr(z)

cg(z) / factorul de rafala, exprimat ca raport intre presiunea de varf produsa derafalele vantului si presiunea medie, produsa de viteza medie a vantului'

cg(z) > =g(z)?(z)7

cr(z) / factorul de ru'ozitate, dat de raportul dintre presiunea medie a vantului lainaltimea z si presiunea de referinta' cr(z) > =(z)?=ref

#oecientul aerodina&ic cpare semni#catia unui raport intre presiune normala &(z)intr4un punct pe suprafata cladirii si presiunea de referinta =ref intr4un punct a!at la distantade cladire, intr4o zona in care curentii de aer nu sunt perturbati de constructie. Acestcoe#cient depinde de geometria si dimensiunile cladirii, de ung2iul de atac al vantului, de

rugozitatea terenului etc.

Coe#cientii aerodinamici sunt evidentiati in normativ, cu valori maxime (acoperitoare),pentru urmatoarele tipuri de structuri' cladiri, copertine, pereti verticali izolati, garduri sipanouri pentru reclama, elemente structurale cu sectiune rectangulara, poligonala saucirculara, structuri cu zabrele, steaguri etc.

orta 'lo$ala pe directia vantului *, pe o arie de constructie de referinta orientataperpendicular pe directia vantului, se determina cu relatia generala'

%&> cg(z).cf.cd.=ref.Aref

cg(z) / factorul de rafala 7

cf / coe#cientul aerodinamic de forta7

cd/ coe#cientul de raspuns dinamic la vant al constructiei7

=ref/ presiunea de referinta a vantului 7


9/9

Aref/ aria de constructie de referinta, orientata perpendicular pe directia vantului.

#oecientul aerodina&ic de fortaeste dat in codul actiunii vantului, pentru' panouripublicitare7 elemente structurale cu sectiuni rectangulare, cu sectiuni cu muc2ii ascutite(pro#le metalice laminate), cu sectiuni poligonale regulate7 cilindrii circulari7 sfere7 structuricu zabrele si esafoda8e7 steaguri. Coe#cientul aerodinamic se exprima prin relatii simple,

functie de un factor de zveltete E ce depinde de raportul intre dimensiunile principale aleelementului calculat (lungime si inaltime).

#oecientul de rapun dina&icserveste pentru evaluarea raspunsului de varf alstructurilor si se de#neste ca un factor ce ampli#ca presiunea vantului pe baza vitezeivantului ce ia in considerare factorul de rafala.

orta de frecare din vantse obtine cu expresia'

%fr> ce(z)BcfrB=refBAfr

cfr/ coe#cient de frecare avand valorile' ,* (suprafete netede' otel, beton)7 ,(suprafete rugoase' beton)7 ,0 (suprafete cu nervuri)7

Afr/ aria de constructie verticala, orizontala etc., orientata paralel cu directia vantului.

actiunea vantului

Documents