Деркач Тетяна Миколаївна. Нормування вітрового навантаження на будівельні конструкції для теритрії України

Короткий опис

Деркач Тетяна Миколаївна. Нормування вітрового навантаження на будівельні конструкції для теритрії України : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2002.

Деркач Т.М. Нормування вітрового навантаження на будівельні конструкції для території України.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - Будівельні конструкції, будівлі та споруди.- Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2001.
У роботі вирішена задача статистичного дослідження та нормування середньої складової вітрового навантаження на території України. На основі загальної методології отримані конкретні робочі формули для обчислення граничних та експлуатаційних розрахункових значень вітрового навантаження, а також оцінювання їх точності. Порівняльний аналіз імовірнісних моделей з урахуванням випадкових та систематичних похибок показав, що для нормування вітрового навантаження доцільно подавати швидкість вітру у формах диференційовного випадкового процесу та послідовності місячних максимумів. Параметри цих моделей для 194 метеостанцій України отримані за результатами строкових спостережень за вітром протягом двох десятків років.
За розробленою методикою досліджено вплив напрямку вітру на величину вітрового навантаження і встановлено коефіцієнти напрямку для усіх областей України. Обчислені граничні та експлуатаційні розрахункові значення вітрового навантаження, виконане їх узагальнення і територіальне районування, результати якого можна використовувати як безпосередньо при проектуванні несучих конструкцій, так і при розробці національних норм навантажень на будівельні конструкції. Порівняння отриманих результатів зі СНиП 2.01.07-85 показало, що при проектуванні будівель та споруд зі строками служби понад 40 років розрахункові значення вітрового навантаження слід збільшувати, але при менших строках служби вітрові навантаження знижуються.

Виконані дослідження свідчать про вирішення актуальної науково-технічної задачі статистичного дослідження і нормування розрахункових значень вітрового навантаження на будівельні конструкції для території України і дозволяють зробити наступні висновки:
1. Для нормування вітрового навантаження доцільно використовувати імовірнісні моделі випадкового процесу швидкості вітру та послідовності місячних максимумів швидкості.
2. Отримані робочі формули для обчислення граничних розрахункових значень вітрового навантаженняWmу залежності від середнього періоду повторюваностіT, і експлуатаційнихWe- у залежності від частки строку службиm, протягом якої вони можуть перевищуватися. Точність граничних і експлуатаційних розрахункових значень вітрового навантаження оцінюється в залежності від періоду метеорологічних спостереженьTн, значеньTабоmза графіками, таблицями чи формулами, отриманими в роботі.
3. Створений і реалізований на ПЕОМ банк метеорологічних даних з вітрового навантаження, який включає результати строковий вимірювань швидкості вітру на 194 метеостанціях України протягом двох десятиліть. Наведені в роботі результати статистичної обробки цих даних дозволяють представити швидкість вітру у формах диференційовного випадкового процесу і послідовності місячних максимумів.
4. З метою урахування строку служби при проектуванні будівельних конструкцій граничні розрахункові значення вітрового навантаженняW(T)рекомендується визначати, як добуток нормативного значенняWo, яке відповідає періоду повторювальності 25 або 50 років, на коефіцієнт надійності по навантаженнюgf(T), який є функцією періоду повторювальностіT. Отримано функціїgf(T)і карти територіального районування за нормативними значеннямиWo, які дозволяють визначати граничні розрахункові значення вітрового навантаження для будь-якого періоду повторювальності і географічного району України.
5. Експлуатаційні розрахункові значення вітрового навантаженняWe(m)для заданого географічного району України і частки строку служби конструкціїmвизначаються з використанням отриманої формули і карти територіального районування значеньWe(0,01). Отримано також залежності експлуатаційних розрахункових значень вітрового навантаженняWe(m)від граничних нормативних значеньWo.
6. Для всіх адміністративних районів і міст обласного підпорядкування України обчислені більш точні індивідуальні значенняWoіWe(0,01), таблицями яких можна користуватися замість відповідних карт територіального районування.
7. За даними гірських метеостанций України в першому наближенні встановлені залежності швидкості і тиску вітру від висоти місцевості над рівнем моря, які дозволяють орієнтовно визначати розрахункові значення вітрового навантаження в горах.
8. У порівнянні з чинними СНиП 2.01.07-85 "Навантаження і впливи", отримані рекомендації приводять до зростання розрахункових значень вітрового навантаження при проектуванні будівель та споруд зі строками служби понад 40 років, але забезпечують зниження вітрових навантажень і економію матеріалів на несучі конструкції з меншими строками служби.
9. Розподіли напрямків вітру мають складний полімодальний характер і задовільно описуються запропонованим круговим законом розподілу, заснованим на ряді Фур'є. Для нормування вітрового навантаження з урахуванням напрямку вітру рекомендовано використовувати системи умовних розподілів результатів строкових вимірювань або місячних максимумів швидкості вітру для ряду фіксованих напрямків.
10. За даними метеостанцій України обчислені коефіцієнти напрямку вітру для 8 румбів, кожен з яких дорівнює відношенню розрахункового значення вітрового навантаження визначеного напрямку до розрахункового значення, визначеного без урахування напрямку вітру.
11. Територіальне районування коефіцієнтів напрямку вітру виконане у формі таблиці їхніх значень по восьми румбах для всіх адміністративних областей України. Урахування напрямку вітру за отриманими рекомендаціями дозволить знизити розрахункові значення вітрового навантаження у середньому на 26%.
12. Отримані результати можуть використовуватися як безпосередньо при розрахунках несучих будівельних конструкцій, так і при розробці норм вітрового навантаження для території України.