1.mathcad - incarcari climatice
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
1/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
EVALUAREA ACTIUNII ZAPEZII
dupa SR EN 1991-1-3
Localitate Blaj
i 0.8:=coeficientul de forma al incarcarii date de zapada
Ce 1.00:=coeficientul de expunere
coeficientul termic =1.00Ct 1.00:=
sk 1.5kN
m2
:= valoarea caracteristica a incarcarii date de zapada pe sol
s
i
C
e
⋅ C
t
⋅ s
k
⋅ 1.2kN
m2
⋅=:=
EVALUAREA ACTIUNII DIN VANT
dupa SR EN 1991-1-4
Observatie !!!In cazul in care calculam actiunea vantului pe directia VE-EV este respectata relatia b
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
2/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Caz 1 :
Calculul actiunii vantului pe peretii verticali de la nivelul terenului pana la inaltimea "b"=10.95m
Localitate Blaj
Categoria terenului IV
cdir 1.00:=coeficient de directie =1.00
cseason 1.00:=factor de anotimp =1.00
vb.0 27m
s:= valoarea fundamentala a vitezei de
referinta a vantului (in Anexa Nationala)
viteza de referinta a vantului, definita in functie de
directia vantului si de anotimp la 10m deasupra
unui teren de categoria II
vb cdir cseason⋅ vb.0⋅ 27m
s⋅=:=
co Z( ) 1.00:=factor orografic =1.00
Zmin
10.00m:= inaltimea minima (tabel 4.1 sau Anexa Nationala)
Zmax 200m:=inaltimea maxima
Z 10.95m:= inaltimea de referinta pentru presiunea exterioara
lungimea de rugozitate pt un
teren de categoria II (tabel 4.1(Ro) - Anexa Nationala)Z0.II 0.05m:=
Z0 1.00m:=lungimea de rugozitate pt. categoria IV
factor de teren ce depinde de lungimea
de rugozitate Z.0k r 0.19Z0
Z
0.II
0.07
0.23=:=
cr Z( ) k r lnZ
Z0
⋅
Zmin Z≤ Zmax≤if
k r lnZmin
Z0
⋅
Z Zmin≤if
:=
factor de rugozitate
cr Z( ) 0.56=
vm Z( ) cr Z( ) co Z( )⋅ vb⋅:= viteza medie a vantului la o inaltime Z deasupra terenului
vm Z( ) 15.14m
s⋅=
k 1 1.00:=factor de turbulenta =1.00
σv k r vb⋅ k 1⋅ 6.33m
s⋅=:= abaterea standard a turbulentei
Iv Z( )σv
vm Z( ):= intensitatea turbulentei
Iv Z( ) 0.42=
ρ 1.25 s
2
m4
N:= densitatea aerului =1.25 kg/m^3
6
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
3/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
qb1
2ρ⋅ vb
2⋅ 0.46
kN
m2
⋅=:= presiunea vitezei de referinta
qp Z( ) 1 7 Iv Z( )+( ) 1
2⋅ ρ⋅ vm Z( )
2⋅:= presiunea dinamica de varf
qp Z( ) 0.56kN
m2
⋅=
ce Z( )qp Z( )
qb
:= --> ce Z( ) 1.23= coeficient de expunere
Incarcarea din vant pe pereti
Directia vantului V-E sau E-V (zona inferioara)
Directiavantului
b 9.8m:=
d 38.4m:=
h b 9.8 m=:=
e min b 2 h⋅,( ) 9.80 m=:=
fig 1.
Lungimea zonelor
Ae
5e dif
d e 5 d⋅>if
:= B4e
5e dif
0 e 5 d⋅>if
:= C d e− e dif
0 e 5 d⋅>if
:=
Z0
k r
A 1.96 m= B 7.84 m= C 28.6 m=
Aria zonelor
AA A h⋅ 19.21 m2
⋅=:= AC C h⋅ 280.28 m2
⋅=:=AE b h⋅ 96.04 m
2⋅=:=
AB B h⋅ 76.83 m2
⋅=:= AD b h⋅ 96.04 m2
⋅=:=
7
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
4/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona A
cpe10 1.20−:= cpe1 1.40−:=
cpeA cpe1 AA 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAA
m2
⋅− otherwise
:= cpeA 1.2−=
wA qp Z( ) cpeA 0.67− kPa⋅=:=
Zona B
cpe10 0.80−:= cpe1 1.10−:=
cpeB cpe1 AB 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAB
m2
⋅− otherwise
:= cpeB 0.8−=
wB qp Z( ) cpeB 0.45− kPa⋅=:=
Zona C
cpeC 0.5−:=
wC qp Z( ) cpeC 0.28− kPa⋅=:=
Zona D
cpe10 0.80:= cpe1 1.00:=
cpeD cpe1 AD 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAD
m2
⋅− otherwise
:= cpeD 0.8=
wD qp Z( ) cpeD 0.45 kPa⋅=:=
8
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
5/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona E
cpeE 0.3−h
d0.25≤if
0.5− 0.25h
d< 1.00≤if
0.7− 1.00h
d< 5.00≤if
:= cpeE 0.5−=
wE qp Z( ) cpeE 0.28− kPa⋅=:=
Caz 2:
Calculul actiunii vantului pe zona superioara a peretilor verticali
Z 14.15m:= inaltimea de referinta pentru presiunea exterioara
lungimea de rugozitate pt un
teren de categoria II (tabel 4.1(Ro) - Anexa Nationala)Z0.II 0.05m:=
Z0 1.00m:=lungimea de rugozitate pt. categoria IV
factor de teren ce depinde de lungimea
de rugozitate Z.0k r 0.19Z0
Z0.II
0.07
0.23=:=
cr Z( ) k r lnZ
Z0
⋅
Zmin Z≤ Zmax≤if
k r lnZmin
Z0
⋅
Z Zmin≤if
:=
factor de rugozitate
cr Z( ) 0.62=
vm Z( ) cr Z( ) co Z( )⋅ vb⋅:= viteza medie a vantului la o inaltime Z deasupra terenului
vm Z( ) 16.76m
s⋅=
k 1 1.00:=factor de turbulenta =1.00
σv k r vb⋅ k 1⋅ 6.33ms
⋅=:= abaterea standard a turbulentei
Iv Z( )σv
vm Z( ):= intensitatea turbulentei
Iv Z( ) 0.38=
ρ 1.25s
2
m4
N:= densitatea aerului =1.25 kg/m^3
qb1
2
ρ⋅ vb2
⋅ 0.46kN
m2
⋅=:= presiunea vitezei de referinta
qp Z( ) 1 7 Iv Z( )+( ) 1
2⋅ ρ⋅ vm Z( )
2⋅:= presiunea dinamica de varf
9
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
6/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
qp Z( ) 0.64kN
m2
⋅=
ce Z( )qp Z( )
qb
:= --> ce Z( ) 1.4= coeficient de expunere
Directia vantului V-E sau E-V (zona superioara)
Directiavantului
b 9.8m:=
d 38.4m:=
h Z 14.15 m=:=
e min b 2 h⋅,( ) 9.80 m=:=
fig. 1'
Lungimea zonelor
Ae
5e dif
d e 5 d⋅>if
:= B4e
5e dif
0 e 5 d⋅>if
:= C d e− e dif
0 e 5 d⋅>if
:=
Z0
k r
A 1.96 m= B 7.84 m= C 28.6 m=
Aria zonelor
AA A h b−( )⋅ 8.53 m2
⋅=:= AC C h b−( )⋅ 124.41 m2
⋅=:=AE b h b−( )⋅ 42.63 m
2⋅=:=
A
B
B h b−( )⋅ 34.1 m2
⋅=:= A
D
b h b−( )⋅ 42.63 m2
⋅=:=
Zona A
cpe10 1.20−:= cpe1 1.40−:=
cpeA cpe1 AA 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) log
AA
m2
⋅− otherwise
:= cpeA 1.21−=
wA qp Z( ) cpeA 0.78− kPa⋅=:=
10
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
7/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona B
cpe10 0.80−:= cpe1 1.10−:=
cpeB cpe1 AB 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAB
m2
⋅− otherwise
:= cpeB 0.8−=
wB qp Z( ) cpeB 0.51− kPa⋅=:=
Zona C
cpeC 0.5−:=
wC qp Z( ) cpeC 0.32− kPa⋅=:=
Zona D
cpe10 0.80:= cpe1 1.00:=
cpeD cpe1 AD 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAD
m2
⋅− otherwise
:= cpeD 0.8=
wD qp Z( ) cpeD 0.51 kPa⋅=:=
Zona E
cpeE 0.3−h
d
0.25≤if
0.5− 0.25h
d< 1.00≤if
0.7− 1.00h
d< 5.00≤if
:= cpeE 0.5−=
wE qp Z( ) cpeE 0.32− kPa⋅=:=
11
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
8/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Directia vantului N-S sau S-N
Directiavantului
b 38.4m:=
d 9.8m:=
h 14.15m:=
b h< 2 b⋅< 0=
h b< 1=
h 2 b⋅> 0=
e min b 2 h⋅,( ) 28.30 m=:=
fig. 2
Lungimea zonelor
Ae
5e dif
d e 5 d⋅>if
:= B4e
5e dif
0 e 5 d⋅>if
:= C d e− e dif
0 e 5 d⋅>if
:=
A 5.66 m= B 4.14 m= C 0 m=
Aria zonelor
AA A h⋅ 80.09 m2
⋅=:= AC C h⋅ 0 m2
⋅=:=AE b h⋅ 543.36 m
2⋅=:=
AB B h⋅ 58.58 m2
⋅=:= AD b h⋅ 543.36 m2
⋅=:=
Zona A
cpe10 1.20−:= cpe1 1.40−:=
cpeA cpe1 AA 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAA
m2
⋅− otherwise
:= cpeA 1.2−=
wA
qp
Z( ) cpeA
0.77− kPa⋅=:=
12
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
9/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona B
cpe10 0.80−:= cpe1 1.10−:=
cpeA cpe1 AB 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAB
m2
⋅− otherwise
:= cpeA 0.8−=
wB qp Z( ) cpeA 0.51− kPa⋅=:=
Zona D
cpe10 0.80:= cpe1 1.00:=
cpeD cpe1 AD 1m2
if
cpe1 cpe1 cpe10−( ) logAD
m2
⋅− otherwise
:= cpeD 0.8=
wD qp Z( ) cpeD 0.51 kPa⋅=:=
Zona E
cpeE 0.3−h
d0.25≤if
0.5− 0.25h
d< 1.00≤if
0.7− 1.00h
d< 5.00≤if
:= cpeE 0.7−=
wE qp Z( ) cpeE 0.45− kPa⋅=:=
13
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
10/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Incarcarea din vant pe acoperis
Z 15.75m:= inaltimea de referinta pentru presiunea exterioara
lungimea de rugozitate pt unteren de categoria II (tabel 4.1(Ro) - Anexa Nationala)
Z0.II 0.05m:=
Z0 1.00m:=lungimea de rugozitate pt. categoria IV
factor de teren ce depinde de lungimea
de rugozitate Z.0k r 0.19Z0
Z0.II
0.07
0.23=:=
cr Z( ) k r lnZ
Z0
⋅
Zmin Z≤ Zmax≤if
k r lnZmin
Z0
⋅
Z Zmin≤if
:=
factor de rugozitate
cr Z( ) 0.65=
vm Z( ) cr Z( ) co Z( )⋅ vb⋅:= viteza medie a vantului la o inaltime Z deasupra terenului
vm Z( ) 17.44m
s⋅=
k 1 1.00:=factor de turbulenta =1.00
σv k r vb⋅ k 1⋅ 6.33
m
s⋅=:= abaterea standard a turbulentei
Iv Z( )σv
vm Z( ):= intensitatea turbulentei
Iv Z( ) 0.36=
ρ 1.25s
2
m4
N:= densitatea aerului =1.25 kg/m^3
qb1
2ρ⋅ vb
2⋅ 0.46
kN
m2
⋅=:= presiunea vitezei de referinta
qp Z( ) 1 7 Iv Z( )+( ) 1
2⋅ ρ⋅ vm Z( )
2⋅:= presiunea dinamica de varf
qp Z( ) 0.67kN
m2
⋅=
ce Z( )qp Z( )
qb
:= --> ce Z( ) 1.48= coeficient de expunere
14
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
11/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
8m 22.4m 8m
3 . 2 m
3 . 2 m
F FG
H
I
J
fig. 3α 25:=
d 9.8 m=
b 38.4 m=
h 16m:=
e min b 2 h⋅,( ) 32 m=:= rezultae
48 m=
e
103.2m=
Zona F
AFe
4
e
10
⋅ 25.6 m2
=:=
cpe.10 linterp15
30
0.2
0.7
, α,
0.53=:=
wF.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.36 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona F apare presiune
cpe.10 linterp15
30
0.9−
0.5−
, α,
0.63−=:=
wF.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.43− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona F apare suctiune
Zona G
AG b 2e
4⋅−
e
10⋅ 71.68m
2=:=
cpe.10 linterp15
30
0.2
0.7
, α,
0.53=:=
wG.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.36 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona G apare presiune
cpe.10 linterp
15
30
0.8−
0.5−
,α,
0.6−=:=
wG.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.4− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona G apare suctiune
15
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
12/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona H
AHd
2
e
10−
b⋅ 65.28m2
=:=
cpe.10 linterp15
30
0.2
0.4
, α,
0.33=:=
wH.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.22 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona H apare presiune
cpe.10 linterp15
30
0.3−
0.2−
, α,
0.23−=:=
wH.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.16− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona H apare suctiune
Zona I
AIe
10b⋅ 122.88 m2=:=
cpe.10 0.4−:=
wI qp Z( ) cpe.10⋅ 0.27− kPa⋅=:=Obs! - in zonele I si J apare doar suctiune
Zona J
AJd
2
e
10−
b⋅ 65.28m2
=:=
cpe.10 linterp15
30
1.0−
0.5−
, α,
0.67−=:=
wJ qp Z( ) cpe.10⋅ 0.45− kPa⋅=:=
α 20:=
d 9.8 m=
b 38.4 m=
h 16m:=
e min b 2 h⋅,( ) 32 m=:= rezultae
4
8 m=e
10
3.2m=
Zona F
AFe
4
e
10⋅ 25.6 m
2=:=
cpe.10 linterp15
30
0.2
0.7
, α,
0.37=:=
wF.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.25 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona F apare presiune
cpe.10 linterp
15
30
0.9−
0.5−
,α,
0.77−=:=
wF.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.52− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona F apare suctiune
16
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
13/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
Zona G
AG b 2e
4⋅−
e
10⋅ 71.68m
2=:=
cpe.10 linterp
15
30
0.2
0.7
,α,
0.37=:=
wG.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.25 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona G apare presiune
cpe.10 linterp15
30
0.8−
0.5−
, α,
0.7−=:=
wG.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.47− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona G apare suctiune
Zona H
AHd
2
e
10−
b⋅ 65.28m2
=:=
cpe.10 linterp15
30
0.2
0.4
, α,
0.27=:=
wH.max qp Z( ) cpe.10⋅ 0.18 kPa⋅=:=--> cazul in care in zona H apare presiune
cpe.10 linterp15
30
0.3−
0.2−
, α,
0.27−=:=
wH.min qp Z( ) cpe.10⋅ 0.18− kPa⋅=:=--> cazul in care in zona H apare suctiune
Zona I
AIe
10b⋅ 122.88 m
2=:=
cpe.10 0.4−:=
wI qp Z( ) cpe.10⋅ 0.27− kPa⋅=:=Obs! - in zonele I si J apare doar suctiune
Zona J
AJd
2
e
10−
b⋅ 65.28m2
=:=
cpe.10 linterp15
30
1.0−
0.5−
, α,
0.83−=:=
wJ qp Z( ) cpe.10⋅ 0.56− kPa⋅=:=
17
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
14/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
18
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
15/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
19
-
8/19/2019 1.Mathcad - Incarcari Climatice
16/16
UTCN - Facultatea de Constructii Proiect de diplom Evaluare încrcari
20