Калькулятор ветровой нагрузки

Ветровой район — это зона на карте СП 20.13330, которой соответствует нормативное ветровое давление w₀. В России восемь районов: от Ia (17 кгс/м²) до VII (85 кгс/м²). Москва и Центральная Россия — район I (23 кгс/м²), Санкт-Петербург — II (30). Свой район смотрят по карте приложения или в местных нормах. В отличие от снеговой карты, сильный ветер часто там, где мало снега: на юге и побережьях.

Через коэффициент k(z) = k₁₀ · (z/10)^(2α): чем выше точка над землёй, тем больше давление. На 10 м он равен табличному значению (для города 0,65), на 20 м — около 0,86, на 5 м и ниже берут нормативный «пол» 5 м. Поэтому верхние этажи и коньки крыш испытывают большую нагрузку, чем низ здания.

Это характер окружения, который тормозит ветер. Тип A — открытая местность (степь, побережье, поле), ветер максимальный. Тип B — городская застройка, пригород, лес. Тип C — плотная застройка зданиями выше 25 м, ветер самый слабый. При одной высоте нагрузка в открытом поле (A) примерно в полтора раза больше, чем в городе (B).

Он учитывает форму поверхности и характер обтекания. Для стены под напором c ≈ 0,8, для наветренного ската кровли ≈ 0,7, для сплошного забора ≈ 1,2, для отдельно стоящего щита или баннера ≈ 1,4 (напор плюс отсос). При одном и том же ветровом давлении нагрузка на забор и на стену получается разной именно из-за c.

Нормативная wₘ = w₀ · k(z) · c — это средняя нагрузка без запаса; её используют для проверки прогибов и перемещений. Расчётную получают умножением на коэффициент надёжности γf = 1,4 и применяют для проверки прочности — чтобы конструкция не разрушилась при сильном ветре. Калькулятор показывает обе величины.

Сплошной забор — это большая глухая поверхность с высоким аэродинамическим коэффициентом (c ≈ 1,2). Ветер давит на всю его площадь, а сила приложена к середине высоты и создаёт опрокидывающий момент на столбы. Если фундамент опор мелкий или пролёты слишком длинные, момент превышает удерживающую способность — и забор «складывает». Снизить нагрузку помогают просветы (штакетник) и продухи внизу.