دسته‌بندی نشده · مرداد ۲۷, ۱۳۹۹ ۰

۶-۱۰-۶ روش استاتیکی

روش استاتیکی برای محاسبه بارهای باد روی کل ساختمان ها به جز ساختمان هایی با ضابطه تعریف شده در بخش ۴-۱۰-۶ به کار می رود.

 

۱۶۱۰۶ ضریب بادگیری،Ce

ضریب بادگیری تغییرات سرعت باد با ارتفاع و نیز اثرات ناشی از تغییر در زمین اطراف و توپوگرافی را نشان می دهد. این ضریب براساس توزیع سرعت باد در ارتفاع روی دو نوع زمین اطراف، باز و یا پرتراکم، بشرح ذیل تعیین می شود:

الف) برای زمین باز0.2 Ce=(h/10) و حداقل برابر ۰.۹ درنظر گرفته می شود. زمین باز زمینی است که در آن ساختمان ها، درختان و موانع دیگر بصورت پراکنده بوده و یا به دریاچه، دریا و یا کنار ساحل باز، اطلاق می شود. ارتفاع مبنا از روی سطح زمین طبق بخش ۵-۱۰-۶ در نظر گرفته می شود. فرض می شود از قانون نمائی با ضریب ۰.۲ که معادل ضریب ۰.۱ برای سرعتهای باد جهشی است، پیروی می کند. باد جهشی بادی است که حدوداً ۳ تا ۵ ثانیه ادامه دارد و نمایانگر حجمی از باد است که بر روی کل سازه اثر می کند.

برای زمین پر تراکم Ce=0.7(h/12)0.3وحداقل برابر 0.7درنظر گرفته می شود. زمین پر تراکم 

ب) برای زمین پرتراکم، ce = ۰[ h/۱۲]۰.۳  و حداقل برابر ۰.۷ در نظر گرفته می شود. زمین پرتراکم به زمین حومه شهری، شهری، جنگل پرتراکم که تا یک کیلومتر و یا ۲۰ برابر ارتفاع ساختمان در بالا دست، هر کدام بیشتر باشد، امتداد پیدا کند، اطلاق می شود. فرض می شود ce از قانون نمائی با ضریب ۰.۳ که معادل ضریب ۰.۱۵ برای سرعتهای باد جهشی است، پیروی می کند.

مقادیر میان یابی شده بین دو گروه الف و ب را در مواردی که ناهمواری زمین در کمتر از یک کیلومتر و یا ۲۰ برابر ارتفاع ساختمان، هر کدام بیشتر باشد، تغییر کند، می توان استفاده نمود.

 

۲۶۱۰۶ تغییرات در نوع زمین

 

مقدار  ce که در بند ۱-۶-۱۰-۶ برای زمین ناهموار داده شده، در صورتیکه این ناهمواری در بالادست جریان حداقل ۱ کیلومتر یا ۲۰ برابر ارتفاع ساختمان، H؛ هر کدام که بزرگتر باشد؛ امتداد یابد، باید استفاده شود. هنگامی که ناهمواری زمین کمتر از ۱ کیلومتر امتداد یابد )به عبارت دیگر x<1 km (و ساختمان کوتاهتر از۱۰۰ متر باشد، مقدار ce رامی توان با میانیابی بین زمین باز و پر تراکم با استفاده از روابط زیر محاسبه نمود:

برای xr بزرگتر از ۰/۰۵  km و کمتر از ۱ km، برای xr  کوچکتر یا مساوی. 0.05 Km،و کمتر از 1 کیلومتر.

    \[C^{_{e}}=C_{er}[0.816+0.184log_{10}^{(\frac{10}{x^{_{r-0.05}}})}]\leq C^{_{eo}}\]

که در آن  xr  طول زمین ناهموار در بالادست جریان باد،  cer برابرce   برای زمین ناهموار و ceo برابرce  برای زمین باز است.

۳۶۱۰۶ خیز سرعت در بالای تپه ها و بالا آمدگی زمین

تپه ها و بالا آمدگی ها می توانند به طور قابل توجهی، سرعت باد را در نزدیکی سطح زمین افزایش دهند که باید در ضریب بادگیری برای ساختمان های واقع روی تپه یا پرتگاه درنظرگرفته شود. راه حلی که می تواند برای هر دو روش استاتیکی و دینامیکی این تشدید سرعت را لحاظ نماید، به شرح ذیل می باشد. 

ساختمان های واقع روی تپه یا پرتگاه با حداکثر شیب بزرگتر از ۱ به ۱۰ (۱۰٪)۰مخصوصاً، نزدیک قله، ممکن است در معرض سرعت هایی به مراتب بزرگتر از ساختمان هایی که روی سطح زمین هستند، قرار گیرند. در صورتی که شیب تپه و پرتگاه کمتر از ٪۱۰ باشد احتمال آنکه سرعت باد افزایش قابل توجهی داشته باشد، وجود ندارد. بنابراین ضریب بادگیری در ارتفاع z بالای تراز زمین اطراف، برابر است با مقدار زمین باز ضربدر ضریب

    \[(1+\Delta S(z))^{2}\]

که در آن S(z)∆ ، ضریب خیز سرعت برای میانگین سرعت باد می باشد (این اثر در شکل ۱-۱۰-۶ نشان داده شده است). در نزدیکی قله و در فاصله

    \[\left | X \right |< K\]

 

ضریب بادگیری به صورت زیر اصلاح می شود:

    \[C^{\ast }_{e}=C_{e}\left \{ 1+\Delta S_{max}\left ( 1-\frac{\left | x \right |}{KL_{h}} \right )e^{\left ( -\frac{az}{L} \right )} \right \}^{2}\]

که در رابطه بالا:

 

  C*e =مقدار متناظر اصلاح شده برای استفاده در تپه و بالا آمدگی،

  Ce = ضریب بادگیری در روی سطح زمین باز، که در بند ۱-۶-۱۰-۶ برای روش استاتیکی و در بند پ-۱-۲-۶ برای روش دینامیکی ارائه شده است،

  ΔSmax  = ضریب خیز سرعت نسبی در رأس قله، نزدیک سطح،

 a = ضریب کاهش برای کم شدن سرعت با ارتفاع

 قادیر  a و  ΔSmax  به شکل و شیب تپه یا بالا آمدگی بستگی دارد.

مقادیر این پارامترها در جدول ۱-۱۰-۶ ارائه شده است.

جدول ۱۱۰۶ پارامترهای حداکثر خیز سرعت در بالای تپه ها و بالا آمدگی

K

a

ΔSmax

شکل تپه یا بالا آمدگی

x>۰

x<۰

1.5

1.5

3

 2.2[Hh/Lh]

تپه های ممتد یا دو بعدی (یا دره های با H منفی)

4

1.5

2.5

 1.3[Hh/Lh]

پرتگاهای دو بعدی

1.5

1.5

4

6.1[Hh/Lh]

تپه های سه بعدی متقارن محوری

 

برای Hh/Lh>.0.5  فرض شود که Hh/Lh =0.5.  و 2Hh جایگزین Lh در معادله ۵-۱۰-۶ شود.

علائم جدول ۱-۱۰-۶ بشرح ذیل می باشد:

ارتفاع تپه یا بالا آمدگی، یا اختلاف تراز بین قله و زمین اطراف تپه یا بالا آمدگی در بالادست جریان فاصله قله تا جایی که تراز زمین، نصف در بالادست جریان مطابق شکل ۱-۱۰-۶ است.

حداکثر شیب برای تپه گرد،تقریباً  2Hh/Lh می باشد. در عبارت های بالا فرض می گردد که باد در امتداد جهت حداکثر شیب به سمت تپه جریان دارد. به عبارت دیگر، جهتی که بیشترین خیز سرعت را نزدیک قله ایجاد می کند.