Расчет ветровой нагрузки на забор

При действии ветра на торцевую стену здания, в стойках фахверка возникают изгибающие моменты и перерезывающие силы. В отличии от колонн и стоек несущих рам, для стоек фахверка ветровая нагрузка составляет существенную долю, а в ряде случаев, является определяющей. Определение ветровых нагрузок следует производить согласно работе, с учетом внешнего давления ветра, зависящего от нормативного скоростного напора ветра, типа местности, высоты и конфигурации здания. Кроме этого, для многих зданий следует учитывать внутреннее давление, зависящее, кроме перечисленных выше факторов и от проницаемости ограждающих конструкций. Известно, что ограждающие конструкции зданий не являются герметичными, в них имеются различные щели, окна, двери, ворота и т.д. Отношение общей площади этих отверстий к площади ограждающих конструкций называется проницаемостью конструкций и обозначается через μ.
Согласно работам при (J, < 5 %, т.е. для закрытых зданий, внутреннее давление составляет 20 % от пассивного внешнего давления, а коэффициент ci = ±0,2. Для зданий, у которых может быть открыта одна сторона (ангары для самолетов, угольные склады и т.д.) коэффициент с. может достигать величины ±0,8.
Таким образом, ветровую нагрузку, действующую на стойки фахверка, следует определять с учетом как внешнего, так и внутреннего ветрового давления согласно работам, а именно:

где ω0 — нормативное ветровое давление; k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; cΣ — суммарный аэродинамический коэффициент

где cei — аэродинамический коэффициент внешнего ветрового давления; ci — аэродинамический коэффициент внутреннего ветрового давления.
При расчете конструкций фахверка зданий, полностью закрытых ограждающими конструкциями (μ ≤ 5 %) следует принимать: для наветренной стороны сΣ = 1; для подветренной стороны cΣ = -0,8. Для зданий с большими проемами (ангары, эллинги и т.д.) коэффициент сΣ может превышать величину 1,4-1,6 и более.

Некоторого снижения расчетных усилий и деформаций для стоек фахверка можно достичь за счет учета фактического приложения ветровой нагрузки в виде нескольких сосредоточенных сил, действующих в местах крепления стеновых прогонов (ригелей). Этот прием оправдан только для стоек, жестко защемленных в фундаменте и при небольшом числе стеновых прогонов.
Изгибающие моменты M и деформации fw в таких случаях определяются по формулам:

где kM и kf — поправочные коэффициенты, определяемые по табл. 2 в зависимости от числа прогонов n, расположенных по высоте стойки фахверка (безучета прогонов, расположенных в непосредственной близи от верхней или нижней опоры стоек); wΣ и wΣn — расчетное и нормативное значение ветровой нагрузки, определяемое по формуле (3); h — высота стойки фахверка; EJ — изгибная жесткость стойки фахверка.
Для ограждений из стеновых панелей с горизонтальной разрезкой, ветровую нагрузку следует прикладывать как равномерно распределенную.

На светопрозрачные ограждающие конструкции, системы вентилируемого фасада, а также участки планарного остекления действуют постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относится собственный вес подсистем, утеплителя и облицовки. Временные нагрузки – это ветер, снег, дождь.

Современные фасадные системы, это не просто красивая облицовка, а несущая стена с функциями тепловой и акустической защиты. Поэтому надо правильно рассчитать несущую способность каждой алюминиевой или стальной конструкции под действием постоянных и временных нагрузок.

В строительных нормах нет четкого разделения в методике расчета светопрозрачных фасадов, планарного остекления или навесных вентилируемых фасадов с классическими несущими конструкциями.

Это приводит к неразберихе, ошибкам, ненужным запасам по прочности. Как следствие увеличивается конечная цена за квадратный метр алюминиевой или стальной фасадной системы.

Какая нормативная документация регламентирует расчет нагрузок

До недавнего времени за расчет любых ограждающих, фасадных конструкций отвечал СНиП 2.01.07-85*. Он был написан без учета специфики работы навесных вентилируемых фасадов и светопрозрачных конструкций. Это создавало неудобства для проектировщиков и конструкторов, которые занимались данной проблематикой.

На смену морально устаревшему СНиП 2.01.07-85* пришёл свод правил нагрузок и воздействий СП 20.13330 2011. В нем прописаны этапы расчетов современных алюминиевых и стальных вентилируемых фасадных систем, светопрозрачных конструкций, планарного остекления. Расчет ветровой, снеговой и дождевой нагрузок необходимо проводить согласно СП 20.13330 2011.

Кроме свода правил нагрузок и воздействий расчет ветровой нагрузки определяется по ГОСТ 24756-81.

Для правильного и быстрого расчета ветровых и снеговых нагрузок применяются таблицы, в которых указаны нормативные показатели в зависимости от географической зоны:

Таблица определения снеговой нагрузки местности по районам на территории РФ

Снеговой район	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Вес снегового покрытия Sg (кгс/м2)	80	120	180	240	320	400	480	560

Карта зон снегового покрова территории РФ

Таблица определения ветровой нагрузки местности по районам на территории РФ

Ветровой район	I	II	III	IV	V	VI	VII
Ветровая нагрузка Wo (кгс/м2)	17	23	30	38	48	60	73

Карта зон ветрового давления по территории РФ

Алгоритм проектирования и расчета строительной конструкции

1. Расчет любой фасадной системы осуществляется по определённому алгоритму:
2. Рисуется схема строительной конструкции с указанием всех элементов и их особенностей. На основе конструктивной создаётся расчетная схема. На неё наносятся все нормативные и расчетные нагрузки, силы и моменты.
3. Отдельные нагрузки собираются в одну. Этот процесс называется сбор нагрузок и указание вектора их действия.
4. Расчёт статической конструкции по правилам и законам строительной механики. В результате расчётов выводятся усилия в элементах строительной конструкции.
5. По полученным результатам производится подбор сечения профиля, колонны, ригеля, балки, оконного каркаса.
6. Осуществляется проверка полученной конструкции по второму предельному состоянию. Проверяется жесткость системы с учётом прогибов, кренов, кручения.
7. Проводится проверка по первому предельному состоянию. Определяется прочность и надёжность системы, а также пространственная устойчивость и срок эксплуатации.
8. Проектирование узловых соединений. Подбор сечения и размера кронштейнов, болтов, заклёпок и других крепёжных элементов.

Элементы расчета снеговой и ветровой нагрузки

Расчет ветровой и снеговой нагрузки проводится в комплексе. Если рассчитать фасадную или любую другую строительную систему на действие ветра, но не учесть нагрузку от снега, то результат – это полное или частичное разрушение с потерей элементами системы несущей способности.

Снеговая нагрузка

Учёт снеговой нагрузки характерен для участков светопрозрачных фасадов расположенных под углом к горизонту, а также зенитных фонарей.

Алгоритм расчета и сбора нагрузок стандартный, но есть несколько отличительных особенностей. Например, при расчете снеговой нагрузки для светопрозрачных козырьков балконов и лоджий, а также многоуровневых стеклянных крыш учитывается снос снега. По нормативам толщина снеговой подушки одна, а по факту в результате переноса снежных масс она может быть другой.

Это может увеличить фактическую толщину снежной подушки в 1,5-2 раза, что является определяющим при расчёте.

Пример расчета снеговой нагрузки на козырек лоджии

В первую очередь определяется нагрузка от снега, который равномерно распределен по расчетной поверхности.

Значение снеговой нагрузки на светопрозрачной крыши определяется по формулам:

В различной нормативной документации есть нестыковки по назначению коэффициентов надёжности по снеговой нагрузке. В СП 20.13330.2011 снеговые нагрузки указаны расчётными, а для изменения их на нормативные рекомендуется использовать коэффициент 0.7 (т.е. коэффициент ?? = 1.43).

В МДС 31-8.2002 можно встретить рекомендации по назначению повышенного значения коэффициента ?? = 1.6. В результате, аналогично с собственным весом заполнения, есть разночтения, которые необходимо исключить.

В данном вопросе можно согласиться с требованием современного и актуального СП, поскольку с 01.07.2003 г. вступило в силу изменение снеговых нагрузок. Оно было внесено в СНиП 2.01.07-85* под номером 2 и всё еще действует. МДС4 был выпущен раньше и данного изменения не затрагивал.

Ветровая нагрузка

Проблем при проведении расчета ветровой нагрузки на ограждающие конструкции стало значительной меньше с 2011 года. С этого года был введен в действие СП 20.13330.2011. Споры о правильности изменения в среде экспертов не утихают.

Для подробного и грамотного расчета вентилируемых фасадных систем в 2004 году были выпущены «Рекомендации по составу и содержанию документов и материалов, представляемых для технической оценки пригодности продукции», в которых прописаны более жесткие требования к расчету и учёту ветровых нагрузок. Но в результате, на текущий момент, действуют нормы, заведомо превышающие рекомендации.

Проблемы расчета и учета ветровых нагрузок начинаются с того, что до 2011 года, несмотря на упоминание в СНиП «Нагрузки и воздействия» о необходимости расчета и учёта пульсационной ?? составляющей ветровой нагрузки, многие проектировщики рассчитывали витражные конструкции на действие средней ?? составляющей.

С 2001 года, согласно актуализированной нормативной документации, введено в действие понятие максимальной нагрузки для ограждающих конструкций и узлов их сочленения.

Это значение можно понимать как средний показатель ветрового порыва. Учет ветрового давления сыграл на руку проектировщикам. Формы светопрозрачных и вентилируемых фасадов усложняются, высота зданий увеличивается. Ветровой расчет становится очень важной и ответственной частью в проекте строительного объекта.

В то же время, возникает ряд вопросов по корректному применению методики определения данной нагрузки и оценке полученных в конструкциях усилий и перемещений. На примере расчётов по методикам до и после 2011 года предлагается оценить влияние введения значения пиковой ветровой нагрузки.

Интересное видео о том, как ветром вырвало часть вентилируемого фасада в Астане в мае 2018. Вот к чему приводят ошибки при расчете ветровых нагрузок в статическом расчете:

Пример расчета ветровой нагрузки на здание

Алгоритм выполнения расчета не отличается для определения ветровой нагрузки на фасад здания, или расчет колонны на ветровую нагрузку, или расчет многослойного светопрозрачного стеклопакета на ветровую нагрузку. Формулы и порядок действия не меняются.

Задача состоит в определении сечения фасадной стойки. Она находится на втором этаже на высоте 10 м от уровня земли многоэтажного жилого здания высотой 50 м. Для заполнения проема применяется светопрозрачный стеклопакет.

Подбор стойки происходит по принципу получения фактического прогиба конструкции меньше, чем максимально допустимый.
?факт ≤ ?доп, где ?факт – значение прогиба стойки от действия внешних сил, рассчитывается по формуле:

?факт=(5/384)×(qH4/EJ), где q – ветровая нагрузка, равномерно распределенная по всей площади стойки;

E – модуль упругости алюминия, принимаемый по таблице 3 обязательного приложения 1 СНиП 2.03.06-85 в зависимости от температуры эксплуатации (от -40 до +50 °С модуль упругости 5 2 E  7,110 кгс /см. );

?доп. – гипотетический разрешенный прогиб стойки.

В среде проектировщиков принято считать, что максимальный прогиб алюминиевой конструкции не может быть больше:

• для одинарного остекления: ?доп. = ? 200
• для остекления стеклопакетами: ?доп. = ? 300

Для определения расчетного сечения стойки надо выразить её момент инерции. Расчет проводится с учетом заполнителя из стеклопакетов:

J≥ (375/96) × (qH3/E)

Определение q – вариант сбора нагрузки до 2011 года

Для определения нормативной нагрузки, которая равномерно давит на стойку, есть формула:

? = ?? ∙ ?,

где ? – грузовая ширина приложения ветровой нагрузки, (для текущего примера ? = 1м); ?? – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки, рассчитываемого по формуле:

?? = ?0 ∙ ? ∙ ?(?),

с – аэродинамический коэффициент, определяется по таблице Приложения 4 СниП 2.01.07-85. Для вертикальных фасадов (наклон не более 15°) -с = 0,8;

?(?) – показатель, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, согласно таблице 6 СниП 2.01.07-85, в зависимости от типа местности и высоты расположения над поверхностью земли. Для типа местности В и высоты расположения витража 10 метров – ? = 0,65;

?? = 30 ∙ 0.8 ∙ 0.65 = 15,6 кгс/м. кв.

? = 15,6 ∙ 1 = 15,6 кгс/м. п.

Определение q – вариант сбора нагрузки после 2011 года

? = w+(-)×?,

где ?+(−) – нормативный показатель максимального положительного и отрицательного действия ветровой нагрузки,

рассчитывается по формуле:

w+ (-) =w0k (ze) сp+ (-) v + (-)

где ze – эквивалентная высота (согласно п. 11.1.512, эквивалентная высота, приравниваемая к высоте здания. В нашем случае – это 50 метров (вместо 10 метров по методике 2011 года);

v + (-) – показатели корреляции ветровой нагрузки, соответствующие положительному давлению (+) и отсосу (–); значения этих коэффициентов приведены в таблице 11.84 в зависимости от площади ограждения А, с которой собирается ветровая нагрузка (для нашего примера грузовая площадь равна 3 квадратным метрам и методом интерполяции получено значение  ()  0, 97);
сp+(-)– максимальные значения аэродинамических коэффициентов положительного давления (+) или отсоса (–), определяемые по

Приложение Д.1.1711

Витраж будет располагаться в угловой зоне, поэтому:

сp+(-)=2,2.

Конечная формула приобретает вид:

w+ (-) = 30×1, 24× ×2, 2×0, 97 140, 5 кгс/м.кв.

? = 140,5 ∙ 1 = 140,5 кгс/м.п.

Есть ли какие-то программы расчета ветровых нагрузок алюминиевых конструкций, и стоит ли им доверять

Проектировщик старой закалки не доверяют современный технологиям, который значительно облегчают труд инженера-расчетчика. Для более «продвинутых» есть ряд компьютерных программ, которые позволяют точно и быстро определить ветровую нагрузку на здание:

• SCAD Office, программа ВЕСТ – продвинутый продукт для получения точного результата.
• Инженерный калькулятор Лира – платная программа, есть возможность попробовать функционал бесплатно в Демо-версии.

Современная методика расчета нагрузок на вентилируемый или светопрозрачный фасад даёт точный числовой результат. Расчеты всегда можно проверить с помощью многочисленных компьютерных программ, в память которых заранее вбиты все нормативные показатели и поправочные коэффициенты.

Для расчета на ветровую нагрузку строительных конструкций, имеющих форму круглого цилиндра (башни, дымовые трубы, трубопроводы, провода, стальные канаты и т. п.), а также ферм, составленных из трубчатых или круглых стержней, необходимо знание числа Рейнольдса, чтобы по рис. 3.8 или рис. 3.15 определить их коэффициент лобового сопротивления. Влияние удлинения цилиндра учитывают по рис. 3.4.
По СНиП коэффициент лобового сопротивления круглых цилиндров принимают по рис. 3.25, построенному для средней шероховатости цилиндров, например стальных дымовых труб, стальных трубопроводов, трубчатых элементов решетчатых стальных конструкций и т. п.
При вычислении числа Рейнольдса скорость потока определяют по формуле

где n — коэффициент перегрузки, равный 1,2 для всех видов сооружений, за исключением высоких сооружений с периодом колебания более 0,25 сек, для которых он принимается равным 1,3;
q — нормативный скоростной напор ветра для рассматриваемого района и высоты сооружения в кГ/м2;
m — коэффициент пульсации, принимаемый в зависимости от рассматриваемой высоты сооружения по табл. 2.3.
При определении ветровой нагрузки на конструкции, составленные из стержней круглого профиля, коэффициент лобового сопротивления берется с учетом шероховатости и числа Рейнольдса, вычисленного для каждого диаметра цилиндра.
В расчетах конструкций из круглых цилиндров (трубы, провода, канаты) за рубежом распространены равноценные числу Рейнольдса критерии; в частности, закризисным обтеканием считается, когда Vd≥7 или d√q≥1,5, что соответствует числам Рейнольдса 470000 и 410000 (скорость в м/сек, диаметр в м).
Коэффициент лобового сопротивления шероховатых круглых цилиндров в зависимости от числа Рейнольдса показан на рис. 3.25. По нормам ГДР шероховатость гладких цилиндров строительных конструкций принимается равной 2·10—4, при умеренной шероховатости — 4·10—4, при шероховатой поверхности, например обледенелой, — 8·10—4. Размеры зерен шероховатости: для цельнотянутых и прокатных труб принимаются 0,01—0,05 мм, для сварных стальных труб — 0,05—0,2 мм, для стальных труб, образованных из листа с помощью заклепок или болтов, в зависимости от числа заклепок или болтов на единицу длины, — 0,2—2 мм. Шероховатость стальных трубчатых элементов решетчатых конструкций принимается 4·10—4. Эти данные относятся к трубам с нерегулярной шероховатостью.
Шероховатость может быть упорядоченной, например в виде регулярных ребер различной формы поперечного сечения по образующим цилиндрам, волнистый с разной длиной и высотой волны и др.
По французским нормам коэффициент лобового сопротивления бесконечно длинных многогранных призм без ребер и закруглений углов приведен в табл. 3.4.

Коэффициент лобового сопротивления круглого цилиндра с ребрами или выступами высотой 0,01—0,1 диаметра цилиндра равен 1,16; шероховатого, но без ребер, при закризисном обтекании — сх=0,75. При конечной длине цилиндра коэффициент лобового сопротивления определяется умножением на коэффициент, значение которого принимают по рис. 3.26.
Коэффициент лобового сопротивления бесконечно длинного цилиндра с регулярными ребрами квадратного или треугольного сечения (шероховатость 0,04), волнистого с крупной, средней и мелкой волной соответственно с шероховатостью 0,033; 0,03 и 0,01 равен 0,65—0,75. Наибольшие значения коэффициента сх у цилиндра с треугольным гофром (0,75) и мелковолнистым (0,70). Эти данные относятся к закризисному обтеканию цилиндров— числа Рейнольдса 0,4·106÷1,8·108. Коэффициент лобового сопротивления гладкого круглого цилиндра, определенный в той же аэродинамической трубе и в том же интервале чисел Рейнольдса, — 0,4—0,55.
Исследование сопротивления моделей газгольдеров с ребрами (относительная шероховатость 0,006) при отношении высоты к диаметру, равном двум (удлинение λ=4), и числе Рейнольдса Re=6,3·105 и более показало, что коэффициент cx=0,68; коэффициент лобового сопротивления гладкого цилиндра того же удлинения в нижекритической области равен 0,74 (Флаксбарт).

Коэффициент лобового сопротивления изолированного круглого цилиндра, наклоненного к потоку под углом скольжения β, понижается с ростом этого угла быстрее, чем коэффициент сх плоской пластинки. Картина похожа на обтекание потоком как бы эллиптического цилиндра. Опытные значения коэффициента лобового сопротивления цилиндра хорошо аппроксимируются графиком sin3β. По другим данным, показатель степени ближе к 2,7. Коэффициент полного сопротивления цилиндра, расположенного под углом β к скорости потока, равен: cn=cxsin2β .
Для определения лобового сопротивления цилиндров с учетом числа Рейнольдса скорость потока принимают умноженной на sin α или sin β, если цилиндр расположен под углами атаки а или скольжения β. В случае обтекания цилиндра до кризиса такое уточнение не влияет на его сопротивление в большом интервале чисел Рейнольдса (см. рис. 3.8).
Коэффициенты лобового сопротивления квадратного и шестигранного цилиндров бесконечной длины при Re=(0,34÷1,8)·108 и направлении потока на грань — 1,08 и 0,93, при потоке на угол — 1,18 и 1,23 соответственно.
На рис. 3.27 приведены опытные значения коэффициента лобового сопротивления квадратного цилиндра (призмы) бесконечной длины и с удлинением λ=5 в зависимости от угла атаки. Число Рейнольдса в опытах было равно 1,8·105. Как видно на рис. 3.27, у длинного цилиндра минимум значения коэффициента сх наступает при угле атаки α=20°, а у цилиндра с удлинением λ=5 — при угле λ=25°. Характерно, что наибольшая нагрузка на квадратную сплошностенчатую башню будет при действии ветра по диагонали (α=45°), так как ее наветренная площадь возросла в 1,41 раза, а значение сх снизилось лишь в 1,3 раза. Коэффициент лобового сопротивления цилиндров треугольного и полукруглого сечений (λ=8; Re=90000) изменяется при противоположных направлениях потока приблизительно в два раза.
На рис. 3.28 приведены данные исследований в трубе круглых цилиндров (Re=565000) с различно расположенными пластинчатыми накладками — интерцепторами, используемыми для гашения вибрации трубчатых конструкций при ветре . Коэффициент лобового сопротивления цилиндра с накладками увеличивается до двух и более даже при относительно невысоких полосах. Цилиндры с накладками приближаются к многогранным призмам, коэффициент лобового сопротивления которых может быть до 1,4. Эти данные свидетельствуют о недопустимости простого суммирования ветровой нагрузки на гладкий круглый цилиндр с нагрузкой на небольшие по размерам детали. Коэффициент сх цилиндра с деталями на нем должен приниматься повышенным.
Влияние небольшого изменения формы поперечного сечения тела на коэффициент лобового сопротивления показано также на круглом цилиндре с невысокой накладкой, установленной по образующей под различными углами к передней критической точке (рис. 3.29). Накладкой служила круглая проволока диаметром 3 мм. Опыты проводились на цилиндре диаметром 30 мм с удлинением 4,4; число Рейнольдса до 5,5·104. Как видно, накладка может как повышать, так и понижать лобовое сопротивление цилиндра. Наибольшее значение коэффициента сх=1,02 цилиндра с накладкой будет при α=60÷70°, наименьшее сх=0,6 — при α=20÷30°. Существенно то, что появилась стационарная подъемная сила, величина и знак которой зависят от места накладки на цилиндре (МГУ).

Наибольший коэффициент лобового сопротивления получается при накладках, расположенных по образующим цилиндра; у цилиндра с геликоидальными накладками он меньше. Наименьший коэффициент сопротивления будет в случае спирально расположенных накладок, так как на шаге спирали будут участки, где интерцептор уменьшает лобовое сопротивление цилиндра (см. рис. 3.29).
В нормах ГДР для расчета железобетонных труб, применяемых в качестве опор телевизионных антенн, местное продольное утолщение по образующей цилиндра учитывают в величине коэффициента сх. При расположении утолщения против потока (угол α=0°) значение сх принимают 0,85, при угле α=90° берут cx=1,15, при угле α=180° cx=0,6. Коэффициент лобового сопротивления трубчатой железобетонной башни с окнами по этим нормам принимается равным 0,7.
Коэффициенты лобового сопротивления проводов и стальных канатов спиральной (одинарной) свивки в зависимости от произведения Vd приведены на рис. 3.30 (ВНИИЭ). Разброс опытных величин коэффициента (заштрихованная область) находится в пределах 0,9—1,25. Причина его — влияние величины диаметра провода, количества проволок и диаметра их в верхнем повиве.
Для канатов двойной свивки, т. е. образованных несколькими прядями, свитыми из проволок, коэффициент лобового сопротивления принимают до кризиса равным 1,3 и 1,2 — после кризиса; для проводов и канатов закрытого типа, т. е. из профилированной проволоки во внешнем повиве, коэффициент cx=1,1 и 0,3 соответственно. Коэффициент лобового сопротивления кабелей вантовых и висячих мостов зависит от конструкции кабеля: при шестигранном или другом сечении каната принимают коэффициенты сх для многогранных призм (см. например, табл. 3.3 или 3.4). Крепежные детали на кабелях учитывают конструктивным коэффициентом или коэффициент лобового сопротивления деталей принимают равным 1,2.
По нормативным материалам для линий электропередачи при направлении ветра под углом к хорде (оси) нити поперечную нагрузку на нее принимают пропорциональной синусу угла между ветром и хордой.
Нагрузка на оттяжки-ванты складывается из собственного веса каната, льда на нем и давления ветра, принимаемого пропорционально sin β.
Тогда

где g — погонный вес каната в кГ/м;
β — угол оттяжки с горизонтом;
w — нагрузка от ветра на единицу длины каната, хорда которого нормальна к направлению потока, в кГ/м;
φ — угол между направлением оттяжки в плане и началом отсчета;
θ — угол между скоростью ветра и началом отсчета, принимаемым за направление наветренной оттяжки.
Горизонтальная узловая нагрузка на ствол мачты с оттяжками при действии ветра на несколько одинаковых оттяжек одного яруса, расположенных равномерно по окружности и под одинаковым углом к горизонту,

где n — число оттяжек в узле;
l — длина хорды оттяжки;
β — угол между хордой оттяжки и горизонтом.
В ряде случаев нужны данные о сопротивлении цилиндров разнообразных профилей с различным радиусом скругления острых краев . В табл. 3.5 приведены основные сведения о цилиндрах бесконечной длины. Общим для всех профилей с относительно большими радиусами скругления краев является наступление кризиса обтекания, характеризуемое, как и у круглого цилиндра, резким снижением коэффициента лобового сопротивления. При малом радиусе закругления цилиндры ведут себя как профили с острыми краями, при большом — у них наступает кризис в области чисел Рейнольдса, близких к критическим числам Рейнольдса круглого цилиндра. Разброс чисел Струхаля в области кризиса значительно больше, чем у круглого цилиндра, например, у треугольного сечения цилиндра — с 0,18 до 0,65. С увеличением радиуса скругления краев цилиндров их коэффициент лобового сопротивления до кризиса не изменяется или понижается, но не столь заметно. У профилей с большим относительно характерного размера радиусом закругления коэффициент сх при кризисе падает очень сильно; например, у треугольного цилиндра после скругления с 1,3 до 0,2.

Поведение бесконечно длинного эллиптического цилиндра (отношение 1:2) в потоке зависит от ориентации его; если большая ось расположена поперек потока, то его коэффициент лобового сопротивления при числах Рейнольдса 104—5·105 остается неизменным и равным 1,7. С дальнейшим увеличением Re наблюдается небольшое падение коэффициента сх. При расположении цилиндра большой осью по потоку его коэффициент лобового сопротивления, равный 0,6 при Re=104, медленно растет и достигает 0,7 при Re=,1·105. Затем наступает кризис, при Re=7·105 коэффициент сх цилиндра становится минимальным и равным 0,1 для характерного размера 0,1 м и 0,14 — для размера 0,3 м. Кризис обтекания у такого цилиндра наступает раньше, что можно объяснить, по-видимому, большей величиной относительной шероховатости поверхности. При Re=2·108 коэффициент сх=0,6. Числа Струхаля, мало зависящие от числа Рейнольдса, равны: для эллиптического цилиндра большой осью по потоку Sh=0,13, поперек потока Sh=0,18÷0,2 (НАСА).
Коэффициент лобового сопротивления скругленных цилиндров конечной длины снижается, как и коэффициент сопротивления круглого цилиндра: он резко падает с уменьшением удлинения, начиная с λ=10 (см. рис. 3.4). При углах скольжения β≠0° лобовое сопротивление таких цилиндров с ростом этого угла снижается не так сильно, как круглого цилиндра. Коэффициент лобового сопротивления немного скругленных цилиндров при углах β≠0° следует скорее закону сопротивления плоской пластинки. Для учета в расчетах удлинения таких цилиндров можно воспользоваться данными на рис. 3.4 или рис. 3.26.
Источник: «Ветровая нагрузка на сооружения», Г. А. Савицкий, 1972

Ограждение – важный элемент лестницы, балкона или входной группы. Для удобства просчетов ограждающих конструкций и поручней предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором расчета. С помощью этого удобного и полезного инструмента вы самостоятельно за пару минут произведете расчет стоимости изделия, количества необходимых материалов.

Идёт расчёт, подождите, пожалуйста… Примечание: трубы в расчёте считаются кратно 6 метрам, т.е. если, например, длина поручня ограждения составляет 7 метров, то в расчёте данная труба будет кратна 6, т.е. 12 метров. При оформлении заказа менеджер может изменить состав заказа, если в наличии будут обрезки трубы и тогда труба на поручень будет 6+2 м. или 6+1 м.

Преимущества онлайн-калькулятора

Калькулятор расчета ограждений и перил позволит не тратить время на звонки с целью общения с менеджером. Предлагаем:

• простой, понятный интерфейс;
• четыре типовых варианта конструкций;
• моментальный расчет изделий по вашим размерам.

Онлайн-калькулятор ограждений экономит время клиента. Уточнить стоимость в комплексе нержавеющей трубы, ригелей, других деталей для монтажа конструкции можно онлайн. Не надо ждать, пока менеджер сделает просчет и пришлет его, чтобы вы могли выбрать окончательный вариант. Достаточно указать необходимые опции, габариты, а все остальное сделает автоматизированный сервис.

Онлайн-сервис удобен еще и тем, что вы можете гибко варьировать конфигурацию конструкции, чтобы рассчитать стоимость нескольких модификаций одну за другой, сравнивая цены каждого варианта. Этот процесс не отнимет много времени, но даст возможность выбрать подходящий ограждающий блок.

Как это работает?

Расчет лестничных ограждений производится за четыре шага:

• вначале выбираете тип конструкции из предлагаемых вариантов;
• далее указываете условия эксплуатации – внутри помещения или на улице;
• на третьем шаге задается диаметр используемых труб, технология соединения компонентов;
• последний этап – указание длины изделия, количества поворотов.

В результате расчета формируется готовый заказ, который можно сразу отправить в корзину. Учитывайте, что в сумму полученного предложения не входят услуги установки. Они оплачиваются отдельно, сроки и цена монтажа согласовывается с менеджером.

Чтобы ускорить процесс, заранее измерьте длину конструкции, посчитайте количество поворотов на 45°, 90° или 180° по отдельности. Также продумайте диаметр, способ соединения труб.

Наш онлайн-калькулятор сделает покупку ограждений комфортной и простой. Сервис работает в режиме 24/7, поэтому произведет моментальный расчет в удобное вам время, находясь на работе, дома или в дороге.

Инструкции по расчету профнастила на забор, а также стоимости других материалов

Выберите удобный для Вас масштаб чертежей.

Значения заполняйте в метрах:

Участок в ширину – введите ширину территории, которую необходимо оградить.

Длина левой стороны – укажите протяженность планируемой ограды с левого боку.

Длина правой стороны – задайте длину ограждения справа.

Забор:

Промежуток между столбами – оптимально принимать в пределах 2,5-3 м. Выбор большего расстояния увеличивает нагрузку на столбы забора, из-за чего они могут покоситься со временем, а также может привести к провисанию сетки. Для листовых материалов также следует учитывать их ширину.

Стоимость столба – укажите цену заборного столба актуальную для Вашего региона. Она напрямую зависит от материала изготовления. Деревянный столб более доступный вариант, однако, менее долговечен по сравнению с бетонными, железными и кирпичными столбиками, цена которых выше.

Ширина ворот и калитки. Оптимальной считается ширина ворот в пределах 3-3,5 метра (этого достаточно для заезда грузового транспорта) и 2,4-2,6 метра для возможности въезда легковых авто. Значение ширины калитки для удобства прохода следует принимать от 0,6 до 1,2 м (1 м – оптимум).

Если Вы отметите пункт «Коррекция расстояния между столбами», программа равномерно распределит столбы по периметру на равном расстоянии друг от друга (расстояние будет отображено на чертеже).

Стройматериалы забора – выберите вид материала для забора, отметив соответствующий пункт.

Сетка:

Высота сетки для забора стандартная от 1,5 до 2 м, однако, могут быть вариации в зависимости от возможностей оборудования производителя (до 3 м).

В рулоне сетки – укажите, сколько погонных метров в рулоне сетки. Этот параметр стоит уточнить в месте приобретения сетки или изготовителя.

Стоимость рулона сетки – введите цену материала (за рулон) в Вашем регионе.

Характеристики сетки для забора регламентированы ГОСТ 5336-80 «Сетки стальные плетеные одинарные. Технические условия». Следует проверять соблюдение норм производителем материла до покупки.

Доска:

Высота доски – имеется ввиду длина пиломатериала. В зависимости от возможностей пилорамы и вида материала может быть от 0,5 м (для строганого штакетника) и достигать 6 м. Значение высоты доски определяющего высоту ограждения рекомендуется выбирать с учетом СНИП 30-02-97* «Планировка и застройка территорий садоводческих объединений граждан, здания и сооружения» (с поправками от 12.03.2001). Высота ограждения со стороны улицы и территорий общего пользования не больше 2,2 м для организации нормальной освещенности улиц, проездов, тротуаров. Для заборов между соседними участками максимальная высота ограждения 1,5 м. Нормы высоты забора также могут устанавливаться местной администрацией Вашего региона. Эти моменты важно учитывать на начальной стадии сооружения забора, чтобы не возникло недовольства соседей в дальнейшем.

Толщина доски – может быть от 0,016 до 0,06 м и принимается исходя из наличия пиломатериала у поставщика с учетом Вашего бюджета.

Ширина доски – для деревянного дощатого забора выбирается в пределах от 0,04 до 0,2 м в зависимости от доступности и цены материала.

Стандартные размерные деревянных досок регламентированы ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия» и ГОСТ 2695-83 «Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия».

Стоимость кубометра доски – введите, какая цена пиломатериала в Вашей местности за 1 м3.

Листовой материал:

Высота – т.е. длина листа зависит от производителя, может достигать 12 м. Для забора наиболее часто применяют профнастил стеновой с маркировкой С10, С20, С21, НС35 и высотой листа от 1,8 до 3 м.

Габаритная ширина листа – зависит от его вида, часто находится в пределах 0,8-1,2 м.

Полезная ширина листа – меньше габаритной ширины на 0,04-0,08 м, поскольку технология укладки профиля требует перекрытия одной гофры (т.е. внахлест). Обратите внимание! При монтаже профнастила, чтобы не возникало зазоров на стыках листов, меньший край должен перекрываться большим (один гофрированный край листа всегда несколько меньше другого).

Стоимость листа – введите цену на листовой материал. Чем больше высота волны профнастила, тем выше его цена, соответственно возрастает прочность и ветровая стойкость ограждения.

Нажмите «Рассчитать».

Возможности онлайн калькулятора позволяют высчитать, количество всех столбов для забора и общей их длины. Также можно посчитать площадь ограждения забора и узнать, сколько квадратных метров разного материала потребуется. При этом будут приведены данные о нужном количестве рулонов сетки, доски (в штуках и кубических метрах), сколько потребуется листового материала (к примеру металлопрофиль) и его фактическая площадь. В целом будет произведен расчет забора из профнастила, дерева, досок, сетки рабицы и других материалов. Это позволяет легко провести сравнительный анализ цен на разные заборы и рассчитать общую стоимость забора. Чертеж со всеми необходимыми размерами поможет построить забор своими руками из сетки, дерева или листовых материалов.