Приложение Е (справочное). Рекомендации по применению настоящего стандарта

Приложение Е
(справочное)

Рекомендации по применению настоящего стандарта

Е.1 Введение

Задача настоящего приложения заключается в том, чтобы лучше ознакомить пользователя с настоящим стандартом.

Так как это стандарт нового типа, и в основе его содержания находятся инструкции и рекомендации, пользователю, возможно, будет трудно представить себе общий вид всей структуры.

Настоящее приложение призвано помочь в работе с данным инструментом проектирования с учетом фактора обледенения. Применение настоящего стандарта должно также побудить метеорологов к сбору подробной и/или более качественной информации, необходимой для этого стандарта.

В будущем "рекомендации" можно будет постепенно трансформировать в "нормативный текст" с последующим, долгосрочным преобразованием в стандарт, аналогичный другим используемым стандартам.

Запомните: "Крайне важно проектировать с учетом хотя бы малого обледенения, чем без учета обледенения вообще".

Блок-схема процедуры расчета приведена на рисунке Е.1.

Е.2 Определение ледового класса для строительной площадки

Ледовый класс выражается как ICGx (гололед) или ICRx (изморозь), где х представляет число.

Для определения ледового класса могут быть использованы три метода или три комбинации методов.

- метод А - сбор имеющихся опытных данных;

- метод В - моделирование обледенения метеорологами;

- метод С - многолетние прямые измерения.

Примечание - Во многих случаях предпочтительнее использовать комбинации данных методов. Метеорологи, у которых уже имеются станции наблюдения за обледенением, приглашаются, чтобы как можно быстрее использовать данные методы и сообщать о своих измерениях отложений гололеда согласно рекомендациям, приложения В. Если эта просьба будет выполнена, в течение ближайших лет будет получен большой объем полезной информации.

Информацию об обледенении используют для определения ледового класса (IC).

a) Если речь идет о гололедном обледенении, используйте данные таблицы 3.

b) Если речь идет об изморозевом обледенении, используют данные таблицы 4.

Примечание - Если необходимо использовать уравнение для плотности льда, не указанное в таблице 4, таким уравнением является (А.5).

На этом определение ледовых классов ICGx или ICRx считают завершенным.

Рисунок Е.1 - Блок-схема процедуры расчета

Е.3 Определение обледенения на профилях соответствующего типа

Е.3.1 Конструкции из одиночных элементов (например, решетчатые конструкции)

Необходимо определить типы и размеры профилей, используемых в решетчатых конструкциях. Возможно, сначала нужно определить приблизительные размеры, а затем уточнить их в процессе проектирования. После выяснения типов и размеров профилей, необходимо определить размеры обледенения и собственный вес.

а) Гололедное обледенение: используют ICGx и данные рисунка 3. При размерах, не указанных в таблице 3, следует использовать уравнение (А.4). При этом необходимо определить и наружный размер, и собственный вес льда. Наружный размер обледенения - размер профиля + 2t.

Примечание - Модель может быть использована и для больших размеров (диаметр или ширина свыше 300 мм). Плотность льда можно изменить, но как правило, этого не делают.

b) Изморозевое обледенение: используют данные рисунка 4 и таблиц 5-7. При размерах и плотности, не указанных в таблицах 5-7, следует использовать уравнения (А.6)-(А.13).

Примечание - Считается, что изморозь всегда имеет эллиптическую форму с продольной осью, направленной в наветренную сторону. Размеры таких стенок гололеда для выпуклых поверхностей (типы А и В), плоских поверхностей (типы С и D) и вогнутых поверхностей (типы Е и F) не имеют больших различий. Для значения обледенения наиболее важны размеры профиля.

Е.3.2 Конструкции нерешетчатого профиля или профиля больших размеров

Если размеры нерешетчатых конструкций или профили превышают 300 мм по ширине, то используемая модель обледенения для изморози меняется (см. рисунок 5).

a) Гололедное обледенение: см. выше.

b) Изморозевое обледенение: используют данные, представленные на рисунке 5 и в таблицах 8 и 9. Для определения массы льда и плотности, не указанных в таблицах 8 и 9, следует использовать уравнения (А.14) и (А.15).

Примечание - Длина стенки гололеда эллиптической формы является теперь функцией ICRx, а не размером объекта. При этом масса льда изменяется с размерами объекта. Объект имеет почти округлую или плоскую форму.

Теперь все необходимые данные для расчета собственного веса и ветровой нагрузки имеются в распоряжении пользователя.

Е.4 Определение коэффициентов сопротивления для обледеневших элементов

c) Для гололедного обледенения: для стержней используют ICGx и данные таблицы 10, для больших объектов (шириной > 300 мм) - данные таблиц 11-15. При размерах и коэффициентах сопротивления без гололеда, не указанных в таблице 10, следует использовать уравнение (А.16), а для таблиц 11-15 - уравнение (А.17).

d) Для изморозевого обледенения: для стержней используют ICGx и данные таблицы 16, а для больших объектов (шириной > 300 мм) - таблиц 17-25. При размерах и коэффициентах сопротивления без гололеда, не указанных в таблице 16, следует использовать уравнение (А.18), а для таблиц 17-25 - уравнение (А.19).

Примечание - Коэффициенты лобового сопротивления для обледеневших элементов нужно использовать при размерах с учетом обледенения. Коэффициенты лобового сопротивления следует использовать перпендикулярно плоскости, на которых находится продольная ось эллипса обледенения.

Е.5 Корректировка коэффициентов лобового сопротивления для угла наклона

Для наклонных элементов или стержней ветровую нагрузку разрешается снизить:

- ветровая нагрузка на наклонные элементы может быть снижена, как показано на рисунке 7.

Примечание - Ветровая нагрузка прямо пропорциональна, например, коэффициентам лобового сопротивления. Поэтому снижение коэффициентов лобового сопротивления ведет к снижению ветровых нагрузок. Возможно, лучшим способом расчета данных параметров является использование компьютерных программ.

Е.6 Расчет ветровой нагрузки на обледеневшую конструкцию

Теперь имеется вся информация, необходимая для расчета ветровой нагрузки.

e) Ветровую нагрузку рассчитывают так, как будто обледенения нет, используя при этом параметры и коэффициенты лобового сопротивления обледенения. Самый простой способ расчета - учет всех стенок гололеда, расположенных перпендикулярно направлению ветра.

f) Однако данный метод может дать результаты с большим запасом; если известно направление обледенения, разрешается использовать данную информацию и направление замерзания стенки гололеда, независимо от направления ветра. В этом случае необходимо рассмотреть направление ветра, перпендикулярное направлению стенки гололеда.

Примечание - Существует много разных моделей расчета ветровых нагрузок, воздействующих на конструкцию. Во многих странах имеются свои собственные, стандартизованные методы такого расчета, использование и таких методов допускается. Однако независимо от применяемых методов расчета размеры одиночного элемента следует использовать как входные параметры, с тем чтобы их можно было адаптировать к обледенению. Если стандартная модель не позволяет это сделать, необходимо обратиться к более детальной модели.

Е.7 Расчет гололедной нагрузки

Теперь имеется вся информация, необходимая для расчета гололедных нагрузок, воздействующих на конструкции.

Необходимо выполнить расчет гололедной нагрузки (дополнительного собственного веса льда) как общей суммы масс гололеда, определенных как масса гололеда на метр длины элемента.

Примечание - Допускается уменьшение веса гололеда в точках перекрытия на стыках элементов. Для решетчатых конструкций это может составить значительное количество льда.

Е.8 Сочетание ветровых и гололедных нагрузок

Сочетание полной ветровой нагрузки с полной гололедной нагрузкой при расчете не допускается.

В сочетания могут входить ветровая нагрузка с 50-летним периодом повторяемости и гололедная нагрузка с 3-летним периодом повторяемости и наоборот.

Примечание - В таблице 26 приведены возможные сочетания, а в таблице 27 - уменьшение ветровой нагрузки как функции ледового класса (IC).