TS EN 1991-1-4 – Rüzgâr Yükleri Hesabı

TS EN 1991-1-4 (Eurocode 1-4) cephelerdeki rüzgâr etkilerini; yapı yüksekliği, arazi pürüzlülüğü, orografik durum ve yön-mevsim katsayıları üzerinden tanımlar. Aşağıda, stick cephe sistemleri için karakteristik yükün nasıl belirleneceği adım adım özetlenmiştir.

Hesap akışı, standarttaki sıralamaya uygun olarak 7 temel adımdan oluşur:

1. Temel Rüzgâr Hızı (V_b)

Haritalardan alınan V_b,0, yön (C_dir) ve mevsim (C_season) katsayılarıyla çarpılır:

V_b = C_dir × C_season × V_b,0

2. Arazi Faktörü (K_r)

Pürüzlülük uzunluğu z₀ için standart K_r = 0.19 · (z₀/0.05)^0.07 ifadesi kullanılır.

3. Pürüzlülük Katsayısı (C_r(z))

K_r katsayısı ile ln(z / z₀) çarpılarak elde edilir:

C_r(z) = K_r · ln(z / z₀)

4. Ortalama Rüzgâr Hızı (V_m(z))

C_r(z) pürüzlülük katsayısı, orografik katsayı C_o(z) ve V_b birlikte kullanılır:

V_m(z) = C_r(z) × C_o(z) × V_b

5. Türbülans Şiddeti (I_v(z))

Standartta verilen K₁ sabitiyle hesaplanır:

I_v(z) = K₁ / [C_o(z) · ln(z / z₀)]

6. Zirve Hız Basıncı (q_p(z))

Dinamik basınç katsayısı, hava yoğunluğu ρ ve V_m(z) ile:

q_p(z) = 0.5 · ρ · V_m(z)² · [1 + 7 · I_v(z)]

7. Net Yüzey Yükü (w)

Cephe paneline etkiyen karakteristik yük, dış basınç (C_pe) ile varsa iç basınç (C_pi) farkının çarpımıdır:

w = q_p(z) · (C_pe − C_pi)

Uygulamada ZONE A (emme) ve ZONE D (basınç) için farklı C_pe değerleri seçilir. Kapalı cephelerde C_pi genellikle 0 alınır.

8. Önerilen Dış Basınç Katsayıları – Tablo 7.1

Dikdörtgen planlı binaların düşey duvarları için TS EN 1991-1-4 Tablo 7.1’de verilen karakteristik dış basınç katsayıları (C_pe,10 ve C_pe,1) aşağıdadır. h/d oranı, bina yüksekliğinin (h) plan derinliğine (d) bölümüdür.

h/d	Zone A		Zone B		Zone C		Zone D		Zone E
h/d	C_pe,10	C_pe,1	C_pe,10	C_pe,1	C_pe,10	C_pe,1	C_pe,10	C_pe,1	C_pe,10	C_pe,1
5	-1.2	-1.4	-0.8	-1.1	-0.5	-0.5	+0.8	+1.0	-0.7	–
1	-1.2	-1.4	-0.8	-1.1	-0.5	-0.5	+0.8	+1.0	-0.5	–
≤ 0.25	-1.2	-1.4	-0.8	-1.1	-0.5	-0.5	+0.7	+1.0	-0.3	–

Not – Rüzgâr kuvveti hem rüzgâr yönünde (Zone D) hem de ters yönde (Zone E) aynı anda uygulanıyorsa, standart h/d oranına bağlı bir korelasyon katsayısı önerir (Tablo 7.1 dipnotu). h/d ≥ 5 için 1.00, h/d ≤ 1 için 0.85; ara değerler doğrusal enterpolasyonla alınabilir.

9. Yükleme Alanına Göre C_pe Hesabı

TS EN 1991-1-4 §7.2.1’e göre dış basınç katsayısı, 1 m²’den küçük alanlar için C_pe,1, 10 m²’den büyük alanlar için C_pe,10 olarak doğrudan alınır.
1 m² < A < 10 m² aralığında ise aşağıdaki logaritmik enterpolasyon kullanılır:

C_pe(A) = C_pe,1 − (C_pe,1 − C_pe,10) · log₁₀(A)

Burada A, yüke maruz yüzey alanıdır (m²). Enterpolasyon 1 m²’de C_pe,1’i, 10 m²’de C_pe,10’u tam olarak verir; ara değerlerde katsayı lineer olarak azalır (Şekil 7.2).

Örnek — A = 3 m² panel

Tablo 7.1’den Zone A için: C_pe,1 = −1.4, C_pe,10 = −1.2
log₁₀(3) ≈ 0.477
C_pe(3 m²) = −1.4 − (−1.4 − (−1.2)) × 0.477 ≈ −1.31

Not — Ulusal Ek, 10 m²’den büyük alanlar için ek prosedürler veya emniyet katsayıları belirleyebilir.

10. Sayısal Doğrulama

Beus Cephe, elde edilen w değerlerini FEM ortamında kontrol ederek sehim sınırlarını, profil gerilmelerini ve bağlantı güvenliğini doğrular.

TS EN 1991-1-4 – Rüzgâr Yükleri Hesabı

1. Temel Rüzgâr Hızı (Vb)

2. Arazi Faktörü (Kr)

3. Pürüzlülük Katsayısı (Cr(z))

4. Ortalama Rüzgâr Hızı (Vm(z))

5. Türbülans Şiddeti (Iv(z))

6. Zirve Hız Basıncı (qp(z))