СП 20.13330.2016. Пункты Ж.1–Ж.9

Ж.1

Целью проведения модельных испытаний зданий и сооружений в аэродинамических трубах является определение одного или нескольких из следующих параметров, необходимых для нормирования ветровых воздействий:

а) аэродинамические коэффициенты внутреннего (ci) и внешнего (ce) давлений;

б) аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления (cx), поперечной силы (cy) и крутящего момента (cmz);

в) пиковые (положительные (cp+) и отрицательные (cp-) значения аэродинамических коэффициентов;

г) числа Струхаля St;

д) плотность вероятности φg(g) функции порывов ветра g(t), которая используется при оценке комфортности пешеходных зон;

е) динамическая реакция сооружений или ее спектральные характеристики (энергетический спектр, авто- и взаимные корреляционные функции) при действии основного типа ветровой нагрузки, а также реакция, связанная с появлением аэродинамически неустойчивых колебаний (галопирование, различные виды флаттера) или с резонансным вихревым возбуждением.

Ж.2

При проведении модельных испытаний должны быть установлены основные закономерности снегопереноса по покрытиям сооружений, на основе которых определяются коэффициенты формы μ , используемые при нормировании снеговых нагрузок.

Ж.3

При проведении модельных аэродинамических испытаний должны быть выполнены определенные условия (критерии) подобия, которые обеспечивают получение наиболее достоверной информации о действующих на здание ветровых нагрузках. Основными и наиболее существенными критериями являются следующие:

- геометрическое подобие, включая степень шероховатости внешних поверхностей моделей;

- подобие структуры потока в аэродинамической трубе реальным ветровым режимам в месте строительства.

Примечание - В тех случаях, когда модельные испытания проводятся в аэродинамических трубах с гладким полом или приземный слой атмосферы моделируется за счет применения турбулизирующих решеток, использование полученных результатов для проектирования сооружений должно быть дополнительно обосновано;

- подобие по числу Рейнольдса Re или выполнение более слабого требования о необходимости реализации автомодельного режима обтекания модели эквивалентного режиму обтекания сооружения;

- подобие основных динамических характеристик модели и здания (при экспериментальном определении динамической реакции сооружения).

Ж.4

При изготовлении моделей линейный масштаб моделирования Ml выбирается таким образом, чтобы площадь SmЭ ее миделева сечения, перпендикулярного направлению потока, удовлетворяла условию

Ψ = SmЭ/Sa ≤ Ψпр ≈ 0,08 , (Ж.1)

где Sa - площадь рабочей части аэродинамической трубы в месте установки модели;

Ψ - степень заполнения рабочей части;

Ψпр - предельное значение Ψ , зависящее от типа аэродинамической установки.

В тех случаях, когда условие (Ж.1) не выполняется, результаты эксперимента нуждаются в корректировке. Ее методика, а также значение Ψпр для каждой аэродинамической установки определяются экспериментально.

Формула (Ж.1)

Ψ = SmЭ/Sa ≤ Ψпр ≈ 0,08 , (Ж.1)

где Sa - площадь рабочей части аэродинамической трубы в месте установки модели;

Ψ - степень заполнения рабочей части;

Ψпр - предельное значение Ψ , зависящее от типа аэродинамической установки.

Ψ = SmЭ/Sa ≤ Ψпр ≈ 0,08 (Ж.1)

где Sa - площадь рабочей части аэродинамической трубы в месте установки модели;

Ψ - степень заполнения рабочей части;

Ψпр - предельное значение Ψ , зависящее от типа аэродинамической установки.

Ж.5

Во избежание искажений результатов испытаний скорость потока в рабочей части аэродинамической трубы не должна превышать 60 м/с.

Ж.6

Перед проведением экспериментальных исследований необходимо измерить скорость и уровень турбулентных пульсаций скорости потока (степень турбулентности) по высоте пограничного слоя на всей области размещения модели в рабочей части аэродинамической трубы.

Ж.7

Аэродинамическая установка, используемое оборудование, приборы и инструменты должны быть аттестованы в соответствии с требованиями по их эксплуатации и использованию.

Ж.8

При определении пиковых аэродинамических коэффициентов cp+ и cp- интервал сглаживания экспериментальных данных должен соответствовать 1 - 3-секундному давлению ветра для реального сооружения.

Ж.9

При оформлении результатов модельных аэродинамических испытаний в отчетных документах должны быть приведены следующие данные:

а) линейный масштаб моделирования;

б) состояние поверхности модели (гладкая, с искусственно нанесенной шероховатостью и др.) и ее соответствие поверхности реального сооружения;

в) место расположения модели в рабочей части аэродинамической трубы и степень заполнения ее поперечного сечения;

г) схема дренирования модели (при измерении средних и пиковых значений аэродинамических коэффициентов);

д) основные характеристики набегающего потока, в том числе:

- способ моделирования приземного слоя атмосферы (генераторы вихрей и расположение элементов шероховатости на нижней стенке аэродинамической трубы, используемых для турбулизации потока);

- распределение средней скорости и интенсивности турбулентности потока по высоте сечения трубы в месте расположения модели с оценкой параметров их степенной или логарифмической аппроксимации.

Примечание - При использовании турбулизирующих решеток для моделирования приземного слоя атмосферы, кроме того, необходимо указать интегральные масштабы турбулентности и энергетический спектр набегающего потока;

е) числа Рейнольдса, при которых проводились испытания, и обоснование реализации автомодельного режима обтекания модели, соответствующего режиму обтекания реального сооружения;

ж) скорость или давление потока, по отношению к которым нормировались аэродинамические коэффициенты, давления, сил и моментов, а также числа Струхаля и энергетические спектры (при проведении соответствующих экспериментальных исследований).

Примечание - Для аэродинамических коэффициентов сил и моментов необходимо дополнительно указать оси, в направлении которых эти коэффициенты определялись, а также площади сечений, использованных при их определении;

и) границы достоверности диапазона частот (при измерении энергетических спектров, пиковых аэродинамических коэффициентов, динамической реакции модели и других подобных явлений) с учетом собственных частот приемной и регистрирующей аппаратуры;

к) числа Струхаля St и основные безразмерные частоты срывы вихрей (при исследовании явлений срыва вихрей с боковых поверхностей сооружений).