Artur Piekarczuk
Wartość średnią prędkości wiatru oblicza się z wzoru:
Vm ( z e ) = c r ( z e ) ⋅ co ( z e ) ⋅ Vb
(4)
Gdzie: Vb – podstawowa wartość bazowa prędkości wiatru, w zależności od strefy, cr(ze) – współczynnik chropowatości terenu, co(ze) – współczynnik orografii terenu, dla terenu płaskiego co(ze) = 1,0. Współczynnik chropowatości terenu jest przedstawiony wzorem:
⎛z ⎞ c r ( z e ) = k r ⋅ ln⎜⎜ e ⎟⎟ dla z ≤ z ≤z min max ⎝ z0 ⎠
⎛ z k r = ⋅0 ,19 ⎜⎜ 0 ⎝ z 0 , II
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
(5)
0 , 07
(6)
Intensywność turbulencji wzorem:
⎛z ⎞ c r ( z e ) = k r ⋅ ln⎜⎜ e ⎟⎟ ⎝ z0 ⎠
(7)
gdzie: z0 – wartość odniesienia w zależności od kategorii terenu wg tablicy 4.1. PN-EN 1991-1-4 [2] zmax – należy przyjmować 200m, zmin – wg tablicy 4.1. PN-EN 1991-1-4 [12] kr – współczynnik chropowatości z0,II – chropowatość w zależności od kategorii terenu; wartość z0,II należy przyjmować jak dla terenu otwartego (z0,II = 0,05 m) ze – wysokość odniesienia w zależności od proporcji wymiarów budynku. Dla szyb montowanych w ścianach osłonowych o powierzchni od 1,0 m2 do 10,0 m2 , współczynnik ciśnienia zewnętrznego należy ustalać wg zależności: Cpe=cpe,1-( cpe,1- cpe,10)log10A (8) Gdzie: cpe,1– współczynnik ciśnienia zewnętrznego dla powierzchni 1,0 m2 cpe,10– współczynnik ciśnienia zewnętrznego dla powierzchni 10,0 m2 Współczynnik cpe,1 oraz cpe,10 należy dobierać wg PN-EN 1991-1-4 [2] z tablicy 7.1 dla przegród pionowych oraz 7.2, 7.3, 7.4 i 7.5 dla dachów Szczegółową procedurę wyznaczania obciążenia zestawiono w tablicy 5.1. normy PN-EN 1991-1-4 [2]. W przypadku dwupowłokowych ścian osłonowych (ściana zewnętrzna, przestrzeń wentylacyjna, ściana wewnętrzna) obciążenie przypadające na przeszklone elementy, powinny być przyjmowane wg następujących zasad: zz dla ścian i dachów z wewnętrzną powłoką nieprzepuszczalną i przepuszczalną powłoką zewnętrzną o równomiernie (w przybliżeniu) rozmieszczonych otworach, obciążenie wiatrem zewnętrznej powłoki może być obliczane przy cp,net = 2/3 · cpe dla nadciśnienia
42
i cp,net = 1/3 · cpe dla podciśnienia. Obciążenie wiatrem powłoki wewnętrznej może być obliczane z zależności cp,net = cpe – cpi. zz dla ścian i dachów z wewnętrzną powłoką nieprzepuszczalną i nieprzepuszczalną, sztywniejszą powłoką zewnętrzną, obciążenie wiatrem zewnętrznej powłoki może być obliczane z zależności cp,net = cpe – cpi. zz dla ścian i dachów z wewnętrzną powłoką przepuszczalną, o równomiernie – w przybliżeniu – rozmieszczonych otworach i z nieprzepuszczalną powłoką zewnętrzną, obciążenie wiatrem powłoki zewnętrznej może być obliczane z zależności cp,net = cpe – cpi, a obciążenie wiatrem powłoki wewnętrznej przyjęte jako cp,net = 1/3 · cpi. zz dla ścian i dachów z zewnętrzną powłoką nieprzepuszczalną i nieprzepuszczalną, sztywniejszą powłoką wewnętrzną, obciążenie wiatrem powłoki zewnętrznej może obliczane przy założeniu cp,net = cpe, a obciążenie wiatrem powłoki wewnętrznej z zależności cp,net = cpe – cpi. Sposób ustalania przepuszczalności poszczególnych powłok zestawiono w pkt.7.2.10 normy PN-EN 1991-1-4 [2].
Obciążenia śniegiem W przypadku oszkleń montowanych na dachu, obciążenia śniegiem należy przyjmować wg PN-EN 1991-1-3 [3] W trwałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej należy przyjmować obciążenie śniegiem wg zależności: s = µi Ce Ct sk
(9)
gdzie: µi – współczynnik kształtu dachu (rozdział 5.3. normy, załącznik B) sk – charakterystyczne obciążenie śniegiem gruntu (wg stref obciążenia śniegiem rys NB.1, tablica NB.1 normy) Ce– współczynnik ekspozycji (wg tablicy 5.1) Ct – współczynnik termiczny dla przegród przeszklonych o wspólczynniku przenikania ciepła powyżej 1,0 W/m2K
Inne obciążenia W przypadku obciążeń nie wymienionych wyżej, należy sporządzić indywidualną dokumentację techniczną z określeniem zakresu, warunków i charakteru oddziaływania.
Kombinacje obciążeń Reguły dobierania kombinacji obciążeń wraz z częściowymi współczynnikami bezpieczeństwa powinny być zgodne z zasadami określonymi w PN-EN 1990:2004 [4]. W ogólnym przypadku należy stosować następujące reguły kombinacji: a) stan granicznym użytkowalności (SGU)
(11) b) stan granicznym nośności (SGN)
(12) gdzie: Gkj – obciążenie stałe, Qk1 – dominujące obciążenie zmienne, Qki – obciążenie zmienne, γGj– częściowy współczynnik bezpieczeństwa obciążenia stałego γQi – częściowy współczynnik bezpieczeństwa obciążenia zmiennego ψO,j – współczynnik dla wartości kombinacji oddziaływania zmiennego Wartości współczynników γGj, γQi, ψO,j należy ustalać wg PN-EN 1990:2004 [15].
Nośność [5], [6] [9], Sprawdzenie nośności elementów szklanych, polega na porównaniu efektywnych naprężeń od obciążeń obliczeniowych σeƒƒ,d z naprężeniami dopuszczalnymi: σeƒƒ,d ≤ ƒg,d
(13)
w zakresie temperatur wewnątrz pomieszczenia 5°C ≤ti≤18°C, współczynnik termiczny należy wyznaczać wg zależności:
Naprężenia efektywne wyznaczane są dla najbardziej niekorzystnej kombinacjiobciążeń wg wzoru:
(10) gdzie: Δt różnica temperatur °C, U – współczynnik przenikania ciepła przegrody [W/m2K
(14) gdzie: A – całkowita powierzchnia szklanej płyty; σ1(x,y) – naprężenia główne od obciążeń zewnętrznych występujące w punkcie (x,y) na powierzchni płyty, co oznacza, że w przypadku szkła hartowanego naprężenia obliczane są niezależnie od naprężeń szczątkowych wynikającychz procesu hartowania; β – parametr rozkładu Weibulla, wyznaczony na podstawie badań próbekszklanych płyt ze sztucznie wytworzonymi (przez piaskowanie) powierzchniowymi uszkodzeniami (parametr β=25).
W zakresie temperatur wewnątrz pomieszczenia 5°C ≤ti≤18 °C, współczynnik Jeżeli temperatura wewnątrz pomieszczenia wynosi ti<5 °C, wówczas należy przyjmować Ct=1,0. Jeżeli temperatura wewnątrz pomieszczenia wynosi ti>18 °C, wówczas należy przyjmować
wyda n ie s p ecjal n e