Деревянный парапет на балконе - Общее обсуждение строительных конструкций

Эта статья представляет собой подборку вопросов, которые были заданы Комитету по ветроэнергетике NCSEA. Упомянутый код – ASCE 7 Американского общества инженеров-строителей, Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений. Приведенные здесь рисунки можно найти в ASCE 7-16.

Какую ветровую нагрузку следует использовать на перилах балкона? Как и во всем, что связано с ветровыми нагрузками на здания, важно предусмотреть воздушный поток вокруг элемента. Для балкона есть два важных соображения при определении ветровой нагрузки на перила.

Первое соображение касается геометрии балконных перил с подветренной стороны. Когда воздух течет вверх и над перилами, неглубокий балкон не имеет достаточной глубины, чтобы создать отрицательное давление на заднюю сторону перил. Таким образом, для балкона глубиной 6 футов и менее ветровая нагрузка на перила аналогична нагрузке на наветренную стену здания (С_p = 0.8, согласно рисунку 27.3-1 в ASCE 7-16). Нет необходимости учитывать одновременное подветренное или всасывающее давление на перила неглубокого балкона. Однако предположим, что балкон глубже 6 футов. В этом случае важно учитывать влияние отрицательного давления на заднюю сторону ограждения в дополнение к положительному давлению на переднюю сторону. По мере углубления балкона это комбинированное давление начинает приближаться к давлению парапета.

Вторым фактором, влияющим на ветровую нагрузку на перила, является материал перил. Цельные стеклянные перила способны создавать отрицательное давление. Перфорированные или открытые перила не могут создавать значительного отрицательного давления. Твердая поверхность необходима, чтобы предотвратить прохождение ветра через перила и заставить поток подниматься вверх и преодолевать перила, чтобы создать отрицательное давление.

Почему ASCE 7 решил перейти от допустимой к предельной скорости ветра? Почему у нас есть несколько карт вместо одной карты, модифицированной фактором важности?

До ASCE 7-10 стандарт использовал единую карту и корректировал скорость ветра с использованием фактора важности ветра (I_w = 0.77, 0.87, 1.0, 1.15) и коэффициент ветровой нагрузки (1.6 для прочностного расчета). Начиная с ASCE 7-10, стандарт использует три (четыре в ASCE 7-16) карты, представленные на уровне прочности (коэффициент ветровой нагрузки 1.0 для расчета прочности), и исключает фактор важности ветра, Iw.

Причин этих изменений несколько. Во-первых, множественные карты устраняют несоответствия, присущие подходу, основанному на факторе важности. Факторы важности должны различаться между зонами ураганов и зонами, не подверженными ураганам, и даже вдоль береговой линии ураганов, чтобы обеспечить равный риск. При наличии нескольких карт различие может быть сделано в зависимости от местоположения. Карты уровней силы устанавливают более равномерный период повторяемости расчетных ветров. Кроме того, карты скорости ветра для расчетов прочности приводят расчетный подход, используемый для ветра, в соответствие с подходом, используемым для сейсмических нагрузок. Наконец, карты более четко информируют владельцев и инженеров об интенсивности штормов, для которых выполняются проекты.

ASCE 7 говорит, что я не могу рассматривать экранирование. Должен ли я проектировать каждую часть здания с деформационными швами как независимую конструкцию, которая воспринимает как наветренное, так и подветренное давление?

При рассмотрении здания с деформационным швом важно понимать, что внутреннее давление не уравновешивает конструкцию с каждой стороны шва в направлении, перпендикулярном шву. Кроме того, при приложении к зданию необходимого распределения ветровой нагрузки сопротивление не передается через деформационный шов. Из-за уникальной геометрии здания с деформационным швом важно учитывать будущие условия для здания.

Ветровые нагрузки на здание с деформационным швом.

Большой склад — это типичное здание, для которого добавлен компенсационный шов для снятия напряжений, вызванных тепловым расширением или сжатием. Для конструкций с внутренним деформационным швом, где здание должно существовать с обеих сторон шва, чтобы здание оставалось в рабочем состоянии, целесообразно учитывать только наветренные нагрузки на наветренную стену и подветренные нагрузки на подветренную стену и игнорировать любые внешние нагрузки. давления в компенсаторе. Если что-то случится, что приведет к повреждению или удалению конструкции на одной стороне здания, конструкция на соседней стороне компенсационного шва также будет снесена или укреплена, чтобы действовать как отдельная конструкция.

Однако, если сооружение строится рядом с существующим сооружением, оно должно быть рассчитано на полные ветровые нагрузки при условии, что соседнее сооружение отсутствует. Например, парковочная площадка, полностью окруженная жилыми домами, должна быть спроектирована с учетом будущего состояния, при котором соседние здания отсутствуют.

В чем разница между картами ветра в комментарии ASCE 7 к Приложению C и положением IBC 0.42*W?

В отличие от сейсмического сноса, который определяется на уровне силовой нагрузки, ветровой снос является проблемой эксплуатационной надежности и должен рассчитываться на уровне допустимой нагрузки. АССЕ 7 Приложение C Комментарий представлены карты для периодов повторяемости 10, 25, 50 и 100 лет (рисунки CC.2-1 – CC.2-4). Эти карты регулируют скорости ветра в главе 26 двумя способами: 1) они снижают ветровые нагрузки с силы до допустимого уровня и 2) они уменьшают средний интервал повторения (MRI 300, 700, 1700 и 3000 в главе 26) до 10 , 25, 50 или 100 лет.

Однако решение о том, какую карту использовать, явно не указано и остается на усмотрение инженера. Предполагаемое использование здания, тип облицовочных материалов и детализация отделки являются важными факторами при определении соответствующего периода окупаемости для использования в расчетах сноса.

Компания Международные строительные нормы и правила (IBC) Таблица 1604.3, сноска f, позволяет принимать ветровую нагрузку в 0.42 раза больше «нагрузки на компоненты и облицовку с целью определения пределов прогиба». Для конструкции категории риска II снижение IBC 0.42 эквивалентно использованию карт в ASCE 7. Комментарий на 10-летний период возврата при ветровой нагрузке на уровне эксплуатации.

Каков допустимый снос моей основной системы сопротивления ветровой нагрузке (MWFRS) при ветровых нагрузках?

ASCE 7 не предлагает допустимый предел сноса для ветровой конструкции, как это делается для сейсмической конструкции. Однако ASCE 7-16 Приложение СС (Вопросы эксплуатационной пригодности) отмечается, что пределы дрейфа в зданиях общего пользования должны составлять порядка 1/600–1/400 высоты здания или этажа.

Проектировщики часто налагают абсолютный предел на межэтажное смещение в свете доказательств того, что повреждение ненесущих перегородок, облицовки и остекления может произойти, если межэтажное смещение превышает примерно 0.4 дюйма. Этот абсолютный предел отклонения сюжета часто принимается равным ⅜ дюймам. Таким образом, для здания высотой от пола до этажа более 12.5 футов будет иметь значение абсолютный предел в ⅜ дюйма.

Наконец, ASCE/SEI Предварительный стандарт проектирования ветровой энергии, основанного на характеристиках предоставляет дополнительные примеры пределов дрейфа для ветра.

В чем разница между парапетом и экранной стеной на крыше? Насколько близко должна быть экранная стена к краю крыши, чтобы считаться парапетом?

Экраны механического оборудования обычно используются, чтобы скрыть от глаз водопроводное, электрическое или механическое оборудование. Исторически сложилось так, что ASCE 7 не давал указаний о том, какое давление ветра следует применять к этим экранам на крыше. В отрасли использовалось несколько подходов, в том числе применение давления парапета, использование сплошных отдельно стоящих стен и применение конструкций крыши и оборудования (обсуждалось выше). В настоящее время доступно мало исследований, которые могли бы дать рекомендации по определению ветровой нагрузки на экранные стены и оборудование за экранами.

Комментарий ASCE 7-16 к Разделу 29.5.1 предлагает использовать положения для конструкций и оборудования на крыше для создания сил ветра на экранных стенах, расположенных вдали от края здания.

В комментарии также упоминается тот факт, что перегородки, расположенные близко к краю здания, должны быть рассчитаны на давление парапета. Для количественного определения соответствующего расстояния от края здания, чтобы различать давление «парапета» и «конструкций и оборудования крыши», граница между угловыми и краевыми ветровыми зонами (зоны 2 и 3) по сравнению с типичными зонами крыши (зона 1) обеспечивает разумное разграничение. . Таким образом, рекомендуемая практика заключается в том, что экранные стены, расположенные в зонах 2 и 3, должны быть рассчитаны на давление парапета, а экранные стены, расположенные в зоне 1, могут быть рассчитаны на давление «конструкций и оборудования на крыше».

Мой архитектор попросил меня сделать обзор продукта с рейтингом (XX psf или XX mph). Как мне понять, является ли это допустимым или максимальным, или подходит ли скорость для этого проекта, поскольку она не учитывает экспозицию или высоту здания?

Большинство оценок продуктов, включая остекление, двери и сайдинг, оцениваются производителем с использованием допустимого давления ветра. Предоставляя давление, а не мили в час, рейтинг учитывает экспозицию здания, высоту, прилегающую топографию, высоту и важность. Хотя большинство продуктов по-прежнему имеют свои рейтинги на допустимом уровне, ожидается, что со временем они приспособятся к предельному давлению. Перевод допустимых скоростей ветра в предельные предусмотрен в Комментарий Таблица C26.5-7.

Читайте также:

Как установить электрическую розетку

Рейтинги гонта являются известным исключением из данных о продукте, предоставляемых на основе давления. Из-за того, как черепица изначально тестировалась и оценивалась, типичные данные о продукции для черепицы приводятся только в милях в час. Таким образом, допустимо одобрять черепицу без учета факторов, используемых для преобразования миль в час в давление.

В чем разница между 3-секундным порывом и максимальной скоростью ветра? Как они связаны?

В течение многих лет инженеры использовали максимальную скорость ветра в миле в ASCE 7, среднюю скорость, с которой воображаемая частица в воздухе будет двигаться, двигаясь на милю вниз по течению. Начиная с ASCE 7-95, стандарт использует пиковую трехсекундную скорость порыва ветра для определения ветровых нагрузок. Трехсекундный порыв ветра — это самая высокая средняя скорость, измеренная за трехсекундный период. Переход от самой быстрой мили к 3-секундному порыву отражает желание сообщать инженерную скорость ветра, которая более точно отражает значения, указанные метеорологом, который обычно сообщает о самой высокой измеримой скорости ветра.

АССЕ 7 Комментарии В таблице C26.5-7 приведено сравнение скоростей ветра, основанных на расчете прочности, используемых в картах базовой скорости ветра ASCE 7-10 и 7-16 (3-секундный порыв) и базовой скорости ветра ASCE 7-05 (3-секундный порыв). второй порыв), в дополнение к сравнению с базовыми скоростями ветра ASCE 7-93 (самая быстрая миля).

Какая связь между скоростью ураганного ветра и расчетной скоростью ветра здания? Рассчитано ли мое здание на ураган 3, 4 или 5 категории?

АССЕ 7 Комментарий В таблице C26.5-2 показано приблизительное соотношение между скоростью ветра по ASCE 7 и категориям ураганов 1-5.

Какую ветровую нагрузку следует использовать для временной конструкции? Многие инженеры пытаются уменьшить ветровые нагрузки на временные конструкции из-за их относительно короткого расчетного срока службы по сравнению с обычными конструкциями. Обычные временные постройки включают концертные площадки, палатки, паблик-арт, теневые сооружения и трибуны. В настоящее время не существует общепризнанного стандарта, определяющего расчетные ветровые нагрузки для временных конструкций.

IBC рассматривает временные конструкции в разделе 3103. Этот раздел применяется к конструкциям, возведенным на период менее 180 дней, но в нем не указывается, как определять расчетные нагрузки, за исключением того, что «временные конструкции и виды использования должны соответствовать прочности конструкции». , пожарная безопасность, средства эвакуации, доступность, освещение, вентиляция и санитарные требования настоящего Кодекса, необходимые для обеспечения здоровья населения, безопасности и общего благополучия».

Некоторые инженеры пытаются использовать карты для удобства обслуживания в комментарии к Приложение С для снижения ветровых нагрузок на временные конструкции. Несмотря на то, что эти карты корректируются с учетом периода повторяемости, в них конкретно указано, что «карты, включенные в это приложение, подходят для использования с состояниями предела эксплуатационной пригодности и не должны использоваться для состояний предела прочности».

Другие инженеры обращаются к ASCE 37, Расчетные нагрузки на конструкции при строительстве. ASCE 37 включает положения по корректировке ветровых нагрузок для уменьшения их кратковременного воздействия во время строительства на срок до пяти лет. В этом стандарте приведены коэффициенты уменьшения расчетной скорости ветра в соответствии с ASCE 7 в зависимости от продолжительности строительства. Однако настоящий Стандарт предназначен для строящихся зданий, а не временных сооружений. Важно признать, что многие из упомянутых выше временных сооружений (концертные сцены, палатки, паблик-арт, навесы, трибуны) создают зоны, предназначенные для публичных собраний. Тот факт, что эти конструкции представляют значительный риск для жизни человека в случае аварии, заметно отличается от ожидаемого использования ASCE 37, предназначенного для строительной площадки.

В связи с отсутствием конкретных указаний планируется включить рекомендации по нагрузкам на временные конструкции для всех опасностей, включая ветровые нагрузки, в Приложение к будущему стандарту ASCE 7.■