Analiza porównawcza sposobów wyznaczania obciążeń wiatrem na podstawie norm projektowych i analizy przepływu CFD

• Autorzy: Okoński Robert , Ambroziak Andrzej

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of the methods of determining wind loads on the basis of design standards and CFD flow analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy poruszono tematykę wykorzystania analizy przepływu CFD do wyznaczania obciążeń wiatru na konstrukcje. Przedstawiono analizę trzech modeli budynków o dachu dwuspadowym o różnych kątach nachylenia, dla których dokonano porównania wielkości współczynników parcia z wynikami dostępnymi w literaturze. Obliczenia analityczne wykonano zgodnie z normą z PN-EN 1991-1-4, natomiast obliczenia numeryczne wykonano w programie R-Wind Simulation. Całość wyników podsumowano, a wnioski sformułowano w odniesieniu do tematyki rozwiązania problemu szacowania wielkości obciążenia wiatru działającego na konstrukcję.

EN

The paper addresses the use of CFD flow analysis to determine wind loads on structures. Three models of buildings with a gable roof with different angles of inclination were presented, for which the size of the pressure coefficients was compared with the results available in the literature. The analytical calculations were made in accordance with the PN-EN 1991-1-4 standard, while the numerical calculations were made in the R-Wind Simulation program. All the results were summarized and the conclusions were formulated in relation to the problem of solving the problem of estimating the size of the wind load acting on the structure.

Słowa kluczowe

PL

analiza CFD; numeryczna mechanika płynów; obciążenie wiatrem; PN-EN 1991-1-4; R-Wind Simulation; model budynku; nachylenie dachu; dach dwuspadowy; współczynnik parcia

EN

CFD analysis; computational fluid dynamics; wind load; PN-EN 1991-1-4; R-Wind Simulation; building model; roof slope; gable roof; pressure coefficient

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 93, nr 3-4
• Strony: 46--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Okoński Robert

autor

Ambroziak Andrzej

• Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Paruch R., Oddziaływanie wiatru na budynek wysoki w aspekcie rozwoju form architektonicznych i systemów konstrukcyjnych, Mechanik 7/2016, str. 782-783, https://doi.org/10.17814/mechanik.2016.7.172.
• [2] Rokicki W., Pietrzak J., Wrona M., Wpływ obciążeń od wiatru na budynek wysoki o nieregularnej formie - badania modelowe, Przestrzeń, Ekonomia, Społeczeństwo 2/2017, str. 179-191
• [3] Lipecki T., Struktura wiatru i badania modelowe obciążenia wiatrem budowli prostopadłościennych. Lublin: Politechnika Lubelska, 2015
• [4] Kłaput R., Kocoń A., Flaga A., Air flow formation in the inlet of a closed circuit boundary layer wind tunnel using the one-set guide vanes solution, Czasopismo Techniczne, 8/2017, str. 81-98. https://doi.org/10.4467/2353737XCT.17.131.6882.
• [5] Wendt J.F., editor. Computational fluid dynamics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009
• [6] Fliszkiewicz M., Krauze A., Maciak T., Badanie skuteczności projektowanych instalacji wentylacji oddymiającej, przy wykorzystaniu symulacji CFD, Zeszyty Naukowe SGSP 43/2012, str. 13-35
• [7] Tomasz B., Kubicki G., Analiza wpływu wydajności nawiewu w systemach oddymiania klatek schodowych na podniesienie efektywności instalacji. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 50/2019, str. 22-28, https://doi.org/10.15199/9.2019.1.4.
• [8] Węgrzyński W., Wpływ układu przegród w budynku na przepływ dymu w warunkach pożaru, Warszawa, Instytut Techniki Budowlanej, 2021
• [9] Bosak G., Badania modelowe wpływu interferencji aerodynamicznej otoczenia śródmiejskiego na budynek wysokościowy, Budownictwo i Architektura 12/2013, str. 79-86
• [10] Szkobodziński M., Miedziałowski C., Problemy ustalania obciążenia wiatrem w nietypowych konstrukcjach budowlanych, Civil and Enviromental Engineering 2015, str. 201-209
• [11] Szkobodziński M., Miedziałowski C., Analiza porównawcza ciśnienia wiatru na budynek na podstawie badań tunelowych, symulacji komputerowych i norm projektowych, Civil and Enviromental Engineering 8/2017, str. 87-96
• [12] Perliński A., Ziółko J., Symulacje komputerowe obciążenia wiatrem pionowego, walcowego zbiornika dwupłaszczowego, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej Budownictwo Lądowe 58/2006, str. 155-162
• [13] Lalewicz P., Bryja D., Współczynniki aerodynamiczne pojazdów kolejowych w zagadnieniu oddziaływania wiatru bocznego - wprowadzenie i badania wstępne. Przegląd Komunikacyjny 6/2019, str. 8-13
• [14] Lipecki T., Jamińska-Gadomska P., Błazik-Borowa E., Bęc J., Szacowanie oddziaływania wiatru na rusztowanie w świetle badań w skali rzeczywistej, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce 4/2017, str. 9-14
• [15] Jamińska P., Analiza działania wiatru na układ budynek z rusztowaniem, Budownictwo i Architektura 12/2013, str. 111-118
• [16] Jamińska P., Analiza numeryczna obciążenia wiatrem kopuły o podstawie koła i elipsy, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce 7/2015, str: 27-31
• [17] Lipecki T., Jamińska P., Issues of contemporary wind engineering and aerodynamics of building structures, Budownictwo i Architektura 15 (4) 2016, str. 29-51, https://doi.org/10.24358/bud-arch_16_153_03
• [18] Błazik-Borowa E., Computational fluid dynamic simulation of the pressure distribution on the natural draught cooling tower shell, Archives of Civil Engineering 53/2007, str. 225-241
• [19] Sypek G., Wójcik J., Wiche J., Rozkład ciśnienia na elewacji budynku, Chłodnictwo i Klimatyzacja 2010, str. 65-67
• [20] Takeda F., Yoshino T., Uematsu Y., Design wind force coefficients for freestanding canopy roofs of membrane structures, Czasopismo Techniczne. Budownictwo 2015, str. 167-189, https://doi.org/10.4467/2353737XCT.15.131.4168.
• [21] Błazik-Borowa E., Podgórski J., Dobór warunków brzegowych ciśnienia w metodzie k-[epsilon], Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce 1/2010, str. 5-10
• [22] Kozaczko M., Rosolski S., Aerodynamic Optimisation of Developed Land Sustainable Tower Island. Space&FORM 48/2021, str. 171-186, https://doi.org/10.21005/pif.2021.48.c-05.
• [23] Błazik-Borowa E., Problemy związane ze stosowaniem modelu turbulencji k-[epsilon] do wyznaczania parametrów opływu budynków, Lublin, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2008
• [24] Jeong J., Choi C-K., Comparison of Wind Loads on Buildings using Computational Fluid Dynamics, Design Codes, and Wind Tunnel Tests. 4th Int. Conf. Adv. Wind Struct., 2008, str. 841-850
• [25] PN-EN 1991-1-4 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 1-4: Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru, Warszawa, Polski Komitet Normalizacyjny, 2018
• [26] Tominaga Y., Akabayashi S., Kitahara T., Arinami Y., Air flow around isolated gable-roof buildings with different roof pitches: Wind tunnel experiments and CFD simulations, Build Environ 84/2015, str. 204-213, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.11.012.
• [27] Fouad N.S., Mahmoud G.H., Nasr N.E., Comparative study of international codes wind loads and CFD results for low rise buildings, Alexandria Eng J 57/2018, 3623-3639, https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.11.023.
• [28] Zeyrek H., Bekiroğlu S., Assessment of wind pressure by Eurocode-1, TS 498 and CFD analyses for double-sloped roof building, Sigma J Eng Nat Sci 37/2019, str. 251-272