1.mathcad - incarcari climatice

Upload: alexandra-bene

Post on 07-Jul-2018

245 views

Category:

Documents


4 download

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

    ⋅   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