Ветровая нагрузка

Расчёт ветровой нагрузки по СП 20.13330: ветровой район, тип местности, высота, поверхность (наветренная/заветренная/боковая стена, кровля). Давление и отсос, средняя, пульсационная и полная нагрузка.

«Ветровая нагрузка (СП 20)» — онлайн-калькулятор сервиса ХАБ ПРОЕКТ для проектировщиков и строителей. Раздел проектной документации: Конструктивные решения (КР). Расчёт выполняется по действующим нормам (СП, ГОСТ, ПУЭ, СанПиН); у части расчётов есть режимы «Простой» и «Эксперт», результат с формулами и схемой выгружается в PDF на фирменном бланке. Бесплатно. Расчёт ориентировочный — для предварительной оценки и проверки; окончательные значения принимаются в составе проектной документации ответственным исполнителем.

Нормативная база

СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (сверено с Изм. № 1-6; Изм. № 4 от 30.05.2022 № 430/пр состоит из одной правки в п. 8.2.7 и ветровых нагрузок не касается), разд. 11 и прил. В: форм. (11.1) в ред. Изм. № 2 — нормативное значение основной ветровой нагрузки w = wm + wg; форм. (11.2) — средняя составляющая wm = w0·k(ze)·c; табл. 11.1 — нормативное ветровое давление w0 по районам Iа-VII, от 0,17 до 0,85 кПа; табл. 11.3 — параметры типов местности А, В, С (k10, α, ζ10); форм. (11.4) k(ze) = k10·(ze/10)^2α и форм. (11.6) ζ(ze) = ζ10·(ze/10)^−α — при ze от 10 до 300 м; примечание 3 к п. 11.1.6 (в ред. Изм. № 5) — при ze ≤ 10 м коэффициент k(ze) принимают по табл. 11.2, коэффициент пульсации давления ветра ζ(ze) — по табл. 11.4, промежуточные значения определяются линейной интерполяцией; форм. (11.5) — пульсационная составляющая wg = wm·ζ(ze)·ν; п. 11.4 (введён Изм. № 5, до него то же было в преамбуле разд. 11) — коэффициент надёжности по нагрузке γf = 1,4 для основной и пиковой ветровых нагрузок, при расчёте на резонансное вихревое возбуждение γf = 1,0. Числовые значения табл. 11.1-11.4 сверенными изменениями не менялись. Не заложено: коэффициент пространственной корреляции пульсаций ν по табл. 11.6 и 11.7 (вводится вручную; по таблицам он считается в калькуляторе забора); аэродинамические коэффициенты приведены ориентиром для прямоугольного здания, зоны у углов и края кровли — по прил. В; динамический расчёт по п. 11.1.8 с коэффициентом динамичности ξ и приложением М (введено Изм. № 5), пиковая ветровая нагрузка по п. 11.2, резонансное вихревое возбуждение и экстремальные ветровые воздействия по п. 11.5

Как считается

Метод и нормативная база

Расчёт основной ветровой нагрузки на поверхность здания по разделу 11 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (сверено с Изменениями № 1-6). Нормативное значение складывается из средней и пульсационной составляющих (форм. (11.1)), расчётное получается умножением на коэффициент надёжности по нагрузке γf = 1,4 (п. 11.4).

Нормативное ветровое давление w0 принимается по ветровому району (карта 2 приложения Е) из таблицы 11.1. Средняя составляющая учитывает рост давления с высотой коэффициентом k(ze) и форму поверхности аэродинамическим коэффициентом c (форм. (11.2)). Пульсационная составляющая считается от средней через коэффициент пульсаций давления ζ(ze) и коэффициент пространственной корреляции ν (форм. (11.5)), то есть для сооружений, у которых первая собственная частота выше предельной (п. 11.1.8, перечисление а).

При эквивалентной высоте ze от 10 м коэффициенты k(ze) и ζ(ze) считаются по формулам (11.4) и (11.6) с параметрами k10, α и ζ10 из таблицы 11.3. При ze до 10 м они берутся по таблицам 11.2 и 11.4, между узлами 5 и 10 м — линейной интерполяцией (примечание 3 к п. 11.1.6 в ред. Изм. № 5).

Формулы

w = wm + wg: форм. (11.1) в ред. Изм. № 2: нормативное значение основной ветровой нагрузки
wm = w0 · k(ze) · c: форм. (11.2): w0 по табл. 11.1, c по приложению В.1, знак «плюс» — давление на поверхность, «минус» — отсос
k(ze) = k10 · (ze/10)^2α: форм. (11.4), ze от 10 до 300 м; тип местности А: k10 = 1,0, α = 0,15; В: 0,65 и 0,20; С: 0,4 и 0,25 (табл. 11.3)
ζ(ze) = ζ10 · (ze/10)^−α: форм. (11.6); ζ10 = 0,76 для местности А, 1,06 для В, 1,78 для С (табл. 11.3)
wg = wm · ζ(ze) · ν: форм. (11.5): ν — коэффициент пространственной корреляции пульсаций, в калькуляторе задаётся вручную
wрасч = γf · w, γf = 1,4: п. 11.4 (введён Изм. № 5): для основной и пиковой ветровых нагрузок

Что вводится

Ветровой район от Iа до VII: по нему w0 из табл. 11.1 — 0,17; 0,23; 0,30; 0,38; 0,48; 0,60; 0,73; 0,85 кПа. Район можно подставить по городу.
Тип местности А, В или С по п. 11.1.6. Его назначает инженер: местность должна сохраняться с наветренной стороны на расстоянии 30h при h < 60 м и 2 км при h > 60 м, для разных направлений ветра тип может быть разным.
Поверхность (наветренная, заветренная, боковая стена, кровля) или аэродинамический коэффициент c вручную.
Эквивалентная высота ze по п. 11.1.5, коэффициент корреляции ν, шаг стоек для погонной нагрузки.

Что получается

Коэффициенты k(ze) и ζ(ze) с указанием, взяты они по формулам или по таблицам.
Средняя wm, пульсационная wg и нормативная w, кПа.
Расчётная нагрузка, кПа и кгс/м², с пометкой «давление» или «отсос».
Погонная нагрузка на стойку или колонну по грузовой ширине, кН/м.
Ход расчёта и схема в PDF.

Пример расчёта

Наветренная стена здания в III ветровом районе, городская застройка (тип местности В), эквивалентная высота ze = 20 м, c = 0,8, ν = 0,85, шаг колонн 6 м.

w0 = 0,38 кПа (табл. 11.1, район III).
k(ze) = 0,65 · (20/10)^(2 · 0,20) = 0,8577 (форм. (11.4)).
wm = 0,38 · 0,8577 · 0,8 = 0,2607 кПа (форм. (11.2)).
ζ(ze) = 1,06 · (20/10)^(−0,20) = 0,9228 (форм. (11.6)).
wg = 0,2607 · 0,9228 · 0,85 = 0,2045 кПа (форм. (11.5)).
w = 0,2607 + 0,2045 = 0,4652 кПа (форм. (11.1)).
wрасч = 1,4 · 0,4652 = 0,6513 кПа; на колонну q = 0,6513 · 6 = 3,91 кН/м, нормативная 0,4652 · 6 = 2,79 кН/м.

Расчётная ветровая нагрузка на наветренную стену 0,65 кПа (≈ 66 кгс/м², давление), нормативная 0,47 кПа; погонная нагрузка на колонну 3,91 кН/м расчётная и 2,79 кН/м нормативная.

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

Аэродинамические коэффициенты даны ориентиром для прямоугольного здания; зоны у углов и края кровли, другие формы сооружений — по приложению В СП 20.13330.2016.
Коэффициент корреляции ν по таблицам 11.6 и 11.7 не вычисляется, его вводят вручную.
Пульсационная составляющая считается только по форм. (11.5). Если первая собственная частота сооружения ниже предельной (табл. 11.5), нужен динамический расчёт по п. 11.1.8 с коэффициентом динамичности ξ и приложением М.
Не выполняются расчёт пиковой ветровой нагрузки (п. 11.2), резонансного вихревого возбуждения и экстремальных ветровых воздействий (п. 11.5).
При ze > 300 м коэффициенты k(ze) и ζ(ze) норма относит к рекомендациям научно-технического сопровождения (примечание 1 к п. 11.1.6).
Уточнение w0 по данным метеостанций (форм. (11.3)) калькулятор не выполняет.

Район площадки на карте местности

Ветровой район по координатам и по городу

Смежные расчёты: Конструктивные решения (КР)

Все инженерные калькуляторы · Стоимость проектирования по СБЦ · Нормативная база · Блог о проектировании