Περιεχόμενα Πρόλογος νέας έκδοσης...13 Πρόλογος...15 Κεφάλαιο 1: EN 1990 : Βασικές αρχές σχεδιασμού (Απρίλιος 2002)... 17 1 Γενικά...17 2 Οριακές καταστάσεις Δράσεις...18 3 Συνδυασμοί δράσεων...19 3.1 Συνδυασμοί στην οριακή κατάσταση αστοχίας...20 3.2 Συνδυασμοί στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας...23 4 Έλεγχος επάρκειας...23 Κεφάλαιο 2: EΝ 1991-1-1: Πυκνότητες, ίδια βάρη και επιβαλλόμενα φορτία σε κτίρια (Απρίλιος 2002)... 25 1 Γενικά...25 2 Επιβαλλόμενα φορτία σε κτίρια...26 Κεφάλαιο 3: EΝ 1991-1-3: Φορτία χιονιού (Φεβρουάριος 2002)... 33 1 Γενικά...33 2 Προσομοίωση του φορτίου χιονιού...34 2.1 Φορτίο χιονιού σε στέγες...34 2.2 Φορτίο χιονιού στις άκρες στεγών...36 2.3 Φορτίο χιονιού σε κιγκλιδώματα ασφαλείας ή σε εμπόδια...37 3 Συντελεστές μορφής φορτίου χιονιού...37 3.1 Μονοκλινείς στέγες...38 3.2 Δικλινείς στέγες...38
8 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 3.3 Επαναλαμβανόμενες στέγες...39 3.4 Κυλινδρικές στέγες...40 3.5 Απότομες αλλαγές του ύψους στεγών...41 3.6 Συγκέντρωση χιονιού σε προεξοχές ή εμπόδια...43 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β του ΕΝ1991-1-3 (Κανονιστικό)...44 Συντελεστές μορφής φορτίου χιονιού για εξαιρετικές συγκεντρώσεις χιονιού...44 Β.1 Μονοκλινείς ή δικλινείς στέγες...44 Β.2 Επαναλαμβανόμενες στέγες...44 Β.3 Κυλινδρικές στέγες...45 Β.4 Στέγες σε επαφή ή γειτονικές υψηλότερων κτιρίων...45 Β.5 Συγκέντρωση χιονιού σε προεξοχές, εμπόδια ή στηθαία...46 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ D του ΕΝ 1991-1-3...48 Πυκνότητα χιονιού...48 Παράδειγμα 1...49 Παράδειγμα 2...50 Παράδειγμα 3...52 Παράδειγμα 4...53 Παράδειγμα 5...55 Παράδειγμα 6...57 Παράδειγμα 7...59 Παράδειγμα 8...60 Παράδειγμα 9...62 Παράδειγμα 10...64 Παράδειγμα 11...66 Παράδειγμα 12...67 Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου (Δεκέμβριος 2003)... 69 1 Γενικά...69 2 Πίεση λόγω ανέμου επί των επιφανειών...70 2.1 Εξωτερική πίεση w e...71 2.2 Εσωτερική πίεση w i...71
Περιεχόμενα 9 2.3 Πίεση ταχύτητας αιχμής q p (z)...71 2.4 Τελική πίεση...73 3 Δυνάμεις ανέμου...74 4. Συντελεστές τραχύτητας και τοπογραφικής διαμόρφωσης...75 4.1 Συντελεστής τραχύτητας c r (z)...75 4.2 Συντελεστής τοπογραφικής διαμόρφωσης c t (z)...78 4.3 Γειτονικές κατασκευές...80 4.4 Ύψος μετατόπισης...81 5 Δυναμικός συντελεστής c s c d...82 5.1 Γενικά...82 5.2 Λεπτομερής διαδικασία του c s c d...85 6 Αεροδυναμικοί συντελεστές πίεσης και δύναμης...89 6.1 Κτίρια...89 6.1.1 Κατακόρυφοι τοίχοι κτιρίων με ορθογωνική κάτοψη...91 6.1.2 Οριζόντιες στέγες...94 6.1.3 Μονοκλινείς στέγες...96 6.1.4 Δικλινείς στέγες...98 6.1.5 Τετρακλινείς στέγες...100 6.1.6 Επαναλαμβανόμενες στέγες...101 6.1.7 Κυλινδρικές στέγες και θόλοι...103 6.1.8 Eσωτερική πίεση...104 6.2 Στέγαστρα...106 6.3 Ελεύθερα ιστάμενοι τοίχοι, στηθαία, φράχτες και πινακίδες σήμανσης...112 6.3.1 Ελεύθερα ιστάμενοι τοίχοι και στηθαία...112 6.3.2 Πινακίδες σήμανσης...114 6.4 Κατασκευαστικά στοιχεία με ορθογωνικές διατομές...115 6.5 Kατασκευαστικά στοιχεία με αιχμηρές ακμές στις διατομές...116 6.6 Κατασκευαστικά στοιχεία με διατομή κανονικού πολυγώνου...117
10 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 6.7 Κυκλικοί κύλινδροι και σφαίρες...118 6.7.1 Κυκλικοί κύλινδροι...118 6.7.2 Σφαίρες...123 6.8 Δικτυωτές κατασκευές και ικριώματα...124 6.9 Σημαίες...127 6.10 Ενεργός λυγηρότητα λ και συντελεστής επίδρασης άκρων ψ λ...128 6.11 Συντελεστές τριβής...129 7 Δράσεις ανέμου σε γέφυρες...131 7.1 Γενικά...131 7.2 Συντελεστές δύναμης κατά τη διεύθυνση x (Γενική μέθοδος)...132 7.3 Δύναμη κατά τη διεύθυνση x (Απλοποιητική μέθοδος)...136 7.4 Δυνάμεις ανέμου κατά τη διεύθυνση z...136 7.5 Δυνάμεις ανέμου κατά τη διεύθυνση y...138 Παράδειγμα 13...138 Παράδειγμα 14...144 Παράδειγμα 15...152 Παράδειγμα 16...156 Παράδειγμα 17...165 Παράδειγμα 18...166 Παράδειγμα 19...168 Παράδειγμα 20...170 Παράδειγμα 21...175 Παράδειγμα 22...178 Παράδειγμα 23...180 Παράδειγμα 24...183 Παράδειγμα 25...186 Παράδειγμα 26...189 Κεφάλαιο 5: EΝ 1991-2: Φορτία κυκλοφορίας σε γέφυρες (Σεπτ. 2003)... 195 1 Γενικά...195 2 Κατακόρυφες και οριζόντιες δράσεις σε οδικές γέφυρες...196 2.1 Συμβατικές λωρίδες κυκλοφορίας...196
Περιεχόμενα 11 2.2 Κατακόρυφα φορτία...199 2.2.1 Μοντέλο Φόρτισης 1 (κύριο σύστημα φόρτισης)...199 2.2.2 Moντέλο Φόρτισης 2 (μονοαξονικό μοντέλο)...201 2.2.3 Μοντέλο φόρτισης 3 (μοντέλα ειδικών οχημάτων)...202 2.2.4 Μοντέλο Φόρτισης 4 (Ανθρωποσυνωστισμός)...205 2.2.5 Kατανομή των συγκεντρωμένων φορτίων...205 2.3 Οριζόντια φορτία...206 2.4 Τυχηματικές δράσεις...207 2.5 Ομάδες φορτίων κυκλοφορίας οδικών γεφυρών...210 2.6 Συνδυασμοί δράσεων...211 2.7 Μοντέλα φόρτισης για έλεγχο κόπωσης...213 2.7.1 Μοντέλο Φόρτισης 1 για κόπωση...213 2.7.2 Μοντέλο Φόρτισης 2 για κόπωση ("συχνά" φορτηγά)...213 2.7.3 Moντέλο Φόρτισης 3 για κόπωση...215 2.7.4 Μοντέλο φόρτισης 4 για κόπωση ("τυποποιημένα" φορτηγά)...216 2.7.5 Μοντέλο Φόρτισης 5 για κόπωση...217 3 Κατακόρυφες και οριζόντιες δράσεις σε πεζογέφυρες...218 3.1 Κατακόρυφα φορτία...218 3.2 Οριζόντια φορτία...219 3.3 Τυχηματικές δράσεις...219 3.4 Ομάδες φορτίων πεζογεφυρών...220 3.5 Συνδυασμοί δράσεων...220 Βιβλιογραφία...221
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου (Δεκέμβριος 2003) 1 Γενικά Το pren 1991-1-4 (Ευρωκώδικας 1, Μέρος 1-4) παρέχει κανόνες και μεθόδους υπολογισμού των δράσεων λόγω ανέμου σε κτίρια και έργα πολιτικού μηχανικού και στα επιμέρους στοιχεία και προσαρτήματά τους για ύψη μέχρι 200 m. Παρέχει επίσης κανόνες για γέφυρες με άνοιγμα μέχρι 200 m, υπό την προϋπόθεση ότι ικανοποιούν τα κριτήρια δυναμικής απόκρισης. Δεν καλύπτονται οι καλωδιωτές γέφυρες με ευθύγραμμα καλώδια και οι κρεμαστές γέφυρες, καθώς και ιστοί υποστηριζόμενοι από καλώδια, δικτυωτοί πύργοι και στύλοι φωτισμού. Οι δράσεις ανέμου κατατάσσονται στις μεταβλητές καθορισμένες δράσεις. Θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ταυτόχρονη επιρροή και άλλων δράσεων επί της κατασκευής (π.χ. χιόνι, κυκλοφορία, πάγος), που είναι δυνατόν να επιφέρουν αλλαγές στην επιφάνεια αναφοράς ή σε κάποιους συντελεστές, καθώς επίσης και αλλαγές του σχήματος κατά τη φάση κατασκευής, που θα μπορούσαν να αλλάξουν την εξωτερική και εσωτερική πίεση ή τα δυναμικά χαρακτηριστικά. Οι κατασκευές που είναι ευαίσθητες σε δυναμικές καταπονήσεις πρέπει να σχεδιάζονται και για φορτία κόπωσης. Οι εύκαμπτες κατασκευές (όπως καλώδια, καπνοδόχοι, ιστοί και γέφυρες, ορισμένα πολυώροφα κτίρια κλπ), πρέπει να σχεδιάζονται ώστε να αντέχουν στη δυναμική επιρροή της τυρβώδους ροής του ανέμου, η δράση του οποίου είναι μεταβαλλόμενη συναρτήσει του χρόνου. Επιτρέπεται, πέραν της μεθοδολογίας η οποία προτείνεται σ αυτό το Μέρος, να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικές μέθοδοι, εφόσον βασίζονται σε αναλυτικές και αριθμητικές τεχνικές που έχουν επαληθευθεί, καθώς και σε μετρήσεις επί τόπου αλλά και σε πειραματικά αποτελέσματα μέσα σε τούνελ αέρα, όπου η προσομοίωση του ανέμου και του περιβάλλοντος την κατασκευή χώρου έχει γίνει με επαρκή ακρίβεια.
70 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 2 Πίεση λόγω ανέμου επί των επιφανειών Οι δράσεις του ανέμου επί των κατασκευών και επί των επιμέρους στοιχείων τους θα προσδιορίζονται λαμβάνοντας υπόψη τόσο τις εξωτερικές όσο και τις εσωτερικές πιέσεις ανέμου, ταυτόχρονα. Στον Πίνακα 2.1 φαίνεται η διαδικασία προσδιορισμού των δράσεων αυτών. Πίνακας 2.1 Παράμετρος Προτεινόμενες διαδικασίες υπολογισμού για τον προσδιορισμό των δράσεων του ανέμου Παράγραφος Αναφοράς στο pren 1991-1-4 Πίεση ταχύτητας αιχμής q p βασική ταχύτητα ανέμου v b 4.2 (2)P ύψος αναφοράς z e Κεφάλαιο 7 κατηγορία εδάφους Πίνακας 4.1 χαρακτηριστική πίεση ταχύτητας αιχμής q p 4.5 (1) ένταση στροβιλισμού I v 4.4 μέση ταχύτητα ανέμου v m 4.3.1 συντελεστής τοπογραφίας c o (z) 4.3.3 συντελεστής τραχύτητας c r (z) 4.3.2 Πιέσεις ανέμου, π.χ. για επικαλύψεις, στερεώσεις και δομικά στοιχεία συντελεστής εσωτερικής πίεσης c pi Κεφάλαιο 7 συντελεστής εξωτερικής πίεσης c pe Κεφάλαιο 7 εξωτερική πίεση ανέμου: w e =q p c pe 5.1 (1) εσωτερική πίεση ανέμου: w i =q p c pi 5.1 (2) Δυνάμεις ανέμου σε κατασκευές, π.χ. για καθολικές επιδράσεις ανέμου δυναμικός συντελεστής: c s c d 6 δύναμη ανέμου Fw υπολογιζόμενη από τους συντελεστές δύναμης δύναμη ανέμου Fw υπολογιζόμενη από τους συντελεστές πίεσης 5.2 (2) 5.2 (3)
Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου 71 2.1 Εξωτερική πίεση w e Η πίεση του ανέμου η οποία δρα κάθετα στις εξωτερικές επιφάνειες μιας κατασκευής, προκύπτει από τη σχέση : w = q (z ) c (2.1) e p e pe όπου q p(z e) είναι η πίεση ταχύτητας αιχμής είναι το ύψος αναφοράς για την εξωτερική πίεση z e c pe είναι ο συντελεστής εξωτερικής πίεσης. 2.2 Εσωτερική πίεση w i Η πίεση του ανέμου η οποία δρα κάθετα στις εσωτερικές επιφάνειες μιας κατασκευής, προκύπτει από τη σχέση : όπου q (z ) z i p i w = q (z ) c (2.2) i p i pi είναι η πίεση ταχύτητας αιχμής είναι το ύψος αναφοράς για την εσωτερική πίεση c pi είναι ο συντελεστής εσωτερικής πίεσης. 2.3 Πίεση ταχύτητας αιχμής q p (z) Η πίεση ταχύτητας αιχμής σε ύψος z, η οποία περιλαμβάνει μέσες και μικρής διάρκειας διακυμάνσεις ταχύτητας, προσδιορίζεται από τη σχέση : 2 q p(z) = [ 1+ 7 I v(z) ] 1 ρ v m(z) = c e(z) qb (2.3) 2 όπου: ρ είναι η πυκνότητα του αέρα, που εξαρτάται από το υψόμετρο, τη θερμοκρασία και τη βαρομετρική πίεση που αναμένονται σε μια περιοχή κατά τη διάρκεια ανεμοθύελλας ( ρ=1,25 Kg/m 3 ) I v (z) είναι η ένταση του στροβιλισμού σε ύψος z c e (z) είναι ο συντελεστής έκθεσης και δίνεται από τη σχέση: q p(z) c e(z) = (2.4) q b q b είναι η βασική πίεση που δίνεται από τη σχέση
72 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 όπου: q b 1 2 = ρ v b (2.5) 2 v b είναι η βασική ταχύτητα ανέμου, που ορίζεται ως συνάρτηση της διεύθυνσης του α- νέμου και της εποχής του έτους, στα 10 m πάνω από έδαφος κατηγορίας ΙΙ, σύμφωνα με τη σχέση: Στη σχέση αυτή είναι: c dir είναι ο συντελεστής διεύθυνσης (ίσος με 1,0) v b = c dir c season v b,0 (2.6) c season είναι ο συντελεστής εποχής (ίσος με 1,0) v b,0 είναι η θεμελιώδης τιμή της βασικής ταχύτητας του ανέμου, η οποία είναι η χαρακτηριστική μέση ταχύτητα του ανέμου 10 λεπτών, ανεξάρτητα από τη διεύθυνσή του και την εποχή του έτους, στα 10 m πάνω από το έδαφος, σε ανοικτή περιοχή με χαμηλή βλάστηση, όπως γρασίδι και με μεμονωμένα εμπόδια ανά αποστάσεις μεταξύ τους τουλάχιστον 20 φορές το ύψος των εμποδίων (έδαφος κατηγορίας ΙΙ). Σύμφωνα με το Εθνικό Προσάρτημα, η θεμελιώδης τιμή της βασικής ταχύτητας του ανέμου v b,0 για τη χώρα μας ορίζεται σε 33 m/s για τα νησιά και παράλια μέχρι 10 km από την ακτή και σε 27 m/s για την υπόλοιπη χώρα. Η μέση ταχύτητα του ανέμου v m (z), σε ύψος z πάνω από το έδαφος, εξαρτάται από την τραχύτητα του εδάφους και την τοπογραφική διαμόρφωση, προσδιορίζεται δε από τη σχέση: v (z) = c (z) c (z) v (2.7) m r 0 b όπου: c r (z) είναι ο συντελεστής τραχύτητας c 0 (z) είναι ο συντελεστής τοπογραφικής διαμόρφωσης (προτεινόμενη τιμή 1,0) Η ένταση του στροβιλισμού I v (z) σε ύψος z υπολογίζεται από τις σχέσεις: k I (z) = για z z z I v min max c o(z) ln(z/z 0) I (z) = I (z ) για z < z v v min min (2.8) όπου: k I είναι ο συντελεστής στροβιλισμού (ίσος με 1,0). Για επίπεδο έδαφος όπου c 0 (z) = 1, ο συντελεστής έκθεσης c e (z) δίνεται σε διάγραμμα στο Σχ. 2.1 ως συνάρτηση του ύψους z πάνω από το έδαφος και της κατηγορίας εδάφους.
Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου 73 Σχ. 2.1 Διάγραμμα συντελεστή έκθεσης c e (z) για c 0 =1,0 και k I =1,0 2.4 Τελική πίεση Η τελική πίεση του ανέμου επί ενός τοίχου ή ενός επιμέρους στοιχείου είναι η διαφορά των πιέσεων επί των επιφανειών του τοίχου ή του στοιχείου, λαμβάνοντας υπόψη τη φορά των πιέσεων αυτών. Η πίεση, που κατευθύνεται προς την επιφάνεια λαμβάνεται ως θετική, ενώ η αναρρόφηση, το διάνυσμα της οποίας απομακρύνεται από την επιφάνεια, λαμβάνεται ως αρνητική. Στο Σχ. 2.2 φαίνονται μερικά παραδείγματα σήμανσης της πίεσης. (-) (-) (-) (-) Θετική (+) εσωτερική (-) (+) πίεση Αρνητική εσωτερική πίεση (-) (+) w e1 (-) w e2 (+) w i1 (-) w i2 Σχ. 2.2 Πίεση επί των επιφανειών
74 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 3 Δυνάμεις ανέμου Η συνολική δύναμη του ανέμου F w η οποία επενεργεί επί μιας κατασκευής ή επί ενός ε- πιμέρους στοιχείου της, θα προσδιορίζεται είτε με υπολογισμό δυνάμεων χρησιμοποιώντας τους συντελεστές δύναμης, είτε με υπολογισμό δυνάμεων από τις πιέσεις επί των επιφανειών. Έτσι, μπορεί να υπολογίζεται άμεσα με τη σχέση: Fw = c sc d c f q p(z e) A ref (3.1) ή με διανυσματική άθροιση δυνάμεων επί μεμονωμένων στοιχείων της κατασκευής, χρησιμοποιώντας τη σχέση: F = c c c q (z ) A (3.2) w s d f p e ref elements όπου: c s c d είναι ο δυναμικός συντελεστής c f είναι ο συντελεστής δύναμης για την κατασκευή ή το στοιχείο κατασκευής q p (z e ) είναι η πίεση ταχύτητας αιχμής σε ύψος αναφοράς z e A ref είναι η επιφάνεια αναφοράς της κατασκευής ή στοιχείου της κατασκευής, μετρούμενη γενικά ως η προβολή της κατασκευής σε επίπεδο κάθετο προς τη διεύθυνση του ανέμου. Η δύναμη λόγω του ανέμου, F w, που δρα πάνω σε μια κατασκευή ή σε στοιχείο κατασκευής, μπορεί να προσδιορίζεται και με διανυσματική άθροιση των δυνάμεων F w,e, F w,i και F fr, οι οποίες υπολογίζονται από τις εξωτερικές και εσωτερικές πιέσεις, καθώς και από τις δυνάμεις τριβής που προκύπτουν από την τριβή του ανέμου παράλληλα προς τις εξωτερικές επιφάνειες, σύμφωνα με τις σχέσεις: όπου: c fr F = c c w A (3.3) w,e s d e ref surfaces F = w A (3.4) w,i i ref surfaces Ffr = c fr q p(z e ) A fr (3.5) είναι ο συντελεστής τριβής A fr είναι η εξωτερική επιφάνεια τριβής παράλληλα προς τον άνεμο. Οι επιδράσεις της τριβής του ανέμου μπορούν να αμελούνται όταν η συνολική επιφάνεια, η παράλληλη ή με μικρή γωνία προς τον άνεμο είναι ίση ή μικρότερη από το 1/4 του συνολικού εμβαδού όλων των εξωτερικών επιφανειών, που είναι κάθετες στον άνεμο (προσήνεμες και υπήνεμες).
Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου 75 4. Συντελεστές τραχύτητας και τοπογραφικής διαμόρφωσης 4.1 Συντελεστής τραχύτητας c r (z) Ο συντελεστής τραχύτητας, c r (z), λαμβάνει υπόψη τη μεταβλητότητα της μέσης ταχύτητας ανέμου στη θέση της κατασκευής λόγω του ύψους πάνω από το έδαφος και λόγω της τραχύτητας του εδάφους της προσήνεμης περιοχής στη θεωρούμενη διεύθυνση του ανέμου, υπολογίζεται δε συναρτήσει του ύψους z με τις ακόλουθες λογαριθμικές σχέσεις: όπου z c (z) = k ln για z z z = 200m r r z min max 0 z c (z) = c (z ) = k ln min για z z r r min r z min 0 (4.1) 0,07 z k 0,19 0 r = (συντελεστής εδάφους) (4.2) z 0,II Στις σχέσεις αυτές: z 0 είναι το μήκος τραχύτητας σε m, βλέπε Πίνακα 4.1 z 0,II = 0,05 m (κατηγορία εδάφους II, Πίνακας 4.1) z min είναι το ελάχιστο ύψος που ορίζεται στον Πίνακα 4.1 z max λαμβάνεται ίσο προς 200 m. Η σχέση 4.1 ισχύει όταν το έδαφος στη διεύθυνση του ανέμου έχει ομοιόμορφη τραχύτητα σε αρκετά μεγάλο μήκος, ώστε να μπορεί να θεωρείται σταθερή η κατηγορία εδάφους. Προτεινόμενες τιμές για τα z 0 και z min δίνονται στον Πίνακα 4.1 για πέντε αντιπροσωπευτικές κατηγορίες εδάφους. Μικρές επιφάνειες (μικρότερες του 10% της υπό εξέταση επιφάνειας) με διαφορετική τραχύτητα, που βρίσκονται μέσα στις προαναφερθείσες μεταβατικές ζώνες, αγνοούνται, ενώ σε περίπτωση αμφιβολίας ως προς την κατάταξη εδάφους σε κάποια κατηγορία, το έδαφος κατατάσσεται στην αντίστοιχη δυσμενέστερη.
76 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 Κατηγορία εδάφους 0 Θάλασσα ή παράκτια περιοχή ανοικτής θάλασσας Κατηγορία εδάφους I Λίμνες ή επίπεδες και οριζόντιες περιοχές με αμελητέα βλάστηση και χωρίς εμπόδια Κατηγορία εδάφους II Περιοχή με χαμηλή βλάστηση όπως γρασίδι και μεμονωμένα εμπόδια (δέντρα, κτίρια) σε απόσταση μεταξύ τους τουλάχιστον 20 φορές το ύψος των εμποδίων Κατηγορία εδάφους III Περιοχή με κανονική κάλυψη βλάστησης ή με κτίρια ή με μεμονωμένα εμπόδια με απόσταση μεταξύ τους κατά μέγιστο 20 φορές το ύψος των εμποδίων (όπως χωριά, προάστια, μόνιμα δάση) Κατηγορία εδάφους IV Περιοχή στην οποία τουλάχιστον το 15 % της επιφάνειας καλύπτεται με κτίρια και το μέσο ύψος τους ξεπερνά τα 15 m Σχ. 4.1 Απεικονίσεις της τραχύτητας κάθε κατηγορίας εδάφους
Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου 77 Πίνακας 4.1 Κατηγορίες εδάφους και αντίστοιχες παράμετροι Κατηγορία εδάφους z 0 (m) z min (m) 0 Θάλασσα ή παράκτια περιοχή ανοικτής θάλασσας 0,003 1 Ι Λίμνες ή επίπεδες και οριζόντιες περιοχές με αμελητέα βλάστηση και χωρίς εμπόδια II Περιοχή με χαμηλή βλάστηση όπως γρασίδι και μεμονωμένα εμπόδια (δέντρα, κτίρια) σε απόσταση μεταξύ τους τουλάχιστον 20 φορές το ύψος των εμποδίων ΙΙΙ Περιοχή με κανονική κάλυψη βλάστησης ή με κτίρια ή με μεμονωμένα εμπόδια με μέγιστη απόσταση το πολύ 20 φορές το ύψος των εμποδίων (όπως χωριά, προάστια, μόνιμα δάση) IV Περιοχή όπου τουλάχιστον το 15% της επιφάνειας καλύπτεται με κτίρια και το μέσο ύψος τους ξεπερνά τα 15 m Οι κατηγορίες εδάφους επεξηγούνται στο Σχήμα 4.1 0,01 1 0,05 2 0,3 5 1,0 10 τυπικός κυκλικός τομέας θεωρούμενη περιοχή προσήνεμη απόσταση όπως ορίζεται στο (2) περιοχή με αποκλίνουσα τραχύτητα Σχ. 4.2 Εκτίμηση της τραχύτητας εδάφους
78 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 Η τραχύτητα του εδάφους που θα χρησιμοποιείται για μια δεδομένη διεύθυνση του ανέμου εξαρτάται από τις ανωμαλίες του εδάφους και την απόσταση με συνθήκες ομοιόμορφης τραχύτητας εδάφους σε ένα κυκλικό τομέα περί τη διεύθυνση του ανέμου. Μικρές περιοχές (λιγότερο από 10% της θεωρούμενης επιφάνειας) με αποκλίνουσα τραχύτητα, μπορούν να αμελούνται, Σχ. 4.2. 4.2 Συντελεστής τοπογραφικής διαμόρφωσης c t (z) Μέσω του συντελεστή τοπογραφικής διαμόρφωσης (ή αναγλύφου) εκτιμάται η αύξηση της μέσης ταχύτητας του ανέμου πάνω από μεμονωμένους λόφους και εξάρσεις ή γκρεμούς, ανάλογα με την προσήνεμη κλίση Φ=Η/L u κατά τη διεύθυνση του ανέμου, Σχ. 4.3. Η μεγαλύτερη αύξηση των ταχυτήτων του ανέμου συμβαίνει κοντά στην κορυφή της πλαγιάς και εκφράζεται μέσω του συντελεστή αυτού, ο οποίος είναι ίσος με: c 0 (z) = v m /v mf (4.3) Προσδιορίζεται από τις ακόλουθες σχέσεις : c t = 1 για Φ< 0,05 c t = 1+ 2 s Φ c t = 1+ 0,6 s για για 0,05 <Φ< 0,3 Φ > 0,3 (4.4) vm : μέση ταχύτητα ανέμου σε ύψος z πάνω από το έδαφος vmf : μέση ταχύτητα ανέμου πάνω από επίπεδο έδαφος co = vm / vmf Σχ. 4.3 Απεικόνιση της αύξησης των ταχυτήτων του ανέμου λόγω τοπογραφικής διαμόρφωσης
Κεφάλαιο 4: EN 1991-1-4: Δράσεις Ανέμου 79 όπου s είναι συντελεστής τοπογραφικής θέσης, που προκύπτει από τα Σχ. 4.4 και 4.5 συναρτήσει των xl e, xl u, xl d και zl e. Αναλυτικές εκφράσεις δίνονται στο Παράρτημα Α του pren1991-1-4. Φ= HL u είναι η κλίση προς την προσήνεμη πλαγιά L e είναι το ενεργό μήκος προς την προσήνεμη πλαγιά, προσδιοριζόμενο από τον Πίνακα 4.2 L u είναι το πραγματικό μήκος της προσήνεμης πλαγιάς Η είναι το ενεργό ύψος της εδαφικής ανωμαλίας x z είναι η οριζόντια απόσταση της τοποθεσίας από την κορυφή του λόφου είναι η κατακόρυφη απόσταση της τοποθεσίας από την επιφάνεια του εδάφους. Πίνακας 4.2 Τιμές του ενεργού μήκους L e Κλίση (Φ = H/L u ) Ελαφρά ( 0,05 <Φ< 0,3 ) : L e = L u Απότομη ( Φ> 0,3 ) L e = H 0,3 κορυφή άνεμος τοποθεσία υπήνεμη κλίση < 0,05 Σχ. 4.4 Συντελεστής s για γκρεμούς και εξάρσεις
80 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 1 κορυφή άνεμος τοποθεσία υπήνεμη κλίση < 0,05 Σχ. 4.5 Συντελεστής s για λόφους και κορυφές Σε κοιλάδες, εάν δεν αναμένεται επιτάχυνση της πνοής του ανέμου λόγω της διαμόρφωσης του περιβάλλοντος χώρου, μπορεί να λαμβάνεται c 0 = 1. 4.3 Γειτονικές κατασκευές Εάν ένα κτίριο έχει ύψος μεγαλύτερο από το διπλάσιο του μέσου ύψους των γειτονικών κατασκευών, τότε ως μια πρώτη προσέγγιση, ο σχεδιασμός κάθε μιας από αυτές τις γειτονικές κατασκευές μπορεί να βασίζεται στην πίεση ταχύτητας αιχμής σε ύψος z n (z e = z n ) πάνω από το έδαφος (σχέση 4.5), βλέπε Σχ. 4.6. 1 x r zn = r 2 r < x < 2 r 1 2 h 2 r low zn = r (1 ) (x r) (4.5) x 2 r zn = hlow όπου η ακτίνα r είναι: r = h high εάν h high 2d large r = 2d large εάν h high > 2d large