Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56728-2015 "Здания и сооружения. Методика определения ветровых нагрузок на ограждающие конструкции" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2015 г. N 1892-ст) стр. 2

3.2 Обозначения и единицы измерения

Обозначения и единицы измерения количественных параметров и функций, применяемых при определении основного коэффициента внешних ветровых нагрузок, использованные в настоящем стандарте, приведены в таблице 1.

Таблица!

Термин	Обозначение, единица измерения	Определение	Примечание
Координата по высоте	z, м	Расстояние по вертикали от поверхности земли	Отсчитывают от уровня основания сооружения, z > 0
Атмосферное давление	, Па	Параметры атмосферы	Определяют по ГОСТ 4401 для уровня на поверхности земли
Плотность воздуха	,
Динамический коэффициент вязкости	,
Скорость нормативного ветра	U, м/с	Стационарная составляющая скорости горизонтального перемещения воздушных масс в ППС на высоте z	Возрастает с увеличением высоты z по степенному закону
Скоростной напор (ветровое давление)	q, Па	= 0,5	-
Азимут ветра	, град	Угол, определяющий направление ветра в горизонтальной плоскости по отношению к сооружению	Может характеризоваться привязкой к направлению частей света (север, юг и т.д.)
Нормативное значение ветрового давления	, Па	Характерный уровень скоростного напора ветра	Назначают в зависимости от ветрового района по таблице 2 независимо от типа местности
Характерная скорость нормативного ветра	, м/с	=	Соответствует скоростному напору ветра
Линейный масштаб	, м	Параметр нормативного ветра: высота z = , на которой q(z) =	-
Показатель степени в формуле нормативного ветра	, безразм.	Параметр степенного закона, определяющего изменение скоростного напора нормативного ветра по высоте z	Зависит от типа местности, назначают по таблице 4
Избыточное давление	, Па		-
Ветровая нагрузка	, Па	Стационарная составляющая избыточного давления на ограждающих конструкциях ( = )	Определяют для нормативного ветра
Аэродинамический коэффициент	c, безразм.	Сомножитель в выражениях (3), (4) для определения	Принимают по приложению "Д" в СП 20.13330.2011
Базовый (основной) аэродинамический коэффициент	, безразм.	= , где - линейный масштаб нормативного ветра (см. выше)	Определяют для нормативного ветра методами аэрофизического и/или компьютерного моделирования
Высота здания	h, м	Высота проектируемого сооружения	-
Коэффициент высоты	Н, безразм.		Критерии подобия
Число Рейнольдса	Re, безразм.	Re = h /
Коэффициент геометрического подобия	N, безразм.	Масштаб макета
Высота уменьшенного макета здания	, м		Используется при аэрофизическом/компьютерном моделировании
" -фактор"	, безразм.		Характеризует достигнутую при аэрофизическом моделировании неравномерность воздушного потока по сравнению с нормативным значением по таблице 6

4 Общие положения

4.1 Нормативный ветер

4.1.1 ППС - характерное для данной местности горизонтальное перемещение воздушных масс в слое атмосферы толщиной до 500 м от поверхности земли.

4.1.2 Структура (профиль) ППС характеризуется законом изменения среднего скоростного напора q(z) и параметров естественной турбулентности (пульсаций скорости и воздушных порывов) по вертикальной координате (z > 0).

4.1.3 Местность, над которой формируется ППС, различают по климатическим районам и типам шероховатости поверхности. В СП 20.13330.2011 дана классификация территорий Российской Федерации по разновидностям ветровых районов и типам шероховатости местности, влияющим на профиль ППС.

4.1.4 Нормативную ветровую нагрузку на ограждающие конструкции зданий и сооружений (далее - объект) определяют для заданного характерного (эталонного) профиля ППС, не возмущенного самим объектом. Схематизированный профиль ППС, задаваемый для определения нормативной ветровой нагрузки, называют нормативным ветром. При определении параметров нормативного ветра учитывают разновидность ветровых районов и типов шероховатости местности.

4.1.5 Нормативный ветер характеризуется заданным законом увеличения среднего скоростного напора q(z) с высотой над уровнем земли в месте расположения объекта строительства. В настоящем стандарте принят степенной закон, соответствующий заданному в СП 20.13330.2011 изменению нормативного ветрового давления по высоте z (см. 4.2).

Примечание - В мировой практике получили распространение два варианта закона увеличения среднего скоростного напора q(z) по мере увеличения высоты над поверхностью земли: степенной и логарифмический. Однако соответствующие отличия не принципиальны.

4.2 Математическая модель

4.2.1 Нормативный ветер - однонаправленное горизонтальное перемещение воздуха с трехпараметрическим степенным законом изменения среднего скоростного напора

,

(1)

по толщине ППС 0 < z < 500 м. Градиенты атмосферного давления и плотности атмосферного воздуха не учитываются.

Соответствующее формуле (1) распределение средней скорости ветра U по высоте z над уровнем земли определяется уравнениями

, .

(2)

Здесь параметр определяется разновидностью ветрового района, а параметры и - типом шероховатости местности независимо от ветрового района.

4.2.2 Величина в формуле (1) имеет размерность длины и может трактоваться как линейный масштаб нормативного ветра. Физический смысл параметра состоит в том, что он определяет высоту z = над уровнем земли, на которой скоростной напор в нормативном ветре равен нормативному ветровому давлению для данного ветрового района. Наличие характерного линейного масштаба в нормативном ветре дает возможность конкретизировать понятие высокое здание как объект, высота h которого превышает линейный масштаб нормативного ветра . Отношение Н = , где Н - коэффициент высоты, является одним из основных критериев аэродинамического подобия при моделировании ветровых воздействий на высотные здания.

Примечание - В отличие от общего названия "высотное здание" термин "высокое здание" имеет строго определенный (в настоящем разделе) математический смысл.

4.3 Выбор параметров нормативного ветра

Нормативное значение ветрового давления w0 для метеоусловий места строительства принимают по таблице 2 в зависимости от разновидности ветрового района (la, I, II, ... VII) на карте Российской Федерации по классификатору, приведенному в СП 20.13330.2011.

Типы А, В или С шероховатости земной поверхности определяют по таблице 3 для местности, расположенной с наветренной стороны строительной площадки. Сооружение высотой h считается расположенным на местности с шероховатостью данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 h, при h ниже 60 м, и на расстоянии порядка 2.0 км, при h выше 60 м.

Значения параметров нормативного ветра в формуле (1) для различных типов местности принимают по таблице 4.

Примечание - Типы местности могут быть различными для разных направлений настилающего ветра по отношению к сооружению. По критерию Н (см. 4.2.2) для типа местности С высокими могут считаться здания при h выше 60 м, а для местности типа А достаточно h выше 10 м.

Таблица 2 - Нормативное значение ветрового давления

Ветровой район	la	I	II	III	IV	V	VI	VII
Нормативное значение ветрового давления, , Па	170	230	300	380	480	600	730	850

Таблица 3 - Типы местности

Типы	Описание
А	Пустыни, степи, лесостепи, тундра, открытые побережья морей, озер, водохранилищ, местности с постройками высотой менее 10 м
В	Городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой от 10 до 25 м
С	Городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м

Таблица 4 - Значения параметров нормативного ветра

Тип местности	А	В	С
, M	10	30,5	60
	0,15	0,20	0,25

Примечание - Для типа местности А скоростной напор q(z) в нормативном ветре достигает значения нормативного ветрового давления wo на высоте = 10 м. С увеличением степени шероховатости местности профиль скоростного напора (1) деформируется таким образом, что значение нормативного ветрового давления = q( ) достигается на существенно большей высоте z = над уровнем земли (см. таблицу 4). Это полностью согласуется с табличными данными СП 20.13330.2011 для коэффициента k(z), учитывающего изменение ветрового давления по высоте z.

5 Методы определения нормативной ветровой нагрузки

5.1 Общие положения

Воздействие нормативного ветра приводит к формированию на ограждающих конструкциях здания результирующего распределения избыточного давления w. Осредненная по времени составляющая этого распределения (нормативная средняя ветровая нагрузка) является важнейшей характеристикой, используемой для определения сил и моментов ветрового воздействия на проектируемые сооружения и элементы их конструкции при проведении оценочных прочностных расчетов на действие ветра. Величина является также составной частью различных аналитических соотношений СП 20.13330.2011 для оценки пульсационных составляющих ветрового давления, пиковых ветровых нагрузок и др.

5.2 Аналитические методики

5.2.1 Среднюю ветровую нагрузку традиционно определяют по формуле

,

(3)

где - значение нормативного ветрового давления для данного ветрового района;

с - аэродинамический коэффициент;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z для нормативного типа местности в районе застройки. Величина к соответствует среднему скоростному напору в нормативном ветре k(z) = q(z)/ .