يجب أن تكون جميع الهياكل الخارجية قادرة على تحمل قوة الرياح ، وبالتالي فإن القدرة على حساب حمل الرياح أمر بالغ الأهمية إذا كنت ستصمم المباني. ومع ذلك ، تصبح الحسابات أكثر تعقيدًا عند التفكير في المزيد من العوامل. هذا يعني أنه من الأفضل في كثير من الأحيان استخدام آلة حاسبة على الإنترنت (انظر الموارد) لحساب جميع العوامل ذات الصلة ، مع توفير بيانات إدخال كافية.
إذا كنت تبحث فقط عن فكرة أساسية عن كيفية حساب حمل الرياح من سرعة الرياح ، فيمكنك إجراء حساب سريع لتقدير الملعب.
ما هو حمل الرياح؟
أ حمل الرياح هو مقياس للقوة التي تمارسها الرياح على سطح ما ، والتي يمكن التعبير عنها كقوة على السطح بأكمله أو ضغط (وهو ببساطة القوة لكل وحدة مساحة). لذلك ، فإن وحدة حمل الرياح في النظام الدولي للوحدات هي نيوتن أو باسكال. توجد في الواقع ثلاثة أنواع من القوى التي تمارسها الرياح على هيكل متوسط: حمل الرفع ، وحمل القص ، والحمل الجانبي.
ال رفع الحمل هو تأثير الرفع الذي يمارس على السطح من مرور الهواء من حوله (يماثل تأثير الرفع على أجنحة الطائرة). تحميل القص هو الضغط الأفقي الذي يمكن أن يميل المبنى. أخيرا، الحمل الجانبي يشبه إلى حد كبير "الدفع" الواسع الذي يمكن أن ينقل الهيكل من أساسه.
لأغراض هذه المقالة ، سيكون التركيز على الحمل الجانبي لأن حسابات الآخرين أكثر تعقيدًا ، وهناك العديد من المتغيرات المختلفة التي يجب أخذها في الاعتبار.
سرعة الرياح لإجبار الآلة الحاسبة
تستخدم أبسط صيغة لإيجاد حمل الرياح سرعة الرياح لتحديد مقدار القوة التي تمارسها. الصيغة التي تحتاجها هي:
هنا، ρ هي كثافة الهواء (التي تختلف باختلاف الارتفاع ودرجة الحرارة ولكن يمكن اعتبارها 1.2 كجم / م3 بناءً على مستوى سطح البحر ودرجة حرارة 15 درجة مئوية) ، الخامس هي سرعة الرياح ، و أ هي المنطقة التي تضربها الريح. هذه المعادلة هي إذن سرعة رياح لإجبار المحول ، ولكن يمكنك التقسيم من خلال المنطقة للحصول على حمل الرياح كضغط يعتمد على سرعة الرياح.
يتمثل التحدي المتمثل في استخدام هذه المعادلة في إيجاد قيم لكثافة الهواء في موقعك وقياس دقيق لسرعة الرياح التي ستحتاج إلى حسابها (نظرًا لأن الأعلى تحدد سرعة الرياح مقدار حمولة الرياح التي يجب أن يتحملها الهيكل). المنطقة أ من السهل العثور عليه للأشكال العادية. على سبيل المثال ، بالنسبة لسطح مستطيل مستوٍ ، يمكنك ببساطة ضرب العرض في الارتفاع لإيجاد المساحة.
إضافة معاملات السحب
إذا كنت بحاجة إلى حساب القوة (أو الضغط) بسبب الرياح على سطح غير مستوٍ ، فإن دمج تأثير السحب يكون أكثر أهمية. بينما بالنسبة للوحة مسطحة ، يمكنك استخدام معامل السحب 1 (لذلك لا يوجد فرق في الصيغة أعلاه) ، بالنسبة للأسطوانة (على سبيل المثال) ، يأخذ المعامل 0.67 في الاعتبار التأثير المنخفض للرياح على سطح - المظهر الخارجي.
يمكنك ببساطة إضافة هذا العامل إلى الجانب الأيمن من المعادلة أعلاه. يمكنك العثور على قيم المعامل القياسي لمعظم الأشكال والتراكيب الشائعة في الجداول.
عوامل اخرى
لسوء الحظ ، هناك عديدة العوامل الأخرى التي تؤثر على حمل الرياح على سطح معين ، بما في ذلك التباين في سرعة الرياح مع الارتفاع ، والصفات الدقيقة لـ السطح (على سبيل المثال الزجاج الأملس مقابل سطح محكم) وتأثير الهياكل المحيطة على سرعات الرياح المحتمل أن يكون يختبر.
وبالتالي ، فإن إجراء حساب دقيق لهيكلك سيكون عملية أكثر تعقيدًا من ذلك المقالة تظهر ، وستحتاج إلى ما هو أكثر بكثير من مجرد سرعة الرياح وكثافة الهواء للعثور على مصدر موثوق إجابه.
