Ветровые нагрузки на высотные здания
Весьма важным при проектировании высотных зданий является восприятие ветровых воздействий людьми. С увеличением высоты ветровые нагрузки возрастают; при отсутствии соседней (экранирующей) застройки (особенно высотной) они также увеличиваются (рис. 2.2) [5; 12; 15].
Рис. 2.2. Изменение ветровых нагрузок по высоте в зависимости от высоты препятствий
Направление ветровых потоков по высоте здания также меняется. Особенно сильный ветер в проездах под зданием, проходах между рядом стоящими зданиями (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Изобары давления ветра: а, в - прямоугольное здание; б, г, д - то же, с проемом
В углах и выступающих частях здания возникают завихрения (турбулентные потоки) (рис. 2.4), которые вызывают колебания, вибрацию и обрушение слабых элементов фасада (остекление, облицовка).
Рис. 2.4. Турбулентные потоки при воздействии ветра
При проектировании высоких зданий необходимо интенсивные боковые колебания, воспринимаемые несущими конструкциями здания, снижать до значений, допустимых для людей (рис. 2.5-2.7).
Рис. 2.5. Боковые колебания зданий от ветра
Рис. 2.6. Обтекание ветровым потоком зданий разной формы
В некоторых высотных зданиях люди испытывают неприятные ощущения от качания зданий (колебания и кручение сооружений). Изредка от вибраций повреждается мебель и оборудование, иногда возникают неприятные звуки, слышны «завывания» ветра вокруг зданий, потоки воздуха просачиваются через оконные проемы. В некоторых высотных зданиях при сильных ветрах люди не могли работать из-за сильного раскачивания и шума [44; 15].
Рис. 2.7. Зоны завихрений вокруг здания при воздействии ветра
Явления, наблюдающиеся снаружи высотных зданий, также вызывали дискомфорт и раздражение и тех, кто находился внутри зданий, и тех, кто находился снаружи возле зданий. Порывы ветра и вихревые потоки в створе зданий срывали развешенное белье, повреждали деревья, заклинивали открытые двери автомобилей, поднимали мусор. Некоторые жители в ветреную погоду не решались пользоваться балконами (из-за постоянных турбулентных потоков воздуха вдоль наружных стен). Были случаи растрескивания и падения оконных стекол (серьезная угроза для проходящих внизу людей).
