Приложение 1 (рекомендуемое). Коэффициенты аэродинамических сил и расчетные площади

Приложение 1
Рекомендуемое

Коэффициенты аэродинамических сил и расчетные площади

1. Отдельные стержни

1.1. Коэффициент лобового сопротивления , то есть коэффициент аэродинамической силы, направленной по скорости ветра, при поперечном обтекании круглого стержня диаметром d определяется по табл. 1 в зависимости от параметра .

Таблица 1

Параметр , H
До 5	1,2
Св. 5 до 8	1,0
" 8 " 15	0,7
" 15 " 25	0,5
" 25 " 100	0,6
" 100 " 1000	0,7

1.2. Расчетная площадь круглого стержня (см. черт. 1) определяется по формуле

, (1)

где l - длина стержня;

d - диаметр стержня.

1.3. Для стержня с круглым переменным сечением значение диаметра d заменяется на его среднее значение по формуле

, (2)

где , - диаметры концов стержня.

1.4. Некруглый (эллиптический, овальный и т.п.) цилиндрический стержень рассматривается как круглый, причем за величину d принимают поперечный размер стержня в плоскости, перпендикулярной направлению скорости ветра.

1.5. Для стержня прокатного или комбинированного профиля коэффициенты и аэродинамических сил, нормальных к граням стержня, при различных направлениях скорости ветра в плоскости, перпендикулярной продольной оси стержня, определяются по табл. 2.

1.6. Для стержня прокатного или комбинированного профиля расчетная площадь определяется по формуле

, (3)

где l - длина стержня;

j - расчетный поперечный размер стержня.

1.7. Для балок и стержней сложного составного поперечного сечения (кроме приведенных в табл. 2), составленных из труб с прокатными профилями и пр. (см. черт. 2а) принимают значение коэффициента лобового сопротивления .

2. Канаты и кабели

2.1. Для каната или кабеля расчетную площадь определяют по формуле (1), причем за величину l принимают их длину; коэффициент лобового сопротивления принимают .

3. Фермы

3.1. Плоские фермы

3.1.1. За расчетную площадь А плоской фермы принимают теневую площадь - площадь проекций всех элементов фермы на ее плоскость.

3.1.2. Коэффициент лобового сопротивления при направлении скорости ветра, перпендикулярном к плоскости фермы, в зависимости от коэффициента заполнения фермы , определяется по табл. 3.

Таблица 3

	в зависимости от элементов, образующих фермы
	Стержни круглого сечения	Стержни некруглого сечения
0,1	1,2	1,9
0,2	1,2	1,8
0,3	1,2	1,7
0,4	1,1	1,7
0,5	1,1	1,6

3.1.2.1. Коэффициент заполнения фермы определяется по формуле

, (4)

где - площадь, ограниченная наружным контуром фермы.

3.1.3. Коэффициент лобового сопротивления плоской комбинированной фермы, составленной из стержней круглого и некруглого сечения, допускается определять по формуле

, (5)

где , - коэффициенты лобового сопротивления условных ферм, имеющих одинаковые геометрические размеры с рассматриваемой, но составленных соответственно из стержней только некруглого или круглого сечения;

, - суммарные расчетные (теневые) площади стержней соответственно некруглого и круглого сечений.

3.2. Пространственные фермы

3.2.1. За расчетную площадь А пространственной фермы принимают расчетную (теневую) площадь наветренной грани фермы.

3.2.2. Коэффициент лобового сопротивления пространственной фермы из стержней некруглого сечения при направлении скорости ветра, перпендикулярном продольной оси фермы, определяется по табл. 4 с учетом коэффициента заполнения , грани с шириной b.

3.2.3. Коэффициент лобового сопротивления пространственной фермы, составленной из стержней круглого сечения при направлении скорости ветра, перпендикулярном к продольной оси фермы, определяется по формуле

, (6)

где m - поправочный коэффициент; для ферм треугольного сечения с углом при набегании ветра на основание или боковую сторону сечения следует принимать m = 1, а для всех других случаев определять по табл. 5;

- принимают по табл. 6 в зависимости от коэффициента заполнения грани с шириной b.

Таблица 5

Параметр , H	До 3	Свыше 3 до 6	Свыше 6 до 9	Свыше 9
m	1,0	0,93	0,80	0,75

Примечание. Диаметр d - меньший из диаметров поясов фермы, м.

3.2.4. Коэффициент лобового сопротивления пространственной комбинированной фермы, составленной из стержней круглого и некруглого сечений, допускается определять по формуле (5), причем значения и следует принимать как для пространственных ферм, имеющих одинаковые геометрические размеры с рассматриваемой, и составленных соответственно из стержней только некруглого или круглого сечения.

4. Пролетные балки (мосты)

4.1. Расчетную площадь пролетной балки А (см. черт. 2) определяют по формуле

A = lh, (7)

где l - длина балки;

h - габаритная высота балки.

Примечания:

1. Высоту подтележечного рельса включают в общую высоту h балки.

2. Площадь сквозных вырезов в стенках вычитают из габаритной (по контуру).

3. Площадки, ограждения, лестницы и пр., затеняющиеся балкой, учету не подлежат.

4.2. Коэффициент лобового сопротивления коробчатых балок (см. черт. 2б) определяется по табл. 7.

Таблица 7

	2	1	0,5	0,25
	1,85	1,65	1,25	0,9

Примечание. Для трапециевидных сечений (см. черт. 2б) расчетная ширина а определяется по формуле

(8)

5. Прочие конструкции

5.1. За расчетную площадь совмещенных участков телескопических ферм (башен, колонн и стрел) принимается расчетная площадь наружной фермы. При этом коэффициент лобового сопротивления следует определять по формуле

, (9)

где , - коэффициенты лобового сопротивления соответственно наружной и внутренней фермы;

, - расчетные (теневые) площади этих ферм, рассматриваемых раздельно.

5.2. Расчетная площадь дополнительных элементов: ограждений, лестниц, площадок, настилов и т.п. определяется по табл. 1 и 2 настоящего приложения и учитывается полностью; при расположении внутри габарита ферм учитывается половина их площади. Коэффициент лобового сопротивления принимается без учета взаимовлияния дополнительных элементов.

5.3. Расчетная площадь грузовых и ходовых тележек, лебедок, аппаратных шкафов, балластных плит, противовесов, грузовых подвесок, кабин управления и т.п. определяется как проекция наружного контура на плоскость, перпендикулярную направлению скорости ветра. Коэффициент лобового сопротивления принимается равным 1,2.

6. Влияние затенения

6.1. В случае, если две или более одинаковых конструкций расположены одна за другой на равном расстоянии друг от друга, то за расчетную площадь принимается площадь одной конструкции, а суммарный коэффициент лобового сопротивления определяется с учетом коэффициента затенения по формуле

, (10)

где - коэффициент лобового сопротивления одной конструкции (фермы, балки),

- коэффициент, учитывающий аэродинамическое затенение конструкции впереди стоящей конструкцией, принимают по табл. 8 в зависимости от относительного расстояния между конструкциями . Для плоских конструкций расстояние s принимают по вертикальным осям (см. черт. 3а), для объемных - в свету между ними (см. черт. 3б),

h - габаритная высота конструкции,

i - число одинаковых конструкций.

Таблица 8

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6 и выше
1/2	0,93	0,75	0,56	0,38	0,19	0
1	0,99	0,81	0,65	0,48	0,32	0,15
2	1,00	0,87	0,73	0,59	0,44	0,30
4	1,00	0,90	0,78	0,65	0,52	0,40
6	1,00	0,93	0,83	0,72	0,61	0,50

7. Наклонные элементы крановых конструкций

7.1. Фермы (см. черт. 4)

7.1.1. Коэффициент аэродинамической силы, нормальной к продольной оси фермы, определяется по формуле

, (11)

.

Коэффициент лобового сопротивления (направленного по скорости ветра) определяется по формуле

, (12)

,

где - угол между направлениями скорости ветра и продольной осью фермы длиной l;

- относительная доля расчетной площади стержней решетки (раскосов, стоек и пр.) в расчетной площади наветренной грани фермы;

- отношение значения коэффициента лобового сопротивления фермы при ее продольном обтекании к значению того же коэффициента при поперечном обтекании; для четырехгранной фермы определяется по формуле

, (13)

здесь - значение фермы с квадратным поперечным сечением, принимаемое по табл. 9;

- отношение размеров сторон поперечного сечения фермы ;

- коэффициент лобового сопротивления рассматриваемой фермы при ее поперечном обтекании, определяемый по табл. 3-6 настоящего приложения, при этом параметр заменяется на ;

- значение для фермы с квадратным поперечным сечением.

Таблица 9

	0,25	0,30	0,35	0,40	0,45	0,50
	0,03	0,08	0,13	0,19	0,24	0,29

Формула (13) применима к трехгранной ферме с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника и к плоской ферме. В случае равностороннего треугольника множитель следует заменить на 0,75, а плоской фермы - на 0,25.

7.2. Сплошностенчатые элементы (см. черт. 4)

7.2.1. Коэффициент нормальной силы определяется по формуле

. (14)

7.2.2. Коэффициент лобового сопротивления определяется по формуле

, (15)

но должен быть не менее 0,1 .

Примечание. Коэффициент аэродинамической силы, направленной перпендикулярно скорости ветра, определяется по формуле

. (16)

8. Краны внутри ограждения

8.1. Для кранов, установленных в сплошных ограждениях (корпуса градирен и пр.) учитывается верхняя часть затененной конструкции высотой h = 0,5s (см. черт. 5)