«Расчетное определение ветровых нагрузок на фасадные конструкции ЖК „Рублевские огни“ (г. Москва, Рублевское шоссе, …) на основе трехмерного численного моделирования ветровой аэродинамики»

Заключение

По результатам выполненной НИР «Расчетное определение ветровых нагрузок на фасадные конструкции высотного жилого дома по адресу: г. Москва, Рублевское шоссе, …на основе трехмерного численного моделирования ветровой аэродинамики» можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:
Для ряда зданий, схожих с рассматриваемым ЖК, выполнено сравнение результатов трехмерных расчетов по разработанной CFD-методике с данными испытаний в аэродинамических трубах и натурными замерами – фиксируется практически приемлемый уровень соответствия.
На основе анализа и обобщения исходных данных разработаны и верифицированы расчетные трехмерные численные модели ветровой аэродинамики высотного трехсекционного здания ЖК «Рублевские огни» в существующей окружающей застройке и с учетом рельефа.
С использованием современных численных методов гидрогазодинамики, реализованных в программном комплексе ANSYS CFX, на верифицированных трехмерных моделях проведены расчеты средних, минимальных и максимальных ветровых давлений на фасадные конструкции ЖК «Рублевские огни» при 24-х направлениях ветра (через 15°).
Определены расчетные «огибающие» максимальных и минимальных ветровых давлений (для рассмотренных направлений ветра) на фасадные конструкции высотного здания ЖК «Рублевские огни».
По результатам основных расчетов наибольшая отрицательная ветровая нагрузка на фасад составила -3.86 кПа (386 кгс/м²) и была отмечена в угловых зонах высотной части 2 и 3 секций на высоте верхнего технического этажа и кровли. Для фасадных конструкций значения наибольшей отрицательной ветровой нагрузки на фасад превышающей -3.5 кПа (350 кгс/м²) были отмечены для 4 направлений ветра. При уточняющем расчете данных направлений ветра наибольшая ветровая нагрузка на фасад составила от -3.5 кПа (350 кгс/м²) до -4.2 кПа (420 кгс/м²) и была отмечена в угловых зонах на высоте верхних 6-7 этажей, верхнего технического этажа и кровли. Изменение отрицательной нагрузки имеет локальный характер, ширина полосы данного давления не превышает 0.3 м от острого угла здания. Для большей части главных фасадных конструкций отрицательные ветровые давления составляют от -0.5 до -1.8 кПа, в остроугольных угловых зонах достигая -2.5 кПа. 

Наибольшая расчетная положительная ветровая нагрузка на фасад составила +1.68 кПа (168 кгс/м²) и была отмечена в верхней части секции 3 на высоте 38-40-го и верхнего технического этажей и кровли. Для большей части главных фасадных конструкций положительные ветровые давления составляют от 0.5 до 1.2 кПа.

При определении пиковых значений ветровых давлений принято, что конструктивные элементы ограждения и узлы их крепления к зданию являются достаточно жесткими, и в них не возникает заметных дополнительных (аэроупругих, резонансных) динамических усилий и перемещений. В противном случае, значение этих нагрузок необходимо уточнить на основе результатов динамического расчета системы «элементы ограждения – их несущие конструкции – элементы их крепления». Разработанные параметризованные модели и полученные результаты численного моделирования ветровой аэродинамики рекомендуется использовать при формировании и осуществлении системы мониторинга несущих и фасадных конструкций ЖК «Рублевские огни».

В расчетных исследованиях рассматривалась существующая на данный момент архитектурная ситуация. В случае строительства в окрестности объекта многоэтажных зданий и сноса прилегающей застройки результаты расчетов могут потребовать коррекции.