Ветровое загружение является одним из самых сложных для понимания, особенно если при расчетах конструкций на ветровую нагрузку учитывать пульсацию ветра. Расчет ветровой нагрузки с учетом пульсации ветра предполагает необходимость: вычислять частоты собственных колебаний здания или сооружения, учитывать пиковую ветровую нагрузку, резонансное вихревое возбуждение и т.д.
Как видим, тема довольна сложная и мы ее разберем в следующих статьях. Поэтому в данном случае немного упростим задачу и рассмотрим расчет ветровой нагрузки на стены прямоугольных в плане зданий с одно- или двускатной кровлей без учета пульсации ветра (в соответствии с СНиП «Нагрузки и воздействия).
Общие положения
Нормативное значение основной ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней wm и пульсационной wps составляющих:
w = wm + wps
wps – пульсационная составляющая, применяется при расчетах с учетом пульсации ветра.
Обычно вычисляют только wm – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки.
Нормативное значение ветровой нагрузки
wm = w0 ⋅ k(ze) ⋅ ce,
где:
w0– нормативное значение ветрового давления (скоростного напора);
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Зависит от эквивалентной высоты ze, поэтому коэффициент k в формулах часто записывают как k (ze).
c – аэродинамический коэффициент.
Нормативное значение ветрового давления
Нормативное значение ветрового давления w0 принимается в зависимости от ветрового района:
Табл.1
Ветровые районы | Ia | I | II | III | IV | V | VI | VII |
w0, кПа | 0,17 | 0,23 | 0,30 | 0,38 | 0,48 | 0,60 | 0,73 | 0,85 |
Карта ветровых районов:

Карта ветровых районов
Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze
Эквивалентная высота ze отличается от z (высоты от земли до расчетной отметки) и рассчитывается в соответствии со следующей таблицей:
При h ≤ d | ze = h | |
При d < h ≤ 2d | Для z ≥ h — d | ze = h |
Для 0 < z < h — d | ze = d | |
При h ≥ d | Для z ≥ h — d | ze = h |
Для d < z < h — d | ze = z | |
Для 0 < z ≤ d | ze = d |
z — высота от поверхности земли;
d — размер здания в направлении, перпендикулярном расчетному направлению ветра (поперечный размер);
h — высота здания.
Если эквивалентная высота здания или сооружения ze ≤ 300 м, то коэффициент k определяется в зависимости от типа местности по следующей таблице:
Табл.2
Высота ze, м | Коэффициент k для типов местности | ||
А | В | С | |
≤5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
10 | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
60 | 1,7 | 1,3 | 1,0 |
80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
100 | 2,0 | 1,6 | 1,25 |
150 | 2,25 | 1,9 | 1,55 |
200 | 2,45 | 2,1 | 1,8 |
250 | 2,65 | 2,3 | 2,0 |
300 | 2,75 | 2,5 | 2,2 |
В данной таблице типы местности:
А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;
С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.
Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h < 60м и на расстоянии 2км – при h > 60м.
Аэродинамический коэффициент сe
Аэродинамический коэффициент внешнего давления ceучитывает изменение направления давления нормальных сил в зависимости от того, с какой стороны находится стена или скат крыши по отношению к ветру, с подветренной или с наветренной.
Знак плюс у аэродинамических коэффициентов определяет направление давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак «минус» — от поверхности (отсос).
В новом СП20.12330.11 в отличие от СНиП введено зонирование участков стен и крыши, наподобие Еврокоду.
Прямоугольные в плане здания с двускатными покрытиями
В соответствии с СП 20.13330.2016 (приложение В.1.2), аэродинамический коэффициент c для наветренных, подветренных и различных участков боковых стен прямоугольных в плане с двускатными покрытиями зданий определяется в соответствии со следующей таблицей:
Табл.3
Боковые стены | Наветренная
стена |
Подветренная
стена |
||
Участки | ||||
А | В | С | D | E |
-1,0 | -0,8 | -0,5 | 0,8 | -0,5 |

Вертикальные стены прямоугольных в плане зданий
Величина е равняется меньшему из: b или 2h
Рассмотрим только боковой ветер, нормальный к большей (более длинной) стороне здания.
Знак «плюс» у коэффициентов ce соответствует направлению давления ветра на соответствующей поверхности (активное давление); знак «минус» — от поверхности (отсос ветра).
+ (плюс) — прижимает;
— (минус) — отрывает.
Расчетное значение ветровой нагрузки
wp = wm⋅ γf = w0 ⋅ k ⋅ ce ⋅ γf
γf = 1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке
Пример расчета ветровой нагрузки на здание высотой менее 5 метров
Собрать ветровую нагрузку на колонны рамы здания высотой 4м прямоугольной в плане формы. Район строительства – сельская местность вблизи г. Курск.
Город Курск находится во II ветровом районе с нормативным значением ветрового давления:
w0 = 30 кгс/м2
Тип местности А, значит изменение давления ветра по высоте в соответствии с таблицей 2 (у нас высота строения 4м < 5м):
k = 0,75
Аэродинамический коэффициент с:
— для стены с наветренной стороны сe = 0,8;
— для стены с подветренной стороны сe = -0,5
Коэффициент надежности по ветровой нагрузке γf = 1,4
Расчетное значение ветровой нагрузки:
wp = w0 ⋅ k ⋅ ce ⋅ γf
wp активное давление = 30 ∙ 0,75 ∙ 0,8 ∙ 1,4 = 25,8 кг/м2;
wp отсос = 30 ∙ 0,75 ∙ 0,5 ∙ 1,4 = 15,8 кг/м2 ;
Собираем ветровую нагрузку на колонны, учитывая грузовые площади для крайних (3 м) и средних (6 м) колон:
Стена с наветренной стороны:
q1 кр = 25,8 кг/м2 ∙ 3 м = 75,6 кг/м — для крайней колонны;
q2 ср = 25,8 кг/м2 ∙ 6 м = 151,2 кг/м – для средней колонны;
Стена с подветренной стороны:
q1 кр = 15,8 кг/м2 ∙ 3 м = 47,4 кг/м — для крайней колонны;
q2 ср = 25,8 кг/м2 ∙ 6 м = 94,8 кг/м – для средней колонны;
Усложним задачу.
Пример расчета ветровой нагрузки на здание высотой более 5 метров
Собрать ветровую нагрузку на колонны рамы здания высотой более 5м (см разрез на чертеже) прямоугольной в плане формы. Район строительства – такой же, как и в предыдущем примере — сельская местность вблизи г. Курск.
Город Курск находится во II ветровом районе, а значит нормативное значение ветрового давления будет равно:
w0= 30 кгс/м2
Аэродинамический коэффициент с:
— для стены с наветренной стороны сe = 0,8;
— для стены с подветренной стороны сe = -0,5
Так как коэффициент k зависит от эквивалентной высоты ze, следовательно имеет переменное значение по высоте здания, а ветровые нагрузки q1 и q2 — величины постоянные, то чтобы правильно рассчитать значение ветровой нагрузки wp, нам необходимо найти эквивалентную нагрузку qэкв
Расчетное значение ветровой нагрузки: wp = qэкв ⋅ ce ⋅ γf
Все моменты считаем относительно нулевой отметки.
Расчетное значение ветровой нагрузки:
wp = qэкв ⋅ c ⋅ γf
wp активное давление = 27,71 ∙ 0,8 ∙ 1,4 = 31,03 кг/м2
wp отсос = 27,71 ∙ 0,5 ∙ 1,4 = 19,4 кг/м2
Ветровая нагрузка со стороны активного давления ветра:
q1 кр = 31,03 кг/м2 ∙ 3 м = 93,09 кг/м – для крайней колонны
q1 ср = 31,03 кг/м2 ∙ 6 м = 186,2 кг/м – для средней колонны
Ветровая нагрузка со стороны отсоса ветра:
q2 кр = 19,4 кг/м2 ∙ 3 м = 58,2 кг/м – для крайней колонны
q2 ср = 19,4 кг/м2 ∙ 6 м = 116,4 кг/м – для средней колонны
Считается, что ветровую нагрузку W0 следует прикладывать к нижнему поясу фермы.
Эквивалентная нагрузка qэкв действует до низа фермы, а верхнюю часть ветровой нагрузки мы учитываем с помощью W0 . (В этом случае не нужно путать значения w0 — нормативное значение ветрового давления и W0 – ветровую нагрузку в верхней части рамы.)
Находим W0 – равнодействующую ветровой нагрузки в уровне нижнего пояса фермы, которая действует от низа фермы до наивысшей точки конструкции.
W0 = W + W ′ — активное давление + отсос
B = 6 м — пролет здания;
Hпокр = Hфермы + Hфонаря + Hплиты покрытия + пирог крыши = 3 м;
Находим коэффициент k на высоте 16 м (13 м + 3 м):
Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.