Резонансное вихревое возбуждение здания

Критическая скорость ветра, при которой вихри срываются в такт собственным колебаниям здания, и поперечные силы по высоте — по п. 11.3 и приложению В.2 СП 20.13330.2016. Результат — таблица сил для приложения к модели, схемы «что куда прикладывается» и протокол в Word.

Предварительная проверка, стадия alpha, независимое расчётное ревью не выполнено. Для высотных зданий воздействие по п. В.2.1 необходимо устанавливать по данным испытаний в аэродинамической трубе; здесь расчёт нужен, чтобы сравнить варианты формы здания до испытаний. Определение ускорения по перемещению верха из модели — методика ответственного инженера, а не текст СП (СП задаёт только предел ускорения). Проверяйте результат вручную.

Исходные данные

Здание

Высота здания h, м

Положение здания

Как понимать угол ветра θ — по данным вашего проекта

Нумерация углов

Подпись стоит на стороне

Нулевой угол лежит на оси

Схема показывает принятое правило: куда растёт угол θ, где стоят подписи и куда дует ветер при θ = 0°. Выберите так, как угол задан в ваших ветровых данных; как сверить — в справке «?».

По умолчанию здание стоит так, что сторона Lx параллельна оси X румба, а Ly — оси Y. Поворот δ вращает здание (вместе с его осями X′, Y′), а румб остаётся на месте. Габариты плана нужны для рисунка и для ширины d по контуру; если ширина по ветру задана в ваших данных, её можно ввести вручную.

Формы колебаний

Ветер

Ветровой район

Нагрузка вдоль ветра (В.2.3) — необязательно

Направления ветра из ветровых данных проекта

Уровни и форма колебаний

Силы по (В.8) прикладываются на всех уровнях таблицы. Нужны только те уровни, на которых они действуют.

Допущения расчётчика — не из СП по умолчанию как в норме

Здесь то, чего в СП 20.13330.2016 нет и что ответственный инженер принимает сам. Каждое включённое допущение перечисляется в результате и в Word.

Учитывать проекцию силы на ось формы: возбуждение — если |cos α| (форма по X) или |sin α| (по Y) не равны нулю

Прикладывать силы не на всех уровнях, а от выбранного и выше

Ускорение по перемещению верха — тоже методика расчётчика, не из СП: оно задаётся в карточке формы колебаний.

Вывод

Единицы силы

Открыть файл

Разные корпуса — отдельные расчёты: сохраните расчёт в файл и откройте другой. Расчёт пересчитывается при каждом изменении; данные сохраняются в браузере и на сервер не передаются.

Результат

Заполните исходные данные или загрузите пример — результат появится здесь.

Обозначения на схемах

Схемы нарисованы на данных примера, чтобы было понятно, что означают буквы и стрелки. Ваши схемы появятся здесь после ввода данных.

Как это считается — вводный курс на числах примера

h: высота здания; zэк = 0,8h — эквивалентная высота (п. 11.3.3)
φ(z): форма колебаний по высоте
V_cr: критическая скорость ветра, при которой возможен резонанс (11.11)
F(z): интенсивность поперечной силы по высоте (В.8); F_i — сосредоточенная сила на уровне
W, θ: ветер и его направление по румбу
δ: поворот здания относительно осей румба
α: угол ветра в осях здания (от оси Y′ к оси X′)
X′, Y′: оси здания; L_x, L_y — размеры плана вдоль них
d: ширина здания поперёк ветра
F_x′, F_y′: проекции силы на оси здания

Единицы силы в результатах, схемах и Word:

Требования других норм

Расчётные схемы

Направление ветра

Уровень для плана

Пробный угол ветра

Меняются только угол в осях здания и проекции уже посчитанной силы. St и d для другого направления ветра берутся из ваших ветровых данных, поэтому здесь они не пересчитываются. Точку на румбе можно тянуть мышью или пальцем.

форма колебаний φ(z) и ветер W
сила F(z), поперечная ветру; на плане — вектор F и проекции Fx, Fy на оси
наведите курсор (на телефоне — коснитесь) на уровень, стрелку или размер — появятся значения; на плане потяните точку на румбе, чтобы повернуть ветер

Силы по уровням

Протокол расчёта формулы СП, подстановка, ссылки на оригинал нормы

Нормативные источники

СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (приказ Минстроя России от 03.12.2016 № 891/пр), ред. от 30.12.2020 с Изм. № 1, № 2, № 3. Текст (PDF, mchs.gov.ru) ↗
п. 11.3 — резонансное вихревое возбуждение, формулы (11.11)–(11.13):
приложение В.2 — нагрузка F(z), cy, δs, нагрузка вдоль ветра:
пп. 11.1.4, 11.1.6 — w₀ и k(ze):
В.1.15, табл. В.10 — относительное удлинение λe:
В.3 — предельное ускорение этажа:

Вырезки — из PDF экземпляра КонсультантПлюс от 24.02.2022 без правок; постранично владельцем не сверены.

Резонансное вихревое возбуждение · версия 0.1.0 · стадия alpha · обновлено 09.11.2026 · журнал изменений · расчёт выполняется в браузере, данные на сервер не передаются.