1. Comparison of wind tunnel measurements with NBCC 2010 wind-induced torsion provisions for low-and medium-rise buildings
- Author
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Elsharawy, Mohamed, Galal, Khaled, and Stathopoulos, Ted
- Subjects
Wind tunnels -- Usage ,Building law -- Research ,Engineering research ,Structural dynamics -- Research ,Wind-pressure -- Analysis ,Engineering and manufacturing industries - Abstract
The aim of this study is to assess wind-induced torsional loads on low- and medium-rise buildings determined in accordance with the National Building Code of Canada (NBCC 2010). Two building models with the same horizontal dimensions but different gabled-roof angles (0 and 45) were tested at different full-scale equivalent eave heights (6,12, 20, 30, 40, 50, and 60 m) in open terrain exposure for several wind directions (every 15). Wind-induced measured pressures were numerically integrated over all building surfaces and results were obtained for along-wind force, across-wind force, and torsional moment. Torsion load case (i.e., maximum torsion and corresponding shear) and shear load case (i.e., maximum shear and corresponding torsion) were evaluated to reflect the maximum actual wind load effects in the two horizontal directions (i.e., ransverse and longitudinal). The evaluated torsion and shear load cases were also compared with the current torsion- and shear-- reltaed provisions in the NBCC 2010. The results demonstrated significant discrepancies between NBCC 2010 and the wind tunnel measurements regarding the evaluation of torsional wind loads on low- and medium-rise buildings. Finally, shear and torsion load cases were suggested for evaluating wind loads in the design of low- and medium-rise rectangular buildings. Key words: wind loads, torsion, shear, wind provisions, low-rise buildings, medium-rise buildings. La presente etude vise a evaluer les charges de torsion causees par le vent sur les immeubles de faible et de moyenne hauteur telles que determinees selon le Code national du batiment du Canada (CNB 2010). Deux modeles d'immeubles ayant les memes dimensions horizontales mais ayant des toits a deux versants d'angles differents (0 et 45) ont ete mis a l'epreuve a differentes hauteurs d'avant-toit equivalentes a pleine echelle (6,12, 20, 30, 40, 50 et 60 m) et exposes dans un terrain decouvert avec des vents soufflant de plusieurs directions (a tous les 15). Les pressions mesurees engendrees par les vents ont ete integrees de maniere numerique sur toutes les surfaces des immeubles; les resultats obtenus sont la force dans le sens du vent, la force perpendiculaire au vent et le moment de torsion. Un cas de charge de torsion (c.-a-d. torsion maximale et cisaillement correspondant) et un cas de charge de cisaillement (c.-a-d. cisaillement maximum et torsion correspondante) ont ete evalues pour faire ressortir les effets de la charge reelle due au vent dans les deux directions horizontales (c.-a-d. transversale et longitudinale). Les cas evalues de charges en torsion et en cisaillement ont aussi ete compares aux dispositions du CNB 2010. Les resultats ont montre de grandes differences entre le CNB 2010 et les mesures en soufflerie quant a l'evaluation des charges de torsion dues au vent sur des immeubles de faible et de moyenne hauteur. Finalement, des cas de charges en cisaillement et en torsion sont suggeres afin d'evaluer les charges dues au vent lors de la conception d'immeubles rectangulaires de faible et de moyenne hauteur. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : charges dues au vent, torsion, cisaillement, dispositions quant au vent, immeubles de faible hauteur, immeubles de moyenne hauteur., 1. Introduction Proper building design against wind loads depends primarily on the adequacy of the provisions of codes of practice and wind load standards. During the past decades, much has [...]
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- 2014
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