Учет данных метеостанции при расчете ветровых нагрузок: пример Шадринска

К содержанию выпуска

PDF статьи

DOI 10.25628/UNIIP.2025.65.2.012

Беляева Зоя Владимировна
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ), Екатеринбург, Российская Федерация

Дубинский Сергей Иванович
АО ВНИИЖТ, Москва, Российская Федерация

Когтева Дарья Викторовна
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ), Екатеринбург, Российская Федерация

Учет данных метеостанции при расчете ветровых нагрузок: пример Шадринска

Для цитирования
Беляева З. В., Дубинский С. И., Когтева Д. В. Учет данных метеостанции при расчете ветровых нагрузок: пример Шадринска // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2025. − № 2 (65). − С. 80−86. DOI 10.25628/UNIIP.2025.65.2.012

Статья поступила в редакцию 27.02.2025.
Опубликована 30.06.2025.

Аннотация. В статье подчеркивается значимость оценки влияния статистических данных и их графического представления о параметрах ветра для расчета ветровых нагрузок метеостанции. Анализ скорости и направления ветра позволяет обеспечивать детальное понимание местных ветровых условий, что необходимо для дальнейших исследований в области разрушения фасадных конструкций и влияния окружающей застройки и рельефа на «чистоту» получаемых результатов. Результаты исследования могут быть использованы для уточнения карт ветровых районов и разработки ресурсов для отслеживания совокупности влияния современной окружающей застройки и климатических особенностей местности.

Ключевые слова: ветровая нагрузка, скорость ветра, направление ветра, пиковые значения ветровых нагрузок, метеорологическая станция, метеорология.

Belyaeva Z. V., Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin (UrFU), Yekaterinburg, Russian Federation

Dubinsky S. I., Railway Research Institute of JSC Russian Railways, Moscow, Russian Federation

Kogteva D. V., Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin (UrFU), Yekaterinburg, Russian Federation

The integration of meteorological station data into the computation of wind forces: Shadrinsk`s case study

Annotation. The article emphasizes the importance of assessing the impact of statistical data and their graphical representation of wind parameters for calculating wind loads of a weather station. The analysis of wind velocity and direction provides a thorough comprehension of local wind patterns, which is essential for further investigations into the degradation of façade structures. Additionally, it allows for a deeper understanding of how surrounding buildings and terrain affect the accuracy of results. The findings can be utilized to refine wind area maps and create tools for monitoring the overall effect of current environmental changes and climatic conditions in the region, thereby contributing to a more accurate assessment of environmental factors.

Keywords: wind load, wind speed, wind direction, peak wind loads, meteorological station, meteorology.

Список использованной литературы

  1. Белостоцкий А. М. Прогноз ветровых воздействий в зоне большого Сочи на основе численного моделирования задач аэродинамики // Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. — 2011. — Т. 7, № 2. — С. 27–38: [сайт] — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18973098 (дата обращения: 05.03.2025).
  2. Булыгина О. Н., Веселов В. М., Разуваев В. Н., Александрова Т. М. «Описание массива срочных данных об основных метеорологических параметрах на станциях России». Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014620549: [сайт] — URL: http://meteo.ru/data/163‑basic-parameters#описание-массива-данных (дата обращения: 17.02.2024).
  3. Гиясов А. И. Биоклиматическое районирование — предпосылка для архитектурно-строительного и градостроительного проектирования, планирование территорий // Вестн. МГСУ. — 2023. — Т. 18. — № 1. — С. 24–35: [сайт] — URL: https://www.vestnikmgsu.ru/jour/issue/view­Issue/179/185 (дата обращения: 05.03.2025).
  4. Гиясов А. И. Ветровая нагрузка на высотные здания в условиях защищенности // Промышленное и гражданское строительство. — 2023. — № 11. — С. 62–70: [сайт] — URL: https://www.researchgate.net/publication/376019198_Vetrovaa_nagruzka_na_vysotnye_zdania_v_usloviah_zasisennosti (дата обращения: 05.03.2025).
  5. Дорошенко С. А. Исследование влияния ближайшей застройки на изменение обтекания ветровым потоком высотного здания // Науч. вестн. Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. — 2013. — № 1 (29). — С. 9–13: [сайт] — URL: https://sciup.org/sovremennye-ajerodinamicheskie-problemy-v-arhitekture-i-stroitelstve-170204942 (дата обращения: 05.03.2025).
  6. Когтева Д. В. Учет особенностей ветровых воздействий на здания и сооружения сложной формы // Академический вестник УралНИИ­проект РААСН. — 2022. — № 2 (53). — С. 87–92: [сайт] — URL: https://academvestnik.ru/wp-content/uploads/2022/06/14_av2–202253.pdf (дата обращения: 05.03.2025).
  7. Павловский А. А. О градостроительных особенностях размещения климатических станций на территории крупнейших российских городов // Вестн. Волгоград. гос. ун-та. Серия 11: Естественные науки. — 2016. — № 1 (15). — С. 62–73: [сайт] — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25933223 (дата обращения: 05.03.2025).
  8. Починок В. П., Тамов М. М., Аксенов А. Г. Тренд-анализ максимальных годовых осредненных скоростей ветра в Краснодарском крае // Инженерный вестник Дона. — 2019. — № 5 (56). — С. 1–17: [сайт] — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41163668 (дата обращения: 05.03.2025).
  9. Разинкова О. А. Анализ сравнения показателей, полученных метеостанцией г. Астрахани, с данными СП 131.13330.2018 «Строительная климатология» // Научный потенциал организационно-управленческого инжиниринга в реализации инвестиционно-строительного и жилищно-коммунального комплекса: материалы XXIX Меж­дунар. науч.-практ. конф. — Астрахань: АГАСУ, 2021. — С. 72–81. — EDN IXYJTQ. — URL: https://агасу.рф/images/nauka/forum/ves_konf_29.pdf (дата обращения: 05.03.2025).
  10. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения. — М.: Стройиздат, 1984. — 360 с.
  11. Солянник П. Е. Рациональность определения нормативного ветрового давления статистическими методами. Определение подходящей модели описания экстремальных скоростей ветра // Тенденции развития науки и образования. — 2020. — № 61–7. — С. 72–77: [сайт] — URL: https://elibrary.ru / item.asp?id=43079205 (дата обращения: 05.03.2025).
  12. Тур В. В., Мешик О. П., Дереченник С. С. Опыт разработки ГИС для назначения климатических воздействий на строительные конструкции зданий и со­оружений // Вестн. Брест. гос. техн. ун-та. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. — 2019. — № 2 (115). — С. 84–90: [сайт] — URL: https://www.academia.edu/89616937/Опыт_разработки_ГИС_для_назначения_климатическ_воздействий_на_строительные_­конструкции_­зданий_­и_сооружений (дата обращения: 05.03.2025).
  13. Федосова А. Н. Моделирование ветровых воздействий на протяженные сооружения в реальных условиях эксплуатации с помощью методики анализа ветровых воздействий // Научное обозрение. — 2016. — № 21. — С. 43–49: [сайт] — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27538648 (дата обращения: 05.03.2025).
  14. Dayal K., Prasad S. Recent Decade Climate Study of Meteorological Parameters at Automatic Weather Stations around Fiji // Conference: DevNet 2024 Conference — Shifting Landscapes of Development | Future Possibilities for Change @ University of Otago, from 4-6 December 2024 in Dunedin, New Zealand. — 2024. — DOI: 10.13140/RG.2.2.26331.68647.
  15. Dhital S., Lamsal K., Shrestha S., Bhurtyal U. Forecasting Weather Using Deep Learning from the Meteorological Stations Data: A Study of Different Meteorological Stations in Kaski District, Nepal // Eurasian Journal of Science and Engineering. — 2024. — Vol. 10. — P. 16–33. — DOI: 10.23918/eajse.v10i2p02.
  16. Dhital S., Lamsal K., Shrestha S., Bhurtyal U. Forecasting Weather using Deep Learning from the Meteorological Stations Data: A Study of Different Meteorological Stations in Kaski District, Nepal. — Julay. — 2023. — 13 p. — DOI: 10.31223/X5CH4H.
  17. Guero M., Prodjinonto D., Fannou J.‑L. C. Correlation of meteorological parameters to characterize wind sites: A case study of N‘guigmi, Niger // GlobalNEST International Journal. — 2022. — Vol. 24. — P. 337–343. — DOI: 10.30955/gnj.004155.
  18. Mayor Salgado L., Farrugia R., Charles G., Sant T. Verifying Meteorological Station Wind Speed Data for Long-Term Resource Studies: The MIA Luqa Wind Databases at Malta // Wind Engineering. — 2013. — Vol. 37. — P. 605–616. — DOI: 10.1260/0309-524X.37.6.605.
  19. Nguyen Khanh van. Bioclimatology study in modern geography // Ukrainian Geographical Journal. — 2012. — Iss. 3. — P. 35–39.
  20. Nohani E., Karimipour A., Khazaei Moughani S. et al. Monthly streamflow forecasting based on meteorological data from a nearby station // Water Practice & Technology. — 2024. — Vol. 19. — Iss. 5. — P. 1659–1675. — DOI: 10.2166/wpt.2024.109.
  21. Osea V., Roslan E. Study on Wind Speed Correlation between UNITEN and Meteorological Station Data for Wind Resource Assessment // International Journal of Scientific Research in Science, Engineering and Technology. — 2017. — Vol. 5. — P. 372–378: [сайт] — URL: https://www.researchgate.net / publication / 319242300_Study_on_Wind_Speed_Correlation_between_UNITEN_and_Meteorological_Station_Data_for_Wind_Resource_Assessment (дата обращения: 05.03.2025).
  22. Sun Y., Zhou Y., Hua J. et al. Study on the Application of Meteorological Data Based on K-Means Method to Highway Wind-Blown Sand Protection // Electronics, Communications and Networks. — January. — 2024. — P. 150–158. — DOI: 10.3233/FAIA231187.
  23. Younis A., Elshiekh H., Yassin Y. et al. Historical Wind Speed Dataset of Meteorological Mast Station in Khartoum // Data in Brief. — 2024. — Vol. 57. — 13 p. — DOI: 10.1016/j.dib.2024.111115.

References

  1. Belostockij A. M. Prognoz vetrovyh vozdejstvij v zone bol‘shogo Sochi na osnove chislennogo modelirovaniya zadach aerodinamiki // Mezhdunarodnyj zhurnal po raschetu grazhdanskih i stroitel‘nyh konstrukcij. — 2011. — T. 7, № 2. — S. 27–38: [sajt] — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18973098 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  2. Bulygina O. N., Veselov V. M., Razuvaev V. N., Aleksandrova T. M. «Opisanie massiva srochnyh dannyh ob osnovnyh meteorologicheskih parametrah na stanciyah Rossii». Svidetel‘stvo o gosudarstvennoj registracii bazy dannyh № 2014620549: [sajt] — URL: http://meteo.ru/data/163‑basic-parameters#opisanie-massiva-dannyh (data obrashcheniya: 17.02.2024).
  3. Giyasov A. I. Bioklimaticheskoe rajonirovanie — predposylka dlya arhitekturno-stroitel‘nogo i gradostroitel‘nogo proektirovaniya, planirovanie territorij // Vestn. MGSU. — 2023. — T. 18. — № 1. — S. 24–35: [sajt] — URL: https://www.vestnikmgsu.ru/jour/issue/view­Issue/179/185 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  4. Giyasov A. I. Vetrovaya nagruzka na vysotnye zdaniya v usloviyah zashchishchennosti // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel‘stvo. — 2023. — № 11. — S. 62–70: [sajt] — URL: https://www.researchgate.net/publication/376019198_Vetrovaa_nagruzka_na_vysotnye_zdania_v_usloviah_zasisennosti (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  5. Doroshenko S. A. Issledovanie vliyaniya blizhajshej zastrojki na izmenenie obtekaniya vetrovym potokom vysotnogo zdaniya // Nauch. vestn. Voronezh. gos. arh.-stroit. un-ta. Stroitel‘stvo i arhitektura. — 2013. — № 1 (29). — S. 9–13: [sajt] — URL: https://sciup.org/sovremennye-ajerodinamicheskie-problemy-v-arhitekture-i-stroitelstve-170204942 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  6. Kogteva D. V. Uchet osobennostej vetrovyh vozdejstvij na zdaniya i sooruzheniya slozhnoj formy // Akademicheskij vestnik UralNII­proekt RAASN. — 2022. — № 2 (53). — S. 87–92: [sajt] — URL: https://academvestnik.ru/wp-content/uploads/2022/06/14_av2–202253.pdf (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  7. Pavlovskij A. A. O gradostroitel‘nyh osobennostyah razmeshcheniya klimaticheskih stancij na territorii krupnejshih rossijskih gorodov // Vestn. Volgograd. gos. un-ta. Seriya 11: Estestvennye nauki. — 2016. — № 1 (15). — S. 62–73: [sajt] — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25933223 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  8. Pochinok V. P., Tamov M. M., Aksenov A. G. Trend-analiz maksimal‘nyh godovyh osrednennyh skorostej vetra v Krasnodarskom krae // Inzhenernyj vestnik Dona. — 2019. — № 5 (56). — S. 1–17: [sajt] — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41163668 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  9. Razinkova O. A. Analiz sravneniya pokazatelej, poluchennyh meteostanciej g. Astrahani, s dannymi SP 131.13330.2018 «Stroitel‘naya klimatologiya» // Nauchnyj potencial organizacionno-upravlencheskogo inzhiniringa v realizacii investicionno-stroitel‘nogo i zhilishchno-kommunal‘nogo kompleksa: materialy XXIX Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. — Astrahan‘: AGASU, 2021. — S. 72–81. — EDN IXYJTQ. — URL: https://agasu.rf/images/nauka/forum/ves_konf_29.pdf (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  10. Simiu E., Skanlan R. Vozdejstvie vetra na zdaniya i sooruzheniya. — M.: Strojizdat, 1984. — 360 s.
  11. Solyannik P. E. Racional‘nost‘ opredeleniya normativnogo vetrovogo davleniya statisticheskimi metodami. Opredelenie podhodyashchej modeli opisaniya ekstremal‘nyh skorostej vetra // Tendencii razvitiya nauki i obrazovaniya. — 2020. — № 61–7. — S. 72–77: [sajt] — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=43079205 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  12. Tur V. V., Meshik O. P., Derechennik S. S. Opyt razrabotki GIS dlya naznacheniya klimaticheskih vozdejstvij na stroitel‘nye konstrukcii zdanij i sooruzhenij // Vestn. Brest. gos. tekhn. un-ta. Vodohozyajstvennoe stroitel‘stvo, teploenergetika i geoekologiya. — 2019. — № 2 (115). — S. 84–90: [sajt] — URL: https://www.academia.edu/89616937/Opyt_razrabotki_GIS_dlya_naznacheniya_klimatichesk_vozdejstvij_na_stroitel‘nye_­konstrukcii_­zdanij_­i_sooruzhenij (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  13. Fedosova A. N. Modelirovanie vetrovyh vozdejstvij na protyazhennye sooruzheniya v real‘nyh usloviyah ekspluatacii s pomoshch‘yu metodiki analiza vetrovyh vozdejstvij // Nauchnoe obozrenie. — 2016. — № 21. — S. 43–49: [sajt] — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27538648 (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  14. Dayal K., Prasad S. Recent Decade Climate Study of Meteorological Parameters at Automatic Weather Stations around Fiji // Conference: DevNet 2024 Conference — Shifting Landscapes of Development | Future Possibilities for Change @ University of Otago, from 4-6 December 2024 in Dunedin, New Zealand. — 2024. — DOI: 10.13140/RG.2.2.26331.68647.
  15. Dhital S., Lamsal K., Shrestha S., Bhurtyal U. Forecasting Weather Using Deep Learning from the Meteorological Stations Data: A Study of Different Meteorological Stations in Kaski District, Nepal // Eurasian Journal of Science and Engineering. — 2024. — Vol. 10. — P. 16–33. — DOI: 10.23918/eajse.v10i2p02.
  16. Dhital S., Lamsal K., Shrestha S., Bhurtyal U. Forecasting Weather using Deep Learning from the Meteorological Stations Data: A Study of Different Meteorological Stations in Kaski District, Nepal. — Julay. — 2023. — 13 p. — DOI: 10.31223/X5CH4H.
  17. Guero M., Prodjinonto D., Fannou J.‑L. C. Correlation of meteorological parameters to characterize wind sites: A case study of N‘guigmi, Niger // GlobalNEST International Journal. — 2022. — Vol. 24. — P. 337–343. — DOI: 10.30955/gnj.004155.
  18. Mayor Salgado L., Farrugia R., Charles G., Sant T. Verifying Meteorological Station Wind Speed Data for Long-Term Resource Studies: The MIA Luqa Wind Databases at Malta // Wind Engineering. — 2013. — Vol. 37. — P. 605–616. — DOI: 10.1260/0309-524X.37.6.605.
  19. Nguyen Khanh van. Bioclimatology study in modern geography // Ukrainian Geographical Journal. — 2012. — Iss. 3. — P. 35–39.
  20. Nohani E., Karimipour A., Khazaei Moughani S. et al. Monthly streamflow forecasting based on meteorological data from a nearby station // Water Practice & Technology. — 2024. — Vol. 19. — Iss. 5. — P. 1659–1675. — DOI: 10.2166 / wpt.2024.109.
  21. Osea V., Roslan E. Study on Wind Speed Correlation between UNITEN and Meteorological Station Data for Wind Resource Assessment // International Journal of Scientific Research in Science, Engineering and Technology. — 2017. — Vol. 5. — P. 372–378: [sajt] — URL: https://www.researchgate.net/publication/319242300_Study_on_Wind_Speed_Correlation_between_UNITEN_and_Meteorological_Station_Data_for_Wind_Resource_Assessment (data obrashcheniya: 05.03.2025).
  22. Sun Y., Zhou Y., Hua J. et al. Study on the Application of Meteorological Data Based on K-Means Method to Highway Wind-Blown Sand Protection // Electronics, Communications and Networks. — January. — 2024. — P. 150–158. — DOI: 10.3233/FAIA231187.
  23. Younis A., Elshiekh H., Yassin Y. et al. Historical Wind Speed Dataset of Meteorological Mast Station in Khartoum // Data in Brief. — 2024. — Vol. 57. — 13 p. — DOI: 10.1016/j.dib.2024.111115.