مبحث ششم مقررات ملی ساختمان : بارهای وارد بر ساختمان (1398) | پ-۶-۴-۵ جدا شدن گردباده (vortex shedding)

پدیده جدا شدن گردباده ها معمولاً در سازه های استوانه ای لاغر (دودکش ها - برج ها) و برخی ساختمان های بلند با بدنه صاف و در جریان های آرام (عدد رینولدز پایین) اتفاق می افتد.

در این پدیده سازه به دلیل جدا شدن گردباده های متناوب در جهت عمود بر جریان باد نوسان نموده و چنانچه فرکانس جدا شدن گردباده مساوی فرکانس طبیعی سازه با جزئی از اجزاء سازه در جهت عمود بر جریان باد شود پدیده تشدید و ایجاد خستگی در اعضاء سازه اتفاق خواهد افتاد. سرعت بحرانی باد برای ایجاد جدا شدن گردباده از رابطه (پ ۶-۴-۹) به دست می آید.

در این رابطه W عرض مؤثر سازه یا ساختمان در جهت وزش باد و در ارتفاع مورد نظر (از رابطه ۱-۱۰-۶-د)، fni فرکانس طبیعی سازه در مد مورد نظر در جهت عمود بر جریان باد و S عدد استروهال است. 

مقدار S برای سازه های با پلان دایره ای (دودکش ها برج ها ساختمان های مدور) حدود ۰٫۱۸ است. برای پلان های مربع مستطیل میزان S متناسب با نسبت طول و عرض پلان است و می توان آن را حدود ۰٫۱۳ اختیار نمود. 

چنانچه سرعت بحرانی باد از ۱٫۲۵ برابر سرعت متوسط ساعتی باد در ارتفاع مورد نظر ساختمان تجاوز نماید (VHC>۱٫۲۵Vm) اثرات جدا شدن گردباده قابل صرف نظر کردن است. (Vm=V√Ce)