Moduły wiatrowe – jak uwzględnić ciśnienie wewnętrzne?

Uwzględnienie ciśnienia wewnętrznego w obliczeniach obciążenia wiatrem budynków.

Wiatr jest jedynym obciążeniem zmiennym działającym na każdy typ konstrukcji w każdym kraju na świecie. Norma EN 1991-1-4 stanowiąca część Eurokodu 1 określa zasady i metody obliczeń dla oddziaływania wiatru na budynki o wysokości poniżej 200 m. W przeciwieństwie do innych norm w  EN 1991-1-4 każdy kraj ma swój własny Załącznik krajowy. Znajdują się tam między innymi strefy wiatrowe (mapa geograficzna) i inne współczynniki.

Złożona architektura budynków oraz wymagania norm dotyczących obciążeniem wiatrem sprawiają, że definiowanie  tych obciążeń jest jednym z dużych wyzwań dla projektantów.

Zgodnie z normą należy rozpatrywać jednoczesne działanie ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego.

Rysunek 1 – Ciśnienie wywierane na powierzchnie budynku

W zależności od rozpatrywanego elementu (ściana, dach) należy brać pod uwagę najbardziej niekorzystną kombinację ciśnienia zewnętrznego i wewnętrznego dla możliwych otworów i nieszczelności.

W przypadku ciśnienia zewnętrznego to jest ona zawsze brane pod uwagę przez projektantów. Ponieważ wiele budynków jest zamkniętych, często wewnętrzne ciśnienie wiatru jest pomijalne na etapie określania obciążeń. Należy jednak pamiętać że bramy okna oraz inne otwory w obudowie mogą w sposób znaczący wpływać na obciążenie szczególnie obudów hal i magazynów.

Norma EN 1991-1-4 wprowadza pojęcie „ściany dominującej” jako ściany w której pole otworów jest przynajmniej równe dwukrotnej wielkości otworów i nieszczelności w pozostałych ścianach rozpatrywanego obiektu.

W przypadku budynku bez ściany dominującej współczynnik ciśnienia wewnętrznego cpi wyznacza się z diagramu zawartego w normie w zależności od stosunku wysokości budynku do jego wymiaru w kierunku wiatru.

W przypadku budynku z dominującą ścianą cieśnienie wewnętrzne należy wyznaczać jako część ciśnienia zewnętrznego występującego w obszarze otworów na ścianie dominującej.

Jeżeli pole otworów w ścianie dominującej jest równe dwukrotnemu polu otworów we pozostałych ścianach to:

c_pi = 0,75 – c_pe

Jeżeli pole otworów w ścianie dominującej jest przynajmniej równe trzykrotnemu polu otworów w pozostałych ścianach to:

c_pi = 0,90 – c_pe

gdzie c_pe wartość współczynnika ciśnienia zewnętrznego w obszarze otworów w ścianie dominującej.

Rysunek 2 – Ciśnienie wewnętrzne w programie EF4 moduł dach płaski

Program obliczeniowy EasyFix4 pozwala na uwzględnienie ciśnienia wewnętrznego w przypadkach projektowania mocowania obudowy obiektów, zarówno w module blachy jak i płyty warstwowej jak i mocowania hydroizolacji na dachu płaskim.

W przypadku braku ściany dominującej program dobiera c_pi z normy na podstawie wymiarów budynku. Dla ściany dominującej użytkownik sam decyduje o wartości c_pi.

Na podstawie EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne -Oddziaływania wiatru.

Potrzebujesz wsparcia projektowego? Skontaktuj się z nami – Pomoc Techniczna Rawlplug.