Testy obciążenia wiatrem

Zasadniczo testy w tunelu aerodynamicznym skupiają się na kryteriach projektowych opartych na wydajności. Celem konstrukcyjnego obciążenia wiatrem jest określenie sił wiatru fundamentowego i bocznego, które będą oddziaływać na budynek przed rozpoczęciem budowy. Ogólnie rzecz biorąc, im większe obciążenie wiatrem, tym więcej materiałów budowlanych potrzeba, aby konstrukcja wytrzymała te siły wiatru. Potwierdzono, że rzeczywiste obciążenia wiatrem są znacznie niższe niż te określone metodą normową. Dlatego badania w tunelu aerodynamicznym pozwalają na zmniejszenie materiałów i związanych z nimi kosztów.

Stwierdzono, że poprzez testy w tunelu aerodynamicznym można osiągnąć wymierną redukcję obciążenia wiatrem (średnio około 40 procent), a czasami redukcja obciążenia może być jeszcze większa.

W ogólnym projekcie konstrukcyjnym budynków obciążenia wiatrem dzieli się na dwie grupy:

• Obciążenia pionowe, takie jak ciężar samej konstrukcji (tj. obciążenia własne) lub ciężar zawartości budynku (tj. obciążenia użytkowe), często decydują o projektowaniu stropów i słupów
• Obciążenia boczne, takie jak obciążenie wiatrem, ogólnie regulują konstrukcję rdzenia i wszelkich ścian usztywniających.

Obydwa mogą stanowić znaczną część masy budynku.

W przypadku wysokich budynków wiatr ma znaczący wpływ na projekt budynku. W przypadku niskich budynków obciążenia pionowe są zwykle ważniejsze, chociaż nie zawsze tak jest.

W normie europejskiej „EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje – Część 1-4: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru”, będącej normą europejską, zasady określania naturalnego wpływu wiatru w projektowaniu konstrukcyjnym budynków i obiektów inżynierii lądowej i wodnej znajdują się dla każdego z rozważanych obciążonych obszarów i wyjaśniono zasady. Obejmuje to całą konstrukcję lub części konstrukcji lub elementy przymocowane do konstrukcji, takie jak komponenty, elementy osłonowe i ich mocowania, bariery zabezpieczające i akustyczne.

Niniejsza norma ma zastosowanie do:

• Budynki i prace inżynieryjne o wysokości do 300 m
• Mosty o rozpiętości większej niż 200 m

Celem tej normy jest przewidywanie charakterystycznego wpływu wiatru na konstrukcje naziemne, ich elementy i przedłużenia.

Niniejsza norma ma również zastosowanie do obiektów położonych w odległości mniejszej niż 1 km od głównej linii brzegowej. W przypadku konstrukcji znajdujących się na morzu w odległości większej niż 1 km od głównej linii brzegowej nie mają zastosowania oddziaływania terenowe określone w niniejszej normie.

Niniejsza norma nie zawiera wskazówek dotyczących klimatów mieszanych, takich jak wiatry niesynoptyczne, np. szkwały, prądy zstępujące, mikropodmuchy, tornada, ani sposobów uwzględniania efektów lokalnych, np. efektów termicznych, lejków, silnej inwersji powierzchni termicznej Arktyki i podobnych efektów. Nie zawiera wskazówek dot.

Niniejsza norma dotyczy uproszczonych procedur dotyczących efektów dynamicznych, w większości opartych na założeniu dominującej reakcji jednomodalnej. Ogólne kryteria wykonywania pełnej analizy dynamicznej przy wymuszeniu aerodynamicznym wykraczają poza zakres tej normy. Podobnie wpływ ciśnienia wiatru powodowanego przez przejeżdżające pojazdy nie jest objęty zakresem tej normy. Norma EN 1991-2 dotyczy wpływu wiatru przejeżdżającego pociągu.

Na potrzeby niniejszej normy mają zastosowanie następujące definicje, a także terminy i definicje podane w normach EN 1990, ISO 2394, ISO 3898 i ISO 8930.

• Rzeczywista bazowa prędkość wiatru to charakterystyczna średnia prędkość wiatru z 10 minut.
• Bazowa prędkość wiatru to rzeczywista bazowa prędkość wiatru zmodyfikowana w celu uwzględnienia rocznego prawdopodobieństwa przekroczenia, kierunku wiatru, pory roku i wysokości (w razie potrzeby).
• Średnia prędkość wiatru to podstawowa prędkość wiatru zmodyfikowana w celu uwzględnienia wpływu nierówności terenu i wysokości nad poziomem morza.
• Współczynnik szczytu dla turbulencji to współczynnik odpowiadający czasowi wiatru wynoszącemu około 3 sekundy, co odpowiada znormalizowanym czasom trwania wiatru na stacjach pogodowych.
• Współczynnik ciśnienia to współczynnik określający nacisk na powierzchnie budynków lub obiektów inżynierii lądowej. Zewnętrzne współczynniki ciśnienia są stosowane do powierzchni zewnętrznych, wewnętrzne współczynniki ciśnienia są stosowane do powierzchni wewnętrznych.
• Współczynnik ciśnienia netto to współczynnik uwzględniający różnicę ciśnień na powierzchni.
• Współczynnik siły to współczynnik, który uwzględnia całkowity wpływ lub wpływ na jednostkę długości wiatru na konstrukcję, element konstrukcyjny lub komponent, w tym tarcie, jeśli nie jest wyraźnie wyłączone.
• Współczynnik tarcia to współczynnik uwzględniający wpływ tarcia wiatru na zewnętrzne powierzchnie budynków i budowli.
• Współczynnik odpowiedzi tła jest czynnikiem pozwalającym na brak pełnej korelacji ciśnień na powierzchniach konstrukcyjnych.

Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które świadczy dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja świadczy również usługi testowania obciążenia wiatrem dzięki przeszkolonemu i fachowemu personelowi oraz zaawansowanemu sprzętowi technologicznemu.