Приложение ветровой нагрузки на стены в САПФИР 2021 R2

В ПК САПФИР существует возможность автоматизированного приложения ветровой нагрузки на конструкции здания.

Изначально, данная функция позволяла прикладывать ветер только в торцы плит перекрытий монолитно каркасных зданий. В версии 2021 появилась возможность приложения ветровой нагрузки на стены, для зданий со стеновой несущей системой, а также на стержни для решётчатых конструкций.

В рамках данной статьи разберём функцию приложения ветровой нагрузки на стены, а также новые возможности, которые появились в версии САПФИР 2021 R2.

Пример приложения нагрузки на стены

В качестве примера рассмотрим 5-этажное кирпичное здание, в котором основными несущими конструкциями являются стены.

Общий вид модели, план и разрез по зданию

Для приложения ветровой нагрузки используем соответствующую команду на вкладке «Создание». В диалоговом окне «Параметры модели ветра», введём название загружения «Ветер Y» и установим угол относительно оси Х 90 градусов, чтобы направить ветер вдоль оси Y.

По умолчанию, в параметрах модели ветра выбран способ приложения 1 – в торцы перекрытий. Чтобы приложить ветер к стенам, следует выбрать способ 2 – напор/отсос в пространстве. Далее, следует ввести количество сегментов, на которые будет разбита нагрузка. Об этом параметре будет рассказано позже, в этой статье.

Параметры ветрового района выбираем в соответствии с местоположением строительной площадки на карте ветровых районов в СП 20.13330.

Для информации: начиная с версии САПФИР 2020, задание параметров пульсации, в диалоговом окне параметров модели ветра больше не выполняется. Эта функция перенесена в редактор загружений. Об этом будет рассказано далее.

Диалоговое окно задания параметров модели ветра. Ветровая нагрузка в структуре проекта. Свойства ветровой нагрузки.

Приложение ветра в оконных и дверных проёмах в версии САПФИР 2021 R2

Как известно, оконные и дверные проёмы имеют заполнение, которое воспринимает ветровое давление и передаёт его на стену. До недавнего времени, сбор ветровой нагрузки, приходящейся на площадь проёма, не был реализован, из-за чего приходилось прикладывать дополнительную нагрузку на стены, в участках, где проёмы отсутствуют.

В САПФИР 2021 R1, можно было воспользоваться функцией Радиус приложения нагрузки, задаваемой в параметрах модели ветрового воздействия. Это свойство позволяет нагрузке выполнить поиск точки опоры на расстоянии равной радиусу приложения от исходной точки. Следует задавать её равной половине ширины проёма. Неудобство такого подхода в том, что ширина проёмов может быть разной. Помимо этого, в силу каких-либо причин, может возникнуть необходимость приложить ветровую нагрузку только в отдельных проёмах, а не всех сразу.

В САПФИР 2021 R2 была реализована возможность сбора ветровой нагрузки на участках с проёмами, вне зависимости от их ширины, а также теперь можно индивидуально выбирать, для какого проёма ветровая нагрузка собирается, а для какого нет. В свойствах оконных и дверных проёмов появился параметр «Нагрузка от ветра».

Настройка восприятия нагрузок от ветра для объекта Окно

Для восприятия ветра, для него нужно выбрать режим «Да». При этом, в расчётной модели, на месте проёма появится заполнение из пластин бесконечно малой жёсткости, к которым будет прикладываться ветровая нагрузка, но они не будут воспринимать вертикальные нагрузки от стены и не повлияют на напряжённо-деформированное состояние основной конструкции.

Проёмы, для которых выбрано Нагрузка от ветра – Нет, не будут иметь заполнения в расчётной модели.

Расчётная модель здания в САПФИР с заполнением оконных проёмов пластинами бесконечно малой жёсткости

Количество сегментов ветровой нагрузки

При задании ветрового воздействия способом Напор/отсос в пространстве, следует указать количество сегментов. Этот параметр позволяет дробить ветровую нагрузку на отдельные части, для учёта изменения интенсивности ветрового воздействия по высоте здания. Рекомендуется задавать количество сегментов так, чтобы их было не меньше, чем количество этажей в надземной части здания.

Свойства модели ветрового воздействия (слева). Расчётная модель здания (справа)

Как видно на иллюстрации, количество сегментов ветровой нагрузки задано равным 5 (количество этажей).

Задание ветровой пульсации в САПФИР версий 2020 и младше

В САПФИР 2019 и более старших версиях параметры ветровой пульсации задавались в диалоговом окне параметров модели ветра. В версии 2020, эта функция была перенесена в редактор загружений, но чтобы её задействовать, сначала нужно создать статическое ветровое воздействие.

Задание параметров пульсации ветра

После того, как будут настроены параметры пульсации, в списке загружений появится новая строчка, в данном случае Ветер Y (пульсационное). Новому загружению будет назначен вид Мгновенное, а статическому ветру, на основании которого оно было создано, вид Неактивное.

Список загружений после создания пульсационного воздействия.

Сбор масс для динамики в версиях САПФИР 2020-2021 R2

При формировании загружения от пульсации ветра, нужно выполнять сбор масс из статических загружений, для определения форм колебаний системы. Чтобы увидеть список загружений, из которых собираются массы, нужно выполнить следующие действия:

Вызвать окно редактора загружений (загружеине с пульсацией ветра уже должно быть сформировано);
Нажать правой кнопкой мыши на строчке с пульсационным загружением;
В открывшемся списке выбрать пункт «Собрать массы из выбранных загружений», сами загружения, при этом, нужно отметить галочками (по умолчанию отмечены все);
Вызвать окно редактирования параметров модели ветра. В нижней части таблицы будут сформирован список загружений из которых собираются массы;

Порядок сбора масс для динамики в САПФИР

Коэффициенты в таблице можно корректировать. Если поставить коэффициент 0, то загружение исчезнет из списка для сбора масс. Чтобы его вернуть, нужно повторить действия 2 и 3.