sveta
Механическая прочность материала и расчет ветровых нагрузок
На улице вывески, щиты, короба и перетяжки подвергаются не только температурным колебаниям, но и высоким механическим нагрузкам. Для того, чтобы изготовленное изделие отвечало необходимым прочностным требованиям, необходимо выяснить, выдержит ли используемый материал те нагрузки, которые могут на него воздействовать в период краткосрочной или длительной эксплуатации. После произведенных расчетов ветровых нагрузок необходимо сравнить их с прочностными характеристиками баннера (винилового, полиэтиленового, тканого (синтетического/натурального) или бумажного) с учетом специфики материала (например, влагопоглощения с последующим разрушением), возможной потери пластичности при низких температурах и скорости его старения.
В случае отдельностоящих знаков, подвергающихся нагрузкам на обе стороны, расчеты должны производиться и для крепежных элементов. Это особенно важно, если изделие расположено в таком месте, где деформации (срыв или разрыв) могут представлять опасность для человека, транспорта и расположенных рядом сооружений.
Представленная ниже методика расчета ветровых нагрузок, используемая в строительной статике, может быть применима для вертикальных плоских рекламных конструкций.
Ветровая нагрузка, измеряемая в кг(кН)/м2, определяется по формуле:
Pw = k Ч q
Pw -“ давление ветра, нормальное к воспринимающей поверхности. Это давление считается положительным.
k -“ аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и положения подверженного ветру объекта.
q -“ скоростной напор ветра (кг/м2), соответствующий наибольшей для данного места скорости ветра c учетом особых порывов.
Величина q в зависимости от скорости ветра определяется следующим образом:
q = g : g Ч V 2 : 2
g - вес воздуха (1,23 кг/м3) при Pатм.=760 мм рт.ст. и tатм.=15 В°С
g -“ ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2)
V-“ наибольшая скорость ветра (м/сек) на данной высоте h, т.е.
q = 1,23 : 9,81 Ч V2 : 2
q = V2 : 16 Высота h над уровнем земли, м
Скорость ветра V,
км/ч м/с
Скоростной напор q, кг/м2
0 -“ 8
103,7 28,8
51
8 -“ 20
128,9 35,8
80
Примечание: В таблице указаны наибольшие значения скорости ветра, типичные для Европейской территории, для конструкций, расположенных на открытом месте. При необходимости точного расчета с учетом географических районов (прибрежных зон), застройки места расположения баннера, наличия редких/обширных насаждений следует обратиться к нормативным документам ГОСТ или за консультацией к специалистам Consistent Software.
Конструкция
b-ширина, d-высота
Соотношение размеров
Площадь S
Аэродинамический коэффициент k
Вертикально установленное полотно, закрепленное в раме или натянутое на троссах
d/b < 5
b Ч d
1,2
d/b С– 5
b Ч d
1,6
Пример расчета максимальной ветровой нагрузки для конструкции, верхняя точка которой расположена на высоте 5 м над уровнем земли. Размер знака 3x1,5 м.
При использовании приведенных ранее таблиц, производится простой расчет:
Скорость ветра V = 28,8 м/с
Скоростной напор q = 51 кг/м2
Аэродинамический коэффициент k = 1,2
Ветровая нагрузка Pw = k Ч q
Pw = 1,2 Ч 51 = 61 кг/м2