CC BY
37ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ НА ПОВЕРХНОСТЬ БОЛЬШЕПРОЛЕТНОГО ЗДАНИЯ Окунева М.А.
Окунева Марина Александровна - студент, кафедра теории сооружений и технической механики, инженерно-строительный факультет, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, г. Н. Новгород
Аннотация: по результатам аэродинамических испытаний макета проектируемого большепролетного здания определены значения аэродинамических коэффициентов ветровой нагрузки при различных углах направленности ветрового потока. Получено распределение ветрового давления, необходимое для расчета несущих конструкций здания по первому и второму предельным состояниям.
Ключевые слова: аэродинамическая труба, модельный эксперимент, ветровая нагрузка, аэродинамический коэффициент, макет здания.
В последние годы в России было сдано в эксплуатацию большое количество уникальных спортивных сооружений, созданных с применением большепролетных покрытий и конструкций криволинейных форм. Проектирование большепролетных сооружений, имеющих уникальные с точки зрения аэродинамики архитектурные формы, является сложной инженерной задачей в части учета ветровых нагрузок и аэродинамического воздействия. Для таких объектов предусматривается получение параметров взаимодействия с ветровым потоком по результатам модельного аэродинамического эксперимента [1].
Теория архитектурно-строительной аэродинамики, методы определения ветровой нагрузки на сооружения и формы их взаимодействия с ветровым потоком представлены в работах как отечественных, так и зарубежных авторов [2-5]. В качестве объекта аэродинамического исследования принят макет проектируемого здания крытого велодрома на 4000 зрителей, габаритные размеры здания: 158х152 м.
Проектируемое здание является уникальным, нормативные документы не содержат данных о распределении ветровых нагрузок на подобные криволинейные поверхности [1, 3 с. 138].
Для выполнения моделирования в аэродинамической трубе был изготовлен макет здания в масштабе 1:300. Схема эксперимента, а также его результаты приводятся на рис. 1, 2.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки 25
Рис. 2. Изополя распределения ветровой нагрузки по большепролетному покрытию велодрома, кПа
По результатам аэродинамических испытаний видно, что, в основном, давление, действующее на покрытие, отрицательное. При общем разгружении несущих конструкций здания в подобных мембранных покрытиях при действии пульсационной ветровой нагрузки могут возникать резонансные эффекты, действие которых в условиях эксплуатации реального сооружения не предсказуемо [6, с. 9-15].
Список литературы
1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* М.: Минстрой России, 2016. 80 с.
2. Симиу Э. Воздействия ветра на здания и сооружения / Э. Симмиу, Р. Сканлан. М.: Стройиздат, 1984. 360 с. Перевод изд.: WindEffectsonStructures / E. Simiu, R. Scanlan, 1978.
3. Березин М.А. Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций / М.А. Березин, В.В. Катюшин. Новосибирск: ООО Олден-полиграфия, 2003. 138 с.
4. Мущанов В.Ф. Исследование аэродинамических коэффициентов провисающих мембранных покрытий инженерных сооружений / В.Ф. Мущанов, А.В. Зубенко, А.А. Дроздов // Металлические конструкции. Макеевка, 2017. № 2. Том 23. С. 81-96.
5. Гагарин В.Г.Аэродинамические характеристики зданий для расчета ветрового воздействия на ограждающие конструкции / Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. // Жилищное строительство. Москва, 2010. № 1. С. 7-10.
6. Ерофеев В.И. Влияние штормовой нагрузки на поврежденность материала несущих конструкций каркасного здания / В.И. Ерофеев, Е.А. Никитина, П.А. Хазов, А.А. Сатанов, А.А. Генералова // Приволжский научный журнал / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. Нижний Новгород, 2019. № 1. В печати.
