Калькулятор ветровой нагрузки

Из двух частей. Средняя составляющая wm = w0 × k × c: давление ветрового района умножается на коэффициент высоты и типа местности и на аэродинамический коэффициент объекта. Пульсационная wp = wm × ζ × ν учитывает порывы. Их сумма — нормативная нагрузка, а расчётная получается умножением на коэффициент надёжности 1,4.

Территория страны разбита на районы по нормативному давлению ветра: у первого это 0,23 килопаскаля, у второго 0,30, у четвёртого 0,48, у седьмого 0,85. Карта районов приведена в приложении Е СП 20.13330. Москва и большая часть средней полосы — первый район, Санкт-Петербург — второй, побережья Чёрного и Охотского морей — с четвёртого и выше.

Шероховатостью подстилающей поверхности. Тип A — открытые побережья, степи, тундра, поля без препятствий. Тип B — городские территории, лесные массивы и другие местности с препятствиями выше 10 метров. Тип C — городские районы с застройкой выше 25 метров. На высоте 10 метров коэффициент равен 1,0 для типа A, 0,65 для B и 0,4 для C: дом среди застройки получает вдвое меньше ветра, чем такой же дом в чистом поле.

Отрицательное значение означает отсос: ветер, перетекая через конёк, создаёт над скатом разрежение и тянет кровлю вверх. У пологой крыши с уклоном до 15 градусов отсос с наветренного ската доходит до −0,6, и именно он срывает лёгкую кровлю. При уклоне около 30 градусов коэффициент близок к нулю, а после 40–45 становится положительным: крутой скат ветер уже давит.

1,4 — как у отдельно стоящей стенки. Это почти вдвое больше, чем у наветренной стены дома с её 0,8, потому что забор обтекается со всех сторон и на подветренной стороне возникает разрежение. Поэтому сплошной забор из профлиста — самая ветровая конструкция на участке, и столбы у него считают всерьёз.

Умножить нагрузку на площадь секции, которую держит столб: высота забора на расстояние между столбами. Момент в заделке равен силе, умноженной на половину высоты забора: равномерная нагрузка приложена по центру. Для забора 2 метра высотой с пролётом 2,5 метра во втором ветровом районе усилие выходит порядка 250 килограммов, а момент около 250 килограмм-метров.

Они идут в разные проверки. Нормативная — это ожидаемая величина, и по ней считают деформации: прогиб столба, перемещение конструкции. Расчётная больше в 1,4 раза, и по ней проверяют прочность: не сломается ли столб, не вырвет ли крепёж. Смешивать их нельзя — расчёт прогиба по расчётной нагрузке даёт лишний запас, а прочности по нормативной опасно занижает.

Ветер дует порывами, и эти порывы раскачивают конструкцию сверх постоянного давления. Пульсационная составляющая считается через коэффициент ζ, который зависит от высоты и типа местности, и коэффициент пространственной корреляции ν. Для невысоких жёстких сооружений — заборов, труб, малоэтажных зданий — ν принимают 0,85–1,0. Для высоких и гибких конструкций расчёт сложнее и требует учёта собственных частот.

По сочетаниям нагрузок из раздела 6 СП 20.13330: обе временные нагрузки в одном сочетании берут с понижающими коэффициентами, потому что одновременный максимум ветра и снега маловероятен. Для стропильной системы обычно определяющим оказывается снег, а ветер решает вопрос крепления кровли к обрешётке и обрешётки к стропилам. Снег считает калькулятор снеговой нагрузки.

Он даёт нагрузку для простых конструкций: забора, стены, трубы, скатной крыши обычной формы. Для зданий сложной формы, навесов, ферм и высоких мачт коэффициенты берут по приложению В СП 20.13330, где схем несколько десятков, а для нестандартных объектов делают продувку модели. Считайте результат оценкой, по которой видно порядок величины и определяющий случай.