В статье кратко и почти только по делу говорится о ветровой нагрузке (точнее о её статической составляющей). Вообще, конечно, по интернету гуляет довольно много сильно схожих (друг с другом) объяснений по работе с этим видом загружения, но тем не менее вопросов, особенно у начинающих, с годами меньше не становится и даже наоборот... в связи с чем и публикуется данная статья.
И хоть приведенный "мануал" является довольно-таки самодостаточным, в плане дальнейшего применения, рекомендуется не просто любознательным всё же изучить не раз упомянутое далее по тексту СП 20.13330.2016 и пока хотя бы его...
Сегодня, во времена крупной застройки и глобальной экономии, важность точного и как можно более близкого к реальной работе сооружения расчета имеет, мягко говоря, очень важную и чуть ли не решающую роль в вопросе дальнейшего существования и возможной реализуемости любого проекта. И с ростом ответственности здания, важность данного вопроса растет экспоненциально. Например, мы не можем себе позволить увеличить площадь сечения колонны до 4 квадратных метров и запроектировать армирование, как максимальное предельно допустимое по СП. В наше время коэффициент запаса прочности 95% говорит о значительно меньшей вероятности строительства сооружения по такому проекту, нежели коэффициент использования несущей способности равный, допустим, 110% (ведь всё всегда можно подогнать до 98,7%)…
В общем, зная о сегодняшних, относительно безграничных, возможностях проектирования и расчёта конструкций любой сложности и видя реальный порядок вещей, по крайней мере в области расчётов, я решил написать небольшой цикл статей, чтобы у будущих и некоторых текущих специалистов появилось хотя бы примерное понимание того, что они пытаются сделать, как мыслить и рассуждать в верном направлении и, что самое главное, как правильно задавать вопросы, чтобы появился хотя бы шанс получить внятный ответ. Начать цикл я решил не с общих основ и принципов работы любой конструкции (в народе это еще называют строймехом), а с определения не самой простой из нагрузок, а именно – ветровой.
Краткий обзор
Ветер — это масса воздуха, перемещающаяся, в основном, в горизонтальном направлении из области высокого давления в область низкого, что определяется барическим градиентом. Сильные ветра могут быть очень разрушительными, поскольку они создают значительное давление на поверхности конструкции (на самом деле изнутри конструкции тоже). Интенсивность этого давления и есть ветровая нагрузка (по крайней мере, её статическая составляющая).
Влияние ветра на конструкцию зависит от её физических и геометрических, определяющих аэродинамические коэффициенты, параметров, к тому же значительное влияние оказывает характеристика площадки строительства, определяющая силу трения ветра (правда, как правило, только лишь в первой сотне метров над уровнем земли) именно из-за которой, по большей части, скорость и, как следствие, давление ветра по высоте распределяются не равномерно. Также, стоит сказать, что оценка расчетной скорости ветра и анализ влияния его порывов на сооружение вследствие случайного характера явления не могут быть сделаны без привлечения математической статистики, ведь ветер – штука ну очень уж не постоянная.
Из всего этого следует, что только ясное физическое представление о действии ветра на сооружения, для познания которого привлекаются и смежные научные дисциплины, в частности прикладная климатология, аэромеханика, математическая статистика, теория колебаний, может быть гарантией правильного расчета сооружений. Но не будем о грустном и попробуем начать с простого…
Итак, у нас есть дом. Какое конкретное давление и в каком месте дома будет создавать тот, достаточно непредсказуемый ветер, что иногда даже не способен повлиять на полет мухи, а иногда сносит прочные и тяжелые крыши домов и с корнем вырывает огромные деревья?
На самом деле, если вообще на все забить и не учитывать пульсационную составляющую (разговору о чем будет посвящена отдельная статья), то тут, в расчете, все вообще проще некуда. Берем нормативную силу ветра для нашего района (например, из таблицы 11.1 СП 20.13330.2016 *или на основе данных местных метеостанций); умножаем на коэффициент k(z), учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze; умножаем на аэродинамический коэффициент и… все. Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки в кПа и в зависимости от высоты ze мы получили.
Что дальше? Почему так просто? И что мы сделали не так?
Начнем с того, что ze – это не просто отметка от уровня земли, это эквивалентная высота, но определить её не так уж и сложно (см. 11.1.5 СП 20.13330.2016). Также коэффициент k(ze), помимо самой ze, зависит ещё и от типа местности, здесь также ничего сложного, смотрим то же СП и не забываем, что для разных направлений ветра могут быть разные типы местности.
Теперь про аэродинамический коэффициент. Он представляет собой безразмерную величину и его наиболее точное значение определяется экспериментально в аэродинамической трубе. Физический смысл заключается в отношении аэродинамической силы (силы лобового сопротивления) к скоростному напору и характерной площади, а зависит этот коэффициент только от числа Рейнольдса (безразмерной величины, характеризующей поток) и формы обдуваемого объекта.
Достаточно точные значения аэродинамического коэффициента для разных участков здания, как, собственно, и в целом для достаточно большого числа типовых форм конструкций приведены в Приложении В СП 20.13330.2016 ”Нагрузки и воздействия”.
Вот и получается, что, в общем-то, сделали мы все правильно, а сложности, по большей части (если не говорить о зданиях с сильно уж сложной геометрией и о пульсационной составляющей, которую мы еще не успели рассмотреть) возникают в различного рода тонкостях, путанице из-за большого количества достаточно компактно размещенной информации в СП и отсутствия подходящего опыта. Но тем не менее такая универсальность, и обусловленная ею, сложность нормативных документов значительно упрощают процесс расчета ветровой нагрузки (и не только ветровой, и не только нагрузки) и защищают от многих ошибок, если конечно читать не просто подиагональке.
Пример 1. Параллелепипед
Допустим у нас есть некий параллелепипед с двускатной крышей и чем-то, выступающим на одной из сторон, например, балконом (см. схему 1); расположен параллелепипед в некоем селе Бомнак. При этом с одной стороны у нас река Зея, с двух других хвойный лес с многовековыми деревьями высотой более 10 м и с последней из сторон у нас небольшой дачный сектор длиной примерно 1,5 км за которым резко начинается сектор с плотной городской застройкой десяти-шестнадцатиэтажными домами.
Первое, что мы делаем – это определяемся сколько и каких направлений ветра нам нужно рассмотреть. Чтобы никого не мучить, сразу скажу, что их два: направление во фронтон кровли и в её скат. Почему так? Потому что, во-первых, по СП мы должны рассматривать наиболее опасные нагрузки (в ребро – не опасно), и во-вторых, есть в нашем СП приложение В.1.2, где, собственно, всё написано и даже нарисовано. Правда, даже учитывая всё сказанное, в примере будет рассмотрено только одно направление. Какое? Смотрим выше или читаем дальше.
После выбора направлений, определяем по карте 2 из СП 20.13330.2016 “Нагрузки и воздействия” в каком ветровом районе находится наша конструкция. Без особых усилий нам удаётся определить, что ветровой район у нас второй (карту я на всякий случай приложил в конце примера) и, следовательно, нормативное значение ветрового давления w0 равна 0,30 кПа (таблица 11.1 СП 20.13330.2016).
Теперь определяем эквивалентную высоту ze (пункт 11.1.5 СП 20.13330.2016) для подсчета коэффициента k(ze), учитывающего изменение ветрового давления по высоте (по таблице 11.2 или по формуле 11.4 СП 20.13330.2016). Для удобства, на схеме 1 слева внизу приложена таблица, сделанная на основании пункта 11.1.5 все ещё того же СП. Из этой таблицы видно, что при h ≤ d (а это наш случай) ze = h, следовательно, эквивалентная высота для всей конструкции примет всего одно значение равное h = 80 м.
Hidden text
NOTE На самом деле высота конструкции (по схеме 1) 105 м, но с целью значительного сокращения излишней информации и улучшения наглядности схем я принял эквивалентную высоту равную 80 м. Как это повлияет на расчет и можно ли так делать с реальными объектами – вопрос хороший, но каждый на него должен ответить сам, чтобы в будущем всегда быть готовым обосновать свое решение. В связи с чем, сильно рекомендую хоть раз провести полноценный, по всем правилам, расчет и сравнить, например, изгибающие моменты в основании, от решения подобному тому, что принял я с тем, что должно было получиться в идеале. Таким же образом можно выяснить степень влияния сил трения, которые мы рассмотрим чуть ниже. И тогда, даже принятые на глаз решения, что делать крайне не рекомендуется, окажутся вполне себе реалистичными, а плюсом будет то, что чем проще формула, тем, в конечном счете, меньше ошибок.
Что осталось? Осталось лишь определиться с типом местности, так как этот параметр тоже влияет на коэффициент k. Здесь уже появляется некая сложность. Ведь, если посмотреть на схему 2, то мы увидим, что со всех сторон нашу конструкцию окружают значительно отличающиеся и подходящие под разные типы местности ландшафты. В примере, думаю по понятным причинам, я рассмотрю лишь одно направление ветра, а именно то, что приходит со стороны дач и направленно во фронтон крыши.
Ранее я уже кратко описал местность, где указал, что глубина дачного участка равна приблизительно 1,5 км, а за дачным участком начинается городская застройка. Этот факт говорит нам о том, что мы не можем для выбранного направления принять тип местности А (т.к. 1,5 км < 2 км), следовательно, окончательным типом будет тип С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м. Принимаем k = 1,15 (по таблице 11.2 СП 20.13330.2016)
Наконец-то с детскими играми покончено и настало нам время плавно и уверено переместиться в приложение В уже затасканного здесь СП. В этом приложении находим подходящий пункт, а именно, пункт В.1.2 ”Прямоугольные в плане здания с двускатными покрытиями” и, одним глазом внимательно рассматривая картинки, другим читаем всё то, что там написано.
Что мы видим? Мы видим, что всё наше здание разбито на участки, измеренные относительно длинны, ширины и высоты нашей конструкции. Значит мы берем и, схематично нарисовав наш объект, раскидываем по нему те зоны, что указаны в приложении и по тем размерам, что в этом приложении приведены (эту работу я уже проделал на схеме 1). Далее, по таблицам В.2 и В.3б (т. к. ветер дует в направлении на фронтон: α=90°) определяем значения аэродинамических коэффициентов се и, что я видел в реальных расчетах считанные разы, но что требуют нормы, аэродинамические коэффициенты трения сf.
Что такое аэродинамический коэффициент трения cf и откуда он берется? В принципе, на самом деле, тут уже даже из названия понятно, чем данный феномен обусловлен: воздух трется о, допустим, боковую поверхность здания и тем самым толкает её по направлению своего движения. Куда его прикладывать? Зависит от случая. Если, например, у вас каркасное здание, то к ряду крайних колон в виде равномерно распределенной нагрузки направленной вдоль движения ветра; если у вас по бокам несущие стены и вы считаете где-нибудь в программе методами конечных элементов, то можно к узлам пластин; я на схеме 1 указал её как равномерно распределенную по площади.
Вот и всё! В качестве завершающего этапа, нам осталось лишь посчитать по формуле 11.2 нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки wm для каждого участка, приложить её к реальной схеме и осознать, что это даже не половина полноценного и всегда очень увлекательного расчета реального сооружения.
Завершая данный пример, хочется сказать лишь одно: если вы вдруг так и не поняли (интуитивно и по схемкам) куда будут в итоге направлены нагрузки на разных участках, то посмотрите на следующую картинку из СП 20.13330.2016, где абсолютно однозначно указаны положительные направления осей (и пусть не пугает вас коэффициент корреляции, о нём я расскажу в следующий раз). Осталось лишь понять, что это всё значит…
Пример 2. Унжа
В моих планах был ещё один пример, уже значительно сложнее, но т.к. статья оказалась и без того достаточно перегруженной (для ветровой-то нагрузки) этот пример (вместе с почти понятной инструкцией) оставлю для рассуждений в комментариях и просто для тех, кто столкнется с расчётом подобных решётчатых конструкций.
А тем, кому всё это показалось совсем уж скучным и неинтересным предлагаю задаться вопросом: как для такой мачты (показано ниже), учитывая, что она на оттяжках и, следовательно, геометрически нелинейна, рассчитать пульсационную составляющую?
Комментарии (16)
iqp
05.05.2024 07:53+1Не хватает рассуждений о том, что мы все-таки насчитали по его методике. Я так понимаю максимальное ветровое давление в конкретном месте проектируемого сооружения в конкретной локации конкретной местности. Максимальное в каком смысле - максимальное за последние 10 лет наблюдений - для сарая с дровами пойдет, а вот для гаража маловато будет, - за последние 30 лет, окей для гаража, а для жилого дома маловато будет, хочется больших гарантий, - за последние 100 лет, окей для дома, а для здания в котором будут массовые мероприятия маловато будет, - за все годы наблюдений плюс на случай - никогда не было и вот, парниковый эффект, потепление, активизация атмосферных явлений. Так что же мы насчитали, в конце концов?
Betonovos Автор
05.05.2024 07:53+4В результате мы получили нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки на сооружение.
Давление 0,3 кПа - это базовое значение, которое предлагает нам СП "Нагрузки и воздействие", его мы в последствии умножаем на коэффициенты, значения которых так же регламентируется этим же нормативным документом и которые зависят от геометрических характеристик конструкции и типа местности.
Что касается 10, 30, 100... лет.
Во первых, если мы строем некое уникальное сооружение, выходящее за рамки стандартного гражданского строительства, то для определения ветровой нагрузки проводится свое полноценное исследование и к нему предъявляются свои, достаточно обширные требования.
Во-вторых, в общих случаях строительства скорость ветра взятая из норм гарантировано (что подтверждается наблюдениями) будет превышена в среднем один раз в 50 лет.
И самое главное. Здесь мы посчитали статическую составляющую нагрузки, намного опасней то, что у ветра есть свойство "на мгновение" заметно увеличивать скорость создавая тем самым импульсное воздействие. И мало того, такие импульсы ещё могу повторятся с определенной частотой, а у зданий есть свои собственные частоты и когда всё это дело совпадает, мы наблюдаем эффект резонанса. Именно таких нагрузок (после сейсмики) больше всего боятся различного рода небоскрёбы, мосты, мачты...iqp
05.05.2024 07:53+2Во-вторых, в общих случаях строительства скорость ветра взятая из норм гарантировано (что подтверждается наблюдениями) будет превышена в среднем один раз в 50 лет.
Важная инфа. Если кто не понял, вот вы заказали проект, построили халабуду, а через какое-то время образовался шторм и халабуду развалило. Вы не сможете предъявить проектировщику, если окажется, что скорость ветра в этот раз был больше многодесятилетнего максимума, форс-мажор, епта.
Здесь мы посчитали статическую составляющую нагрузки, намного опасней то, что у ветра есть свойство "на мгновение" заметно увеличивать скорость создавая тем самым импульсное воздействие. И мало того, такие импульсы ещё могу повторятся с определенной частотой, а у зданий есть свои собственные частоты и когда всё это дело совпадает, мы наблюдаем эффект резонанса.
Был ветер 40 м/с на подступах к городу (если верить windy.com) сколько-то месяцев назад. В самом городе поменьше. Но из-за многоэтажек в некоторых местах на некоторой высоте были резонансные эффекты. На нашем не низком этаже это выглядело примерно так - на фоне общего гула , соответствующей этой скорости ветра добавляется как бы насос, который с частотой около герца то добавляет, то отнимает давление, хорошо так добавляет и отнимает, аж по ушам бьет. Пришлось окна остекления балкона полностью открыть и веревками зафиксировать, а то их стекла как диффузор в гигантском динамике то туда, то сюда. Еще тот экспириенс в час ночи.
Javian
05.05.2024 07:53+1Вот кстати про окна. Был в прошлом году в ноябре ураган https://naked-science.ru/article/nakedscience/nagon-veka
Мне недавно рассказывали что одним из последствий для аппаратаментов на побережье стали вдавленные внутрь металлопластиковые окна. Из-за давления ветра они вогнулись и потеряли герметичность.
И заборы из металлопрофиля улетели.
Fedorkov
05.05.2024 07:53+1Многие из вас, должно быть, помнят фотографии моста «Galloping Gertie», который разорвался на части во время бури в 1940 году. Висячие мосты разрывались задолго до того, это случается с ними и в наши дни. Объясняется это феноменом аэродинамической подъемной силы, и инженерам для правильных расчетов существенно нелинейных действующих сил требуется использовать математику и концепции Колмогорова. До 50-х не было человека, который мог бы сделать это правильно. Почему же, в отличие от всех прочих, не разрывается Бруклинский мост?
Потому что Джон Роблинг (John Roebling) знал достаточно, чтобы отдавать себе отчет в том, чего он не знает. Его заметки и письма, касающиеся постройки Бруклинского моста, сохранились до наших дней, и они являются отличным примером того, как хороший инженер поступает, когда он сознает пределы своей осведомленности. Джон Роблинг сделал мост в шесть раз прочнее, чем требовалось из всех расчетов, основывавшихся на известных данных. Кроме того, он добавил сеть диагональных опор для упрочения моста. Взгляните на них, когда у вас будет такая возможность; они уникальны.
Когда Роблинга спросили, не рухнет ли его мост, как многие до того, он ответил, что этого не случится, потому что мост сделан с шестикратным запасом прочности.
Роблинг был хорошим инженером, и он построил хороший мост с шестикратным запасом прочности. Поступаем ли мы таким же образом? Я предлагаю уменьшать предполагаемую производительность систем реального времени в шесть раз в оценочных расчетах, чтобы учесть все то, чего мы можем не знать. В утверждениях о надежности и доступности нам следует уменьшать наши ожидания в десять раз, чтобы скомпенсировать недостаток наших знаний. Нам следует строить так, как Джон Роблинг, а не так, как его современники — ни один из их мостов не устоял до наших дней, причем четверть из них рухнули в течение первых десяти лет после завершения строительства.
Можем ли мы считать себя инженерами, подобными Роблингу?
Джон Бентли — «Жемчужины программирования» (гл. 7.3)
Fedorkov
05.05.2024 07:53+1@Betonovos отсюда, кстати, вопрос: кто и как измеряет и рассчитывает все табличные значения? В реальной жизни ведь колоссальное количество переменных, в том числе неизвестных (unknown unknowns). А строить дома для краш-тестов под каждые климатические условия — слишком дорого.
При этом в СП и СНиПах уже переваренные модели, требующие минимум математики.
Физику, математику и инженеру дали задание — найти объём красного резинового мячика. Физик погрузил мяч в стакан с водой и измерил объём вытесненной жидкости. Математик измерил диаметр мяча и рассчитал тройной интеграл. Инженер достал из стола свою «Таблицу объёмов красных резиновых мячей» и нашёл нужное значение.
Betonovos Автор
05.05.2024 07:53+1
Когда не оказалось таблицы объёмов красных резиновых мячей (шутка) Типичный вопрос на форуме строителей (на скриншоте). Я не осуждаю, этот вопрос на самом деле достаточно справедливый и до конца для многих не раскрытый.
Территории нашей страны достаточны полно исследованы (например, в отчетах по инженерно-геологическим изысканиях я не раз читал про природу, реки, папоротники... а не о том, что искал (о характеристике грунтов), но тем не менее об абсолютной точности речи не идет, да и необходимости в этом нет (здесь я говорю конкретно про ветер и применимо к общегражданскому строительству).
А если необходимость всё-таки появляется, то, например, у операторов сотовой связи есть свои, разрешенные к использованию, хендбуки.
А вот вам пример кто измеряет и рассчитывает (я не конкретно про Яндекс.Погода, я, скорее, про BigDataSience)
Betonovos Автор
05.05.2024 07:53+1Люди учатся на своих ошибках, и в нормативах это также отражается.
Во-первых, когда мы рассчитываем сооружение, то принимаем различные коэффициенты (коэффициент по надежности, по нагрузке, для сочетания нагрузок, по условию работы...) на них умножаются рассчитанные значения нагрузок, тем самым значительно повышая запас прочности (NOTE как правило эти коэффициенты меньше 2)
Во-вторых, проектируя, мы рассматриваем достаточно большое количество сочетаний нагрузок, например, вес максимального количества людей + вес оборудования + снеговые мешки + порывистый ветер... и все это в разных местах.
В-третьих, как пример, загрузить цельную балку опирающуюся более, чем в двух местах (инженеры такую балку называют многопролетной неразрезной) сосредоточенной небольшой нагрузкой в одном пролете на много опаснее, чем нагрузить значительной силой, но равномерно распределенной.
пояснение к "в-третьих"
И в-четвертых, допустим, плита перекрытия прежде, чем полностью потерять несущую способность и разрушиться, способна значительно изогнуться. Поэтому, т. к. обывателям, как правило, не приятно смотреть на потрескавшуюся и изогнутую плиту, расчёт делится на две части: по первым предельным состояниям (разрушение) и по вторым предельным состояниям (эстетика и максимально допустимые перемещения).
Note. Трещины в растянутой части железобетонного изделия зачастую хороший знак, потому что это говорит нам о том, что арматура вступила работу и приняла на себя растягивающие усилия (бетон на растяжения почти не работает).
Всё перечисленное это конечно не х16 несущей способности, но, особенно учитывая что мы не можем забыть про экономическую составляющую строительства, этого более чем достаточно. Другое дело что нормы соблюдаются не всегда и чаще всего из-за отсутствия понимания.
сейчас часто преподаватели приводят этот пример студентам.
slog2
05.05.2024 07:53+2Как сложно. А можно по простому, чисто практический вопрос - с какой силой давит ветер 30м/сек на глухой забор высотой 2 метра.
Betonovos Автор
05.05.2024 07:53+6Конечно можно. Считаем по формуле из СП 20.13330.2016 нормативное значение давления ветра
обратите внимание на требование к V50 - это ваши 30м/с Получаем 387 Па = 0,39 кПа. Умножаем на коэффициент k(ze) (допустим у нас тип местности А)
Получаем 0,39*0,75 = 0,29 кПа
Осталось определиться с аэродинамическим коэффициентом. Чтобы самим не моделировать, не считать, не изобретать велосипед смотрим в приложении к СП:
Вообще, судя по картинке, на разных участках у нас будет разное давление, но если представить, что забор бесконечно длинный, то у нас везде будет участок D. Следовательно получаем: 0,29 кПа*1,2 = 0,35 кПа или, примерно, 36 кг/м^2. Так мы получили нормативное значение. В расчете сооружения нагрузки домножаются ещё на "коэффициенты по нагрузке", для ветра такой коэффициент равен 1,4. Получаем 50,4 кг/м^2 - это та часть ветровой нагрузки, которая относительно постоянная (правда проектировщики называют её кратковременной), так же есть импульсная составляющая, о ней я планирую рассказать в следующей статье, с ней всё намного интереснее.
slog2
05.05.2024 07:53Спасибо за развёрнутый ответ! Сам я категорически против заборов, но заборостроение черезвычайно развито в нашей стране. Значит, если забор высотой 2 метра а столбы через 3 метра, то на один столб будет давить около 300кг.
AndyBuh
05.05.2024 07:53+1Очень интересно!
Скажите, пожалуйста, как учитывается эта нагрузка при проектировании зданий?
С примером забора в целом понятно: имеется опрокидывающий момент, и необходимо его компенсировать. Считаем опоры: чтобы не вырвало из грунта, чтобы не погнулись.
С мачтами в целом тоже понятно: есть основа для расчета растяжек, их крепление к грунту.
А в случае с многоэтажными (тяжелыми) зданиями как быть? Получается этакий парус, усилие от который понятно как рассчитать. А что дальше с этими цифрами делать? Рассчитывать заглубление фундаментов?
Если есть возможность - расскажите, пожалуйста, как использовать результаты Вашего расчета.
Betonovos Автор
05.05.2024 07:53Сначала скажу про мачту на оттяжках. Тут мы прикладываем нагрузку (а ветровая для неё самая значимая) и смотрим на перемещения. Дальше в зависимости от этих перемещений выбираем необходимую силу натяжения (иногда практически "методом тыка" подбираем такую силу натяжения тросов, чтобы перемещения были меньше максимально допустимых от наихудшего сочетания нагрузок).
Отсюда вытекает и расчет фундамента, но по большей части на почти вертикальную нагрузку; расчет на выдёргивание крепления оттяжек (если эти крепления в земле); расчет различных болтовых соединений (локальный расчет, для него нужно сначала рассчитывать конструкцию в целом, чтобы узнать какие усилия будут, например, в рассчитываемом болте) и т.д. и т.п.
Что касается многоэтажек (НЕ небоскрёбов и других уникальных зданий), ветровая нагрузка не вносит особо значимый вклад, куда страшнее может оказаться, например, снеговая нагрузка.
Получается, что после расчета всех нагрузок мы их складываем всяко разно, но согласно норм и правим, прикладываем к расчетной модели здания, и получаем внутренние усилия во всех элемента. Далее, зная усилия, например в той же балке, я могу рассчитать сколько и какой арматуры мне надо в эту балку впихнуть.
Здесь я предполагаю, что расчёты ведутся в каком-нибудь программном комплексе на полноценной информационной модели сооружения методами конечных элементов. В случае же, если мы будем считать ручками на бумажке, то тут принцип, конечно, останется тот же, но добавится куча хитростей, непонятных полу-эмпирических формул и упрощений расчётной модели (на удивление, результаты будут везде плюс-минус одинаковые, что говорит о справедливости современных методов расчёта)
Пример из интернета. Здесь приведена мозаика перемещений (элементы раскрашены в цвет, а слева показана шкала перемещений в мм)
iqp
05.05.2024 07:53Автор мог бы и про снеговую нагрузку рассказать, для тех кто к примеру строит навес для автомобиля могло быть интересно. Типичные ошибки конструкций ферм.
Javian
Off Интересное. Только минут 30 назад размышлял над проблемами разработки канатных дорог и тут по теме статья появилась.
Собственные колебания, резонанс и ветровые нагрузки. И возможные вопросы, которые я даже не представляю.
На эти мысли меня натолкнула новость про канатную дорогу на гору Ай-Петри - сменился собственник. Новость сопровождала дискуссия, в которой прозвучало мнение, что эффективные менеджеры хотят укоротить дорогу, снеся нижнюю станцию и продав/застроив дорогую землю. И возникло мнение, что изменение конструкции дороги - это работа дороги за пределами условий для которых она проектировалась с потенциальным созданием условий для катастрофы через несколько лет .
Betonovos Автор
Одной из главных проблем я бы, наверное, назвал, что канат работает крайне не линейно: мы не можем пренебречь удлинениями, на растяжение он работает, на сжатие, видите-ли, нет, всё время меняются собственные часты и их вообще толком не определишь, следовательно мы не знаем резонирующие частоты, нагрузка по нему всё время перемещается, как по рельсам, только рельсы-та лежат, а канат где-то в горах болтается, всякие бегущие и стоячие волны, регулировка натяжения, сила которого должна меняться в зависимости от температуры...)
Помимо этого ещё есть небольшие трудности с монтажом такой конструкции. Но в целом методики уже разработаны, опыт проектирования и строительства есть, осталось только совершенствовать.
В общем, достаточно интересная мысль требующих долгих дискуссий и рассуждений в программных комплексах и на испытательных стендах.