7.9 Круговой цилиндр

7.9.1 Коэффициенты внешнего давления

(1) Коэффициент наружного давления с_ре для кругового цилиндра зависит от числа Рейнольдса Re, которое определяется по формуле

, (7.15)

где  b — диаметр;

v — кинематическая вязкость воздуха (v = 15  10^–6 м²/с);

v(z_e) — пиковое значение скорости ветра в соответствии с примечанием 2 к рисунку 7.27 на высоте z_e (см. рисунок 6.1).

(2) Коэффициент наружного давления с_ре для кругового цилиндра равен

с_ре = с_р,0_0, (7.16)

где  с_р,0 — коэффициент наружного давления для цилиндра с бесконечной гибкостью  (см. (3));

_а — коэффициент, учитывающий концевой эффект для кругового цилиндра (см. (4)).

(3) На рисунке 7.27 представлен коэффициент внешнего давления с_р,0 для различных значений чисел Рейнольдса в зависимости от угла .

(4) Коэффициент для кругового цилиндра без обтекания свободного конца _а0 равен

0 = 1 при 0    min; при  min <  < А; 0 =  при А    180,

(7.17)

где _А — положение отрыва потока на окружности (см. рисунок 7.27);

_ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13).

Рисунок 7.27 — Распределение давления по поперечному сечению кругового цилиндра

без обтекания свободного конца

Примечание 1 — Промежуточные значения допускается принимать линейной интерполяцией.

Примечание 2 — Характерные значения Re, _min, с_{р0, min}, _А и с_р0,h указаны в таблице 7.12. Рисунок 7.27 и таблица 7.12 базируются на числе Рейнольдса при и q_p по 4.5.

Примечание 3 — Рисунок 7.27 базируется на эквивалентной шероховатости k/b, не превышающей 5  10^–4. Характерные значения эквивалентной шероховатости k указаны в таблице 7.13.

Таблица 7.12 — Характерные значения Re, _min, с_{р0, min}, _А и с_р0,h для поперечного сечения кругового цилиндра без обтекания свободного конца

Re	min	ср0,min	А	ср0,h
5  105	85	–2,2	135	–0,4
2  105	80	–1,9	120	–0,7
107	75	–1,5	105	–0,8
Где min — положение минимального давления; ср0,min — значение минимального коэффициента давления; А — положение от отрыва потока; ср0,h — основной коэффициент давления.

(5) Базовую площадь A_ref следует определять по формуле

A_ref = lb. (7.18)

(6) Во всех случаях базовую высоту z_e следует принимать равной максимальной высоте над поверхностью земли для рассматриваемого сечения.

7.9.2 Коэффициенты усилия

(1) Коэффициент усилия c_f конечного кругового цилиндра равен

c_f = c_f,0_, (7.19)

где  c_f,0 — коэффициент усилия кругового цилиндра без обтекания свободного конца (см. рисунок 7.28);

_ — коэффициент, учитывающий концевой эффект (см. 7.13).

Примечание 1 — Рисунок 7.28 может также применяться для зданий с h/d > 5,0.

Примечание 2 — Рисунок 7.28 базируется на числе Рейнольдса при и q_p по 4.5.

Рисунок 7.28 — Коэффициент усилия с_f,0 круговых цилиндров

с бесконечной гибкостью для разных значений

эквивалентной шероховатости k/b

(2) Значения эквивалентной шероховатости k указаны в таблице 7.13.

(3) Коэффициент усилия с_f,0 для проволочных канатов применяют независимо от числа Рейнольдса, с_f,0 = 1,2.

Таблица 7.13 — Эквивалентная шероховатость k

Поверхность	Эквивалентная шероховатость k, мм	Поверхность	Эквивалентная шероховатость k, мм
Стекло	0,0015	Гладкий бетон	0,2
Полированный металл	0,002	Строганное дерево	0,5
Высококачественная окраска	0,006	Шероховатый бетон	1,0
Окраска напылением	0,02	Грубо распиленная древесина	2,0
Сталь со светлой поверхностью (без покрытия)	0,05	Ржавчина	2,0
Чугун	0,2	Кирпичная кладка	3,0
Гальванизированная сталь	0,2

(4) Базовую площадь A_ref следует определять по формуле

A_ref = lb, (7.20)

где  l — длина рассматриваемого конструктивного элемента.

(5) Во всех случаях базовую высоту z_e следует принимать равной максимальной высоте над поверхностью земли для рассматриваемого сечения.

(6) Для цилиндров с относительно ровной поверхностью с расстоянием в свету z_g/b < 1,5 над уровнем земли (см. рисунок 7.29) требуются специальные исследования.

Рисунок 7.29 — Цилиндр с относительно ровной поверхностью