Sadržaj

• Koraci
• Savjet

Vjetar je struja zraka koja se kreće u gotovo vodoravnom smjeru od visokog tlaka do niskog tlaka. Jaki vjetrovi mogu nanijeti veliku štetu jer vrše pritisak na površinu konstrukcije. Intenzitet ovog tlaka naziva se opterećenje vjetrom. Utjecaj vjetra ovisi o veličini i obliku strukture. Opterećenje vjetrom neophodan je parametar da biste mogli dizajnirati, graditi zgrade s boljom sigurnošću i otpornošću na vjetar i instalirati predmete na krov zgrade, poput antena.

Koraci

Metoda 1 od 3: Izračunajte opterećenje vjetrom koristeći opću formulu

1. 

   Odredi generaliziranu formulu. Formula za izračunavanje opterećenja vjetrom je F = A x P x Cd, Unutra F je sila vjetra ili opterećenje vjetrom, A je projicirano područje, Str je tlak vjetra i CD je koeficijent otpora. Ova je jednadžba korisna za procjenu opterećenja vjetrom na danom objektu, ali ne udovoljava zahtjevima građevinskih propisa za projektiranje nove zgrade.

2. 

   
   
   Pronađite projicirano područje A. Ovo je područje dvodimenzionalne površine koju vjetar puše. Za točniju analizu morate ponoviti izračun za svaku stranu zgrade. Primjerice, ako je zapadna strana zgrade 20 m, zamijenite tu vrijednost A za izračun opterećenja vjetrom na zapadnoj strani.
   • Formula za površinu ovisi o obliku površine. Za ravne zidove upotrijebite formulu Površina = duljina x visina. Približite površinu stupa formulom Površina = promjer x visina.
   • U SI sustavu morate mjeriti A u četvornim metrima (m).
   • U carskim mjerenjima trebate mjeriti A u kvadratnim metrima (ft).

3. 

   
   
   Izračunajte tlak vjetra. Jednostavna formula za izračunavanje carskog P-ponderiranog tlaka vjetra (funti / četvorna stopala) je tamo V je brzina vjetra u miljama na sat (mph). Da biste pronašli tlak vjetra u SI sustavu (Newton / kvadratni metar), koristite i izmjerite brzinu V u metrima u sekundi.
   • Ova je formula izvedena iz standardnog skupa Američkog udruženja građevinskih inženjera. Faktor 0,00256 rezultat je izračuna koji se temelji na tipičnim vrijednostima gustoće zraka i gravitacijskog ubrzanja.
   • Inženjeri koriste precizniju formulu za razmatranje čimbenika poput okolnog terena i tipa zgrade. Formulu za izračunavanje možete pronaći u standardnom skupu ASCE 7-05 ili upotrijebiti UBC formulu u nastavku.
   • Ako ne znate kolika je brzina vjetra, provjerite najveću brzinu vjetra na tom području prema standardima Udruge za elektroničko poslovanje (EIA). Primjerice, većina Sjedinjenih Država nalazi se u zoni A s brzinom vjetra od 38,7 m / s, ali obalna područja su u zoni B (44,7 m / s) ili zoni C (50 m / s).

4. 

   
   
   Odredite koeficijent otpora predmetnog predmeta. Potezna sila je sila vjetra koja djeluje na zgradu, a regulirana je oblikom zgrade, hrapavošću površine i mnogim drugim čimbenicima. Inženjeri često mjere otpor izravno kroz eksperimente, ali ako želite procijeniti, možete potražiti tipični koeficijent otpora za geometriju objekta. Na primjer:
   • Standardni koeficijent otpora za duge cilindre je 1,2, a za kratke cilindre 0,8. Ovi se čimbenici odnose na nosače antene na mnogim zgradama.
   • Standardni koeficijent otpora za ravne ploče, poput građevinskih ploha, iznosi 2,0 za duge ravne ploče ili 1,4 za kratke ravne ploče.
   • Koeficijent otpora nema jedinica.

5. 

   Izračunajte opterećenje vjetrom. Koristeći gore pronađene vrijednosti, sada možete izračunati opterećenje vjetrom pomoću jednadžbe F = A x P x Cd.
6. Pretpostavimo da želite izračunati opterećenje vjetrom koji djeluje na antenu duljine 1 metar i promjera 2 cm i brzine vjetra 31,3 m / s.
   • Započnite s procjenom projicirane površine. U ovom slučaju,
   • Izračunajte tlak vjetra :.
   • Za kratke cilindre koeficijent otpora je 0,8.
   • Umjesto jednadžbe:
   • 9,6 N je vjetar koji djeluje na antenu.
   oglas

Metoda 2 od 3: Izračunajte opterećenje vjetrom koristeći formulu Electronic Business Association

1. 

   Utvrdite formulu koju je razvilo Udruženje za elektroničko poslovanje. Formula za izračunavanje opterećenja vjetrom je F = A x P x Cd x Kz x Gh, Unutra A područje projekcije, Str je pritisak vjetra, CD je koeficijent otpora, Kz je koeficijent izloženosti i GH je koeficijent povratnog udara vjetra. Ova formula opterećenja vjetrom uzima u obzir nekoliko dodatnih parametara i često se koristi za izračunavanje opterećenja vjetrom koji djeluje na antenu.

2. 

   Razumijevanje varijabli u formulama. Da biste učinkovito koristili ovu formulu, prvo morate razumjeti značenje svake varijable i njene jedinice.
   • A, Str i CD ima isto značenje kao u generaliziranoj formuli.
   • Kz je koeficijent izloženosti i izračunava se od visine od tla do središnje točke objekta. Jedinica Kz je metar.
   • GH je koeficijent povratnog udara i izračunava se prema ukupnoj visini predmeta. Jedinica GH je 1 / m ili m.

3. 

   Odredite projiciranu površinu. Predviđeno područje objekta ovisi o njegovom obliku i veličini. Ako vjetar puše u ravni zid, projicirano područje lakše je projicirati nego kružni objekt. Predviđena površina bit će približno jednaka površini kojoj je izložen vjetar. Ne postoji formula za izračunavanje površine pogleda, ali možete je procijeniti pomoću nekih osnovnih izračuna. Jedinica površine je m.
   • Za ravne zidove upotrijebite formulu Površina = duljina x širina i izmjerite duljinu i širinu zida na kojem puše vjetar.
   • Za cilindre ili stupce možete približiti područje duljinom i širinom. U ovom je slučaju širina promjer cilindra ili stupa.

4. 

   Izračunajte tlak vjetra. Tlak vjetra izračunava se prema formuli P = 0,613 x V, Unutra V je brzina vjetra u metrima u sekundi (m / s). Jedinica tlaka vjetra je Newton po kvadratnom metru (N / m).
   • Na primjer, ako je brzina vjetra 31,3 m / s, tada je tlak vjetra 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Drugi način izračunavanja tlaka vjetra pri određenoj brzini je upotreba standarda brzine vjetra u različitim zemljopisnim područjima. Na primjer, prema Electronic Business Association (EIA), većina Sjedinjenih Država u regiji A ima brzinu vjetra od 38,7 m / s, ali obalna područja nalaze se u zoni B (44,7 m / s). ) ili zona C (50 m / s).

5. 

   Odredite koeficijent otpora predmetnog predmeta. Sila vučenja je sila vjetra koja djeluje u smjeru puhanja predmeta. Koeficijent otpora predstavlja otpor predmeta u tekućini i ovisi o obliku, veličini i hrapavosti predmeta.
   • Standardni koeficijent otpora za duge cilindre je 1,2, a za kratke cilindre je 0,8, što se obično primjenjuje na antenske stupove u mnogim zgradama.
   • Standardni koeficijent otpora za ravne ploče poput građevinskih površina iznosi 2,0 za duge ravne ploče ili 1,4 za kratke ravne ploče.
   • Razlika između koeficijenta otpora ravne ploče i cilindra je približno 0,6.
   • Koeficijent otpora nema jedinica.

6. 

   Izračunajte koeficijent izloženosti Kz.Kz izračunava se formulom u kojoj z je visina od tla do središnje točke objekta.
   • Na primjer, ako imate antenu koja je dugačka 1 metar i 15 metara od tla, z bit će 14,5 m.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Izračunajte koeficijent udara vjetra GH. Koeficijent odstupanja vjetra izračunava se po formuli Gh = 0,65 + 0,6 /, Unutra H je visina predmeta.
   • Na primjer, ako imate antenu koja je dugačka 1 metar i 15 metara od tla, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Izračunajte opterećenje vjetrom. Koristeći gore pronađene vrijednosti, sada možete izračunati opterećenje vjetrom pomoću jednadžbe F = A x P x Cd x Kz x Gh. Priključite vrijednosti u varijable i izvedite izračune.
   • Pretpostavimo da želite izračunati opterećenje vjetrom koji djeluje na antenu duljine 1 metar i promjera 2 cm, brzine vjetra 31,3 m / s. Antena se nalazi na vrhu zgrade visoke 15 metara.
   • Započnite s izračunavanjem projicirane površine. U ovom slučaju, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Izračunajte tlak vjetra: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Za kratke cilindre koeficijent otpora je 0,8.
   • Izračunajte koeficijent izloženosti: Kz = = = 0,8 m.
   • Izračunajte koeficijent povratnog udara vjetra: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Umjesto jednadžbe: F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0,02 x 600 x 0,8 x 0,8 x 1,32 = 10 N.
   • 10 N je opterećenje vjetra koje djeluje na antenu.
   oglas

Metoda 3 od 3: Izračunajte opterećenje vjetrom prema formuli standardnog skupa UBC-97 (Jedinstveni građevinski kod)

1. 

   Odredite formulu UBC-97. Ova je formula izrađena 1997. godine u skladu s UBC (Uniform Building Code) standardom za izračunavanje opterećenja vjetrom. Formula je F = A x P, Unutra A je projicirano područje i Str pritisak vjetra; ali ova formula ima drugi način izračunavanja tlaka vjetra.
   • Tlak vjetra (N / m) izračunava se po formuli P = Ce x Cq x Qs x Iw, Unutra Ce je kombinirani faktor visine, izloženosti i udara vjetra, Cq je koeficijent tlaka (ekvivalentan koeficijentu otpora u dvije gornje jednadžbe), Qs je stajaći pritisak vjetra i lw je važan čimbenik. Sve ove vrijednosti mogu se izračunati ili potražiti u odgovarajućim tablicama.

2. 

   Odredite projiciranu površinu. Predviđeno područje objekta ovisi o njegovom obliku i veličini. Ako vjetar puše u ravni zid, projicirano područje lakše je projicirati nego kružni objekt. Predviđena površina bit će približno jednaka površini kojoj je izložen vjetar. Ne postoji formula za izračunavanje površine pogleda, ali možete je procijeniti pomoću nekih osnovnih izračuna. Jedinica površine je m.
   • Za ravne zidove upotrijebite formulu Površina = duljina x širina i izmjerite duljinu i širinu zida na kojem puše vjetar.
   • Za cilindre ili stupce možete približiti područje duljinom i širinom. U ovom je slučaju širina promjer cilindra ili stupa.

3. 

   Odlučno Ce, kombinirani koeficijent visine, izloženosti i udara vjetra. Ova se vrijednost traži iz tablice 16-G u UBC-u i uzima u obzir tri vrste izloženosti povezane s terenom, s visinama i vrijednostima. Ce različite za svaki model.
   • "Izloženost tipa B je teren s kućama, drvećem ili drugim neravninama, koji pokriva najmanje 20% okolice i proteže se od 1,6 km ili više od mjesta koje se razmatra."
   • "Kontakt tipa C je ravan i općenito dobro provjetravan, proteže se 0,8 km ili više od mjesta razmatranja."
   • "Tip D-izloženosti najteže je pogođen terenom, ima prosječnu brzinu vjetra od 129 km / h ili više i ravni je teren bez prepreka, okružen velikim vodama."

4. 

   Odredite koeficijent tlaka predmetnog predmeta. Koeficijent tlaka Cq sličan je koeficijentu otpora CD. Sila vučenja je sila vjetra koja djeluje u smjeru puhanja predmeta. Koeficijent otpora predstavlja otpor predmeta u tekućini i ovisi o obliku, veličini i hrapavosti predmeta.
   • Standardni koeficijent otpora za duge cilindre je 1,2, a za kratke cilindre je 0,8, što se obično primjenjuje na antenske stupove u mnogim zgradama.
   • Standardni koeficijent otpora za ravne ploče poput građevinskih površina iznosi 2,0 za duge ravne ploče ili 1,4 za kratke ravne ploče.
   • Razlika između koeficijenta otpora ravne ploče i cilindra je približno 0,6.
   • Koeficijent otpora nema jedinica.

5. 

   Odredite stajaći pritisak vjetra.Qs je stajaći tlak vjetra i izračunava se slično izračunu tlaka vjetra u prethodnim jednadžbama: Qs = 0,613 x V, Unutra V je brzina vjetra u metrima u sekundi (m / s).
   • Na primjer, ako je brzina vjetra 31 m / s, tada je stajaći tlak vjetra 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Drugi je način korištenje standarda brzine vjetra u različitim zemljopisnim područjima. Na primjer, prema Electronic Business Association (EIA), većina Sjedinjenih Država u regiji A ima brzinu vjetra od 38,7 m / s, ali obalna područja nalaze se u zoni B (44,7 m / s). ) ili zona C (50 m / s).

6. 

   Odredite ključni čimbenik.lw važan je koeficijent i može se pogledati iz tablice 16-K u UBC-u. To je faktor množitelja koji se koristi za izračunavanje opterećenja kako bi se uzeli u obzir faktori upotrebe zgrade. Ako zgrada sadrži opasan materijal, kritični faktor bit će veći od zgrade za opću uporabu.
   • Izračuni za zgradu sa standardnom uporabom imat će faktor 1.

7. 

   Izračunajte opterećenje vjetrom. Koristeći gore pronađene vrijednosti, sada možete izračunati opterećenje vjetrom pomoću jednadžbe F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Priključite vrijednosti u varijable i izvedite izračune.
   • Pretpostavimo da želite izračunati opterećenje vjetrom koji djeluje na antenu duljine 1 metar i promjera 2 cm, brzine vjetra 31 m / s. Antena je postavljena na vrh zgrade visoke 15 metara na području s terenom kontaktnog tipa B.
   • Započnite s izračunavanjem projicirane površine. U ovom slučaju, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Odlučno Ce. Prema tablici 16-G, pomoću visine od 15 m i topografije kontakta tipa B, možemo pogledati gore Ce je 0,84.
   • Za kratke cilindre koeficijent otpora je dobar Cq je 0,8.
   • Izračunati Qs: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Odredite ključni čimbenik. Ovo je standardna zgrada koja bi trebala lw = 1.
   • Umjesto jednadžbe: F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw = 0,02 x 0,84 x 0,8 x 600 x 1 = 8 N.
   • 8 N je opterećenje vjetra koje djeluje na antenu.
   oglas

Savjet

• Trebali biste znati da se brzina vjetra mijenja na različitim visinama od tla. Brzina vjetra raste s visinom konstrukcije i što je bliže tlu, to su promjenjivije promjene, jer na nju utječu strukture na tlu.
• Imajte na umu da će ta pogrešna varijacija smanjiti točnost proračuna opterećenja vjetrom.