[Sokrat]

Здравствуйте. Помогите разобраться с ветром.
Взял данные по Москве Аэропорт Внуково с 1973 года по 2015г, ежечасные/дневные данные которого по ветру подключены к сайту https://weatherspark.com.
Среднесуточное осреднение по графику с сайта (в столбцах ниже мною взято значения ветра, зафиксированные выше 9,7 м/с и приведены ниже).
Если брать 10-минутное осреднение - данные в столбцах по максимальным значениям будут ВЫШЕ. По графику с сайта выбраны максимальные значения среди осредненных дневных значений в году:
2015 - 10,3 м/с
2004 - 9,8 м/с
2001 - 10,6 м/с
1993 - 11,7 м/с
1992 - 12,3 м/с
1991 - 12,4 м/с
1987 - 10,4 м/с
1983 - 10,7 м/с
1978 - 10,1 м/с
1973 - 10,5 м/с
Усредним эти максимальные значения и получим 10,88.

В нашем любимом СП20.13330.2011, выразив скорость ветра по формуле (11.3) получим для Москвы (I район) V50=7,4 м/с. При этом непонятно, почему это значение получается значительно ниже.
В СП указано, что "V50 - давление ветра, соответствующее скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа А (11.1.6), определяемой с 10-
минутным интервалом осреднения и превышаемой в среднем один раз в 50 лет".

Поправьте меня, если я где-то ошибся.

Вопросы:
1. Почему скорость ветра V50 по СП получается ниже вышеуказанных реальных значений?
2. Поясните пожалуйста, что означает фраза "и превышаемой в среднем один раз в 50 лет". Что превышается?Что усредняется?
3. Существует ли источник, где указана методика усреднения реальных значений метеостанций для получения нормативного ветрового давления по СП?

[Tyhig]

Как всё сложно.

Народ, так чего же такое это V50 из СП и V из СНиП ? Где их брать ?

[Sokrat]

Сообщение от IBZ Что значит не получается?? Не получиться оно не может - может получится только не устраивающим по какой-то причине Вас

НУ вот V50=7,4 м/с для Москвы I район и соответствует нормативному давлению p=0,23 кПа. По вашей же формуле принимаем a=1 и тогда p=(a*V)^2/16=(1,0*7.388 м/с)^2/16=3,4 кг/м2=0,0334 кПа - че-то не то совсем
Да и с размерностями тут всё напутано, что за 16? какая размерность?

----- добавлено через ~1 мин. -----

Сообщение от Tyhig Народ, так чего же такое это V50 из СП и V из СНиП ? Где их брать ?

Определяется методом статистической экстраполяции с использованием логарифмических шкал, вероятностей и т.д.. Как это делать, я пока не разобрался, может есть более простые методы, а они есть 100%, пока все молчат

[IBZ]

Сообщение от Sokrat НУ вот V50=7,4 м/с для Москвы I район и соответствует нормативному давлению p=0,23 кПа.

А по "моей" (источник ее я называл выше) при давлении в 23 кг/м2 скорость ветра получается v=sqrt (23*16)=19.2 м/сек. Если учесть порывистость ветра, а также тот факт, что первый ветровой район это далеко не только Москва, то мне мой результат нравится больше.

P.S. Откройте "Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра" - там еще другая формула w=0.613*(a*V)^2. Тут, подставляя V в м/сек получаем давление в Паскалях. По этой формуле скорость ветра будет v=sqrt (230/0.613)=19.4 м/сек

P.P.S. А откуда берутся числовые множители - я не знаю, но подозреваю их эмпирическую природу

[Sokrat]

Сообщение от IBZ v=sqrt (23*16)=19.2 м/сек

Но это уже не СП-шная формула. И даже если посчитать через плотность воздуха не получатся ваши значения.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от IBZ Если учесть порывистость ветра, а также тот факт, что первый ветровой район это далеко не только Москва, то мне мой результат нравится больше.

Мне совсем резальтат не нравится, у вас скорость получилась как при порывах По своим формулам посчитаете для 4-7 ветрового района и это уже ураган будет, которых в России не бывает.

[andsan]

Вот что пишет Савицкий "Ветровая нагрузка на сооружения.", 1972г. (см.вложение).
1/2 в этой формуле аэродинамический коэффициент. Отсюда и формула из СниП 74 и коэффициент 0,613 из Руководства (0,61 из СниП 86 г.)

[IBZ]

Сообщение от Sokrat Но это уже не СП-шная формула. И даже если посчитать через плотность воздуха не получатся ваши значения.

Нет, не СП-шная. А вы думаете, что формулы в СП взяты из "ниоткуда" - нет, они все есть результаты различных исследований и экспериментов. Так приведенная формула (w=v^2/16) получена именно через плотность воздуха со значением р=0,125 кг*сек2/м4.

Сообщение от Sokrat Мне совсем резальтат не нравится, у вас скорость получилась как при порывах По своим формулам посчитаете для 4-7 ветрового района и это уже ураган будет, которых в России не бывает.

Считаю, получаю для VII района скорость V=36.9 м/сек, при том, что в Новороссийской боре скорость достигает 50 м/сек, а в порывах еще выше.

[Medoved]

Сообщение от IBZ Увы, Вы не правы При ТАКОМ придумывать как раз и приходится:

Я обычно в таких случаях смотрю СНиП 84-го года или Еврокод. В данном случае, а в старом СНиПе прямо написано, что v - это скорость

[Sokrat]

Сообщение от IBZ По этой формуле скорость ветра будет v=sqrt (230/0.613)=19.4 м/сек

Не пойму, почему 230 в Па под корнем? А не в кг/м2. 0,61 в каких единицах измерения? С такими нормами как СП отупеть можно, взяли тупо коэф-ты какие-то без размерностей, без всего и дали нам инженерам типа, бездумно как роботы считайте не вникая в физику процесса...Нет бы нормальную формулу закон ветровой дать и т.д., так дают какую-то фигню. Обеспеченность в 50 лет и как её считать инженеру например по данным метеостанций?

Кстати, наверное 19,4 м/сек это за 2-минутное осреднение у меня такое ощущение, а не за 10 минут, уж слишком циферка большая. Если за дневное осреднение максимум получается 12,4 м/с с 73 года. Я тут на праздниках попробую взять осреднение за 1 час и посмотреть экстремумы за 50 лет с 73 года. Может на эту цифру в 19 м/с и выйду без всяких экстраполяций и вероятностей. Аж интересно стало.

[IBZ]

Сообщение от Sokrat Кстати, наверное 19,4 м/сек это за 2-минутное осреднение у меня такое ощущение, а не за 10 минут, уж слишком циферка большая. Если за дневное осреднение максимум получается 12,4 м/с с 73 года.

Да, приведенные мною формулы исходят из осреднения за 2 минуты.

[Sokrat]

Сообщение от IBZ Да, приведенные мною формулы исходят из осреднения за 2 минуты.

Ну вот, 10-минутной осреднение явно даст намного меньшие цифры, отличные от 19,4 м/с. Найти бы где-нибудь архив данных погоды по Москве с 10-минутным осреднением, чтобы его обработать.

[BIzzzzzzON]

Сообщение от Sokrat Нет бы нормальную формулу закон ветровой дать

Возможно, вам поможет Приложение 3 к Пособию по проектированию усиления стальных конструкций.

[Бахил]

Offtop: Ну вы даёте

Сообщение от Sokrat Взял данные по Москве с 1973 года по 2015г по графикам сайта https://weatherspark.com.

А на фига? Тебе дано готовое давление - вот его и бери.

Сообщение от Tyhig Народ, так чего же такое это V50 из СП и V из СНиП ? Где их брать ?

Усреднённое по Вейбулу за 50 и 5 лет.

[Sokrat]

Сообщение от Бахил А на фига? Тебе дано готовое давление - вот его и бери.

Какое готовое? Например, для малоизученного района нужно по графикам перейти от стат.данных к нормативному давлению ветровому. При условии, что никаких данных (справок) от метеостанций нет.

[СергейД]

по уму=
вам следует запросить метеосправку с ближайшей метеостанции
и далее провести (или заказать) численное моделирование для пересчета данных на площадку строительства
они могут быть ниже или выше.

метеостанции находятся в тихих уединенных местах, окруженных растительностью.
когда-то были на окраине, а теперь почти в центре, окраины застроены высотками...
в итоге к информации с них нужно относиться с пониманием и иронией.

если сравнить для Москвы, например,
данные с сайта rp5.rи (полуофициальные, рекомендуемые в общении специалистами ГМЦ) для м/с ВДНХ
(c 2005 года с шагом 3 часа)
с сообщениями об ураганах и разрушениях (см.гугл) за это время,
то увидим, что многие их них остались совершенно незамеченными метеоспецами,
и это при десятках-сотнях вырванных деревьев и разрушенных рекламных щитов.


согласно нормам для высоток москвы= необходимо принимать первый район и пригород
в этих условиях расчетная скорость ветра примерно 19 м/с на высоте 10 м с 50-летней повторяемостью. с осреднением за 10 мин

эксперт потребует заказать справку для уникальных зданий.
по метеосправкам ветер обычно ниже, чем в нормах.
тогда разумнее принимать по нормам 19 м/с. эксперт иначе не поймет. да и так вернее (см. аргументы выше)
если метеосправка прикажет принимать выше норм - надо ей подчиняться.

и не лишне прочитать Гордеева нагрузки и воздействия, а при большом интересе Симиу-Сканлана. (см. даунлоад)
для пересчета 50-летней повторяемости в 10 или 20 или 5 летнюю есть эмпирические соотношения.
но применять их у нас нелигитимно, поскольку в сп их нет.

иностранных материалов много и они несравнимо более информативны.

[мозголом из Самары]

Сообщение от IBZ получаю для VII района скорость V=36.9 м/сек,

Сейчас по ф 11.3 СП20 44 м/с получается
Для I района -23 м/с получается
Вполне адекватные цифры
Или для VII района расчетная скорость 52 м/с
Для I района -28 м/с получается

----- добавлено через ~7 мин. -----

Сообщение от Sokrat По графику с сайта выбраны максимальные значения среди осредненных дневных значений в году:

Зачем брать дневные значения???? Надо же осреднения за 10 мин, причем брать все и тыкать точки, определять вид закона (наверно будет "нормальный") определять параметры : дисперсию, отклонения, коф вариации, далее по теории вероятности определять значение, которое может быть превышено 1 раз в 50 лет с определенной вероятностью. Причем длиннее интервал превышения 50, 100, 150 значение будет выше .

[Бахил]

Сообщение от мозголом из Самары дисперсию, отклонения, коф вариации, далее по теории

Offtop: ...одеть на прыгуна с шестом коньки, щитки, маску, дать клюшку и заставить прыгать...

[Sokrat]

Сообщение от мозголом из Самары Зачем брать дневные значения???? Надо же осреднения за 10 мин, причем брать все и тыкать точки, определять вид закона (наверно будет "нормальный") определять параметры: дисперсию, отклонения, коф вариации, далее по теории вероятности определять значение, которое может быть превышено 1 раз в 50 лет с определенной вероятностью. Причем длиннее интервал превышения 50, 100, 150 значение будет выше .

Какие есть Дневные значения было быстрее обработать. Есть часовые, они уже ближе будут к действительности. про дисперсию и остальное это ясно. Поэтому я и спрашивал, есть ли упрощенный расчет/метод определения V50 через стат. данные по часовым данным, оценочный хотя бы 10-минутных осреднений скорости ветра у меня нет. Если подскажете сайт, где они есть, буду премного благодарен. Наверное, если посмотреть по максимумам 10-минутных осреднений за 50 лет, то значение должно быть близко к 19-23 м/с для Москвы. Оценочно хотя бы.

[Бахил]

Offtop: Это секретная информация
Ну тебе СергейД уже всё разъяснил.

[Sokrat]

Итак, тема близится к логическому завершению.
Цель темы: задать правильное нормативное ветровое давление для малоизученного района, зная скорость V5/V50 из данных метеостанций/сайтов, дублирующих эти данные с метеостанций. Без применения сложных мат. вычислений из теории вероятности и т.д..
Задача: необходимо определить некую усредненную скорость V2 (получив её из данных метеостанций/графиков сайтов) и перейти от V2 к скорости ветра V5/V50 и далее по формулам СП и СНИП к нормативному ветровому давлению.
Получены интересные результаты по ветру для Москвы и МО - результаты прикрепил ниже.
Обработаны часовые данные и порывы с графиков как есть, взятые для МО, Москвы с метеостанции Аэропорта Внуково с 1973 года по 2016год!
Период осреднения анализируемых графиков: 1 час.
Итого обработано: 43 года.
При анализе отбирались максимумы скоростей ветра и порывов на графиках с почасовым осреднением (меньших осреднений попросту в рунете не найти).
Метод определения усредненной скорости ветра по графикам такой:
1. Искал максимум скорости каждого часа внутри дня в году, отбирал максимальную скорость осредненного часа конкретного дня и заносил в таблицу в первый столбец V, м/с.
2. Искал данные всех максимальных порывов в году и заносил в таблицу во второй столбец "порывы".
3. Усреднил данные по максимальному ветру в году за 43 года, получил V1=16,04 м/с.
4. Усреднил данные по максимальным порывам в году за 43 года, получил V2=19,45 м/с.

Выводы:
По результатам обработки данных с графиков метеостанций:
Усредненная скорость порывов по графикам метеостанции за 43 года V2=19,45 м/с
Усредненная скорость ветра за 43 года V1=16,04 м/с - вполне адекватный результат, если учесть осреднение скорости ветра за 60 минут вместо СП-шных 10 минут.

В СНИП 2.01.07-85 скорость ветра, превышаемой в среднем 1 раз в 5 лет V5 = корень(230/0,61)=19,42 м/с
В СП20.13330.2011 скорость ветра, превышаемая в среднем 1 раз в 50 лет V50 = корень(230/0,43)=23,13 м/с

По приведенной IBZ формуле из лит. источников и формулы из СНИП скорость ветра равна:
V=корень(230/0.613)= 19,4 м/с и совпадает с полученной по графикам усредненной скоростью порывов ветра за 43 года для Москвы и МО.

Могу предположить:
- В СНИП для получения нормативной нагрузки и перехода к скорости за 5 лет порывы тупо усредняли за весь промежуток времени без всяких вероятностей, формул по Вейбулу и т.д.;
Либо:
- Порывы наиболее точно/близко повторяют кривую графика распределения скорости ветра при 2-х минутном осреднении скорости ветра.

Этим методом можно самостоятельно для малоизученного района через порывы ветра в первом приближении перейти от скорости V2 к V5 или V50 (домножив V2 на 1,2), а затем к нормативному ветровому давлению.

Интересные факты:
Необходимо отметить, что в Москве (аэропорт Внуково) с 1973 года по 2016год максимальные порывы ветра встречались: 22 м/с - 3 раза; 23 м/с - 1 раз; 24 м/с - 2 раза; 25 м/с - 1 раз; 27 м/с -1 раз.
С 1996 по 1999г макс. скорость ветра при почасовом осреднении в некоторые дни от 24 до 30 м/с (НЕ ПОРЫВЫ)! В 1998 году погибли даже люди, когда начался шквальный ветер.

Примечание: в таблице ниже приведены максимальная скорость ветра в году и максимальный порыв в году. Важно помнить, что в одном году макс. скорость ветра необязательно должна сопровождаться максимальным порывом в этот же день и этот же час.

[Medoved]

Отличная работа!

Почему в некоторых годах порывы меньше средней скорости?