فشار ناشی از باد بر ساختمان
بار باد از جمله نیروهای جانبی وارد بر بنا میباشد. معمولاً در ساختمان‌های کوتاه و با وزن زیاد، نیروی باد (در مقایسه با نیروی زمین‌لرزه) تعیین کننده وجود ندارد. ولی در ساختمان‌های بلند یا این که سبک، ممکن میباشد اثرات ناشی از باد شدید بوده و نیروی ناشی از باد، نیروی غالب بنا باشد. قابل ذکر میباشد که در طراحی اعضای بنا، اثرات ناشی از بار باد با بار ز‌لزله جمع نمی شوند و طراحی اعضا برای اثر هرکدام از این دو که بحرانی‌تر باشد صورت میگیرد. توزیع نیروی باد در ساختمان علاوه بر بعد ها و شکل ظاهری آن، به شرایط ساختمان (به حیث تراکم ساختمان‌ها و درخت‌های مو جود در منطقه) و بادخیز بودن ناحیه نیز بستگی دارااست.
مطابق مبحث ششم، نیروی باد وارد بر بنا‌ها، با اعتنا به حداکثر سرعت باد در منطقه، ارتفاع و شکل هندسی ساختمان‌ها و میزان حفاظتی که مانع های مجاور برای آن‌ها در مقابل باد ایجاد می نماید، با فرض این که‌این نیرو بصورت افقی در هر امتداد به ساختمان اثر میکند، محاسبه میشود.
قابل ذکر میباشد در ساختمان‌هایی که ارتفاع آنان بیشتراز ۱۲۰ متر یا این که یا این که بیش تر از ۵ برابر عرض آنهاست و در بنا‌های غیر ساختمانی، نظیر دودکش‌ها، مخازن و دکل‌ها که دوره تناوب اصلی نوسان در آنان بزرگتر از یک ثانیه میباشد، محاسبه بار باد به شیوه معمول و استاتیکی کافی نبوده و بایستی از طریق تحلیل دینامیکی یا این که روش تجربی و با به کارگیری از تونل باد، مطابق روش‌های معتبر بین المللی مصرف شود.
در‌این‌حالت بار کل باد که برای طراحی چنین بنا‌هایی بکار می‌رود، نباید از ۸۰٪ بار، مبنی بر روش استاتیکی بارگذاری باد، کمتر در حیث گرفته شود.
چگونگی تاثیر نیروی باد بر روی سطح ها
در جریان وزش باد، از یک سو منجر تولید فشار و مکش در سطح های خارجی بنا می گردد و از سوی دیگر در صورت وجود بازشو در بنا فشار و مکش داخلی ایجاد مینماید.این مکش و یا فشار داخلی، در دیوارها و بام از اهمیت متعددی شامل است. چون ممکن میباشد با مکش یا این که فشار خارجی جمع شده و اثر مضاعفی بر روی آن ها داشته باشد.
-
فشار یا این که مکش خارجی
فشار مستقیم در سمت بادگیر
سطوحی از ساختمان که مستقیماً در مقابل باد قرار دارا هستند، تحت تاثیر فشار خارجی باد قرار میگیرند که نیروی ناشی از این فشار بسیار شایان توجه میباشد.
مکش در سمت پشت به باد و سطح های موازی به باد
به صورت کلی سطوحی که پشت به باد و یا این که موازی با آن می باشند،
معمولاً تحت جریان باد قصد به بیرون زدگی دارا هستند
و تحت مکش قرار می گیرند. توجه شود که مکش عملاً تحت عنوان یک فشار منفی در لحاظ گرفته میشوند.
-
فشار یا این که مکش داخلی
ورود جریان هوا به درون ساختمان و یا این که خروج آن از ساختمان در اثر وجود بازشو،
می تواند سبب ساز ساخت فشار منفی (مکش)
و یا این که فشار مثبت داخلی در بنا شود.
توجه شود که مقدار این فشار و یا مکش، به بزرگی مساحت بازشو نسبت به مساحت جانبی ساختمان بستگی دارااست.
فشار مثبت داخلی
فشار مثبت داخلی زمانی به وجود میاید که
مساحت بازشدگی در سوی رو به باد، نسبت به پشت به باد بیشتر باشد.
در‌این‌حالت جریان هوای وارد شده به ساختمان از هوای خارج گردیده از ساختمان بیشتر میباشد و اصطلاحاً هوای وارد شده به ساختمان نمی‌تواند بیرون شود که سبب ساز ساخت فشار در داخل بنا خواهد شد.
فشار منفی داخلی و یا این که مکش
فشار منفی داخلی هنگامی بوجود می آید که
مساحت بازشدگی‌ها در سمت پشت به باد نسبت به سمت رو به باد اضافه باشد.
در‌این‌صورت جریان هوا از سمت درون به بیرون ساختمان حرکت کرده و در درون ساختمان مکش تولید میگردد.
سرعت مبنای باد
سرعت یک کدام از ویژگی ها اصلی باد میباشد
که با ارتقاء ارتفاع از سطح زمین، ارتقاء می یابد.
نیروی باد با اعتنا به‌سرعت آن و براساس سرعت مبنای باد احتساب میگردد. سرعت مبنای باد سرعت متوسطی میباشد که در مسافت ۱۰ متری از سطح زمین اندازه گیری میگردد. اندازه این سرعت با اعتنا به آمار موجود منطقه و براساس دوره بازگشت ۵۰ ساله (احتمال وقوع ۲ درصد در 1سال) گزینش میگردد.
فشار مبنای باد
فشار مبنای باد، فشاری میباشد که براساس سرعت مبنای باد انتخاب میشود. براین اساس فشار مبنای باد، فشاری میباشد که در اثر وزش باد در ارتفاع ۱۰ متری از سطح زمین به بنا وارد میگردد. این فشار عمود بر سطح وزش باد در لحاظ گرفته شده‌است.
فشار ناشی از باد بر ساختمان‌ها
به صورت کلی آیین نامه‌ها برای ارزیابی بار ناشی از باد سه شیوه را توصیه مینمایند.
- تحلیل دینامیکی نیروی باد
در‌این شیوه، تغییرات سرعت و فشار باد با گذشت زمان لحاظ گردیده و این مدل تحلیل، دقیق و دشوار میباشد. - تحلیل استاتیکی نیروی باد
درین شیوه نیروی باد را با یک نیروی استاتیکی جایگزین می نمایند و طبیعتاً دقت نشست به شیوه اول کمتر بوده اما در قبال ساده‌تر میباشد. - تحلیل نیروی باد با کمک تونل باد
در‌این نحوه، نیروی باد در آزمایشگاه تقریب زده میگردد. این نحوه در بنا‌های بسیار با اهمیت و حساس در قبال باد توصیه میشود.
دسته بندی ساختمان‌ها
آیین نامه ساختمان‌ها را به دو گونه کوتاه و با وزن زیاد و ساختمان‌های بلند و لاغر تقسیم بندی میکند.
-
ساختمان‌های کوتاه مرتبه
همانگونه که می دانید با کاهش ارتفاع بنا،
سرعت و فشار باد کاهش پیدا کرده
و در نتیجه این دو واقعه،
نیروی ناشی از باد کاهش خواهد یافت.
می‌توان اذعان کرد که در ساختمان‌های کوتاه مرتبه نیروی باد کم میباشد
و معمولاً نیروی ز‌لزله بیش تر بوده و کنترل کننده طرح خواهد بود.
مگر آنکه وزن بنا کم باشد مانند کارگاه‌ها.
از سوی دیگر در ساختمان‌های با ارتفاع کم و متوسط،
سختی بنا زیاد بوده ودر فیض رفتار بنا نسبتاً صلب میباشد
و در این صورت می‌توان اثرات دینامیکی باد را بوسیله بارهای استاتیکی معادل در لحاظ گرفت.
-
ساختمان‌های بلند مرتبه و لاغر
در‌این ساختمان‌ها با ارتقاء ارتفاع، سرعت و فشار باد ارتقاء چشمگیری خواهد یافت.
درین گونه از بنا‌ها اثرات ناشی از باد شدید بوده
و نیروی باد ممکن میباشد از نیروی ز‌لزله بیش تر شود و نیروی غالب بنا محسوب شود.
درین ساختمان‌ها و در بنا‌های لاغر غیر ساختمانی نظیر دودکش‌ها، مخازن و دکل‌ها، احتساب توشه باد به طریق استاتیکی کافی نبوده و بایستی از طریق بررسی دینامیکی و یا این که از آزمایش تونل باد (در صورت اهمیت زیاد بنا) استفاده نمود.
برای بازدید از سایت دیگر ما اینجا کلید کنید.
با تشکر از دیدن شما
