Všechny venkovní konstrukce musí být schopny odolat síle větru, takže pokud chcete navrhovat budovy, je důležité vypočítat zatížení větrem. Výpočty jsou však složitější, když vezmete v úvahu více faktorů. To znamená, že pro nejpřesnější výpočet zatížení větrem je často lepší použít online kalkulačku (viz Zdroje), která zohledňuje všechny relevantní faktory vzhledem k dostatečným vstupním údajům.
Pokud však hledáte pouze základní představu o tom, jak vypočítat zatížení větrem z rychlosti větru, můžete provést rychlý výpočet pro odhad kuličky.
Co je to zatížení větrem?
A zatížení větrem je míra síly vyvíjené na povrch větrem, kterou lze vyjádřit jako sílu na celý povrch nebo tlak (což je jednoduše síla na jednotku plochy). Jednotkou zatížení větrem SI je tedy Newton nebo Pascal. Ve skutečnosti existují tři typy sil vyvíjených větrem na průměrnou konstrukci: vztlakové zatížení, smykové zatížení a boční zatížení.
The zdvihové zatížení je zdvihový efekt vyvíjený na střechu z průchodu vzduchu kolem ní (obdobně jako u výtahu na křídlech letadla).
Smykové zatížení je horizontální tlak, který by mohl naklonit budovu. Konečně, boční zatížení je spíše jako široké „tlačení“, které by mohlo postavit strukturu od jejího základu.Pro účely tohoto článku se zaměří na boční zatížení, protože výpočty pro ostatní jsou složitější a je třeba vzít v úvahu mnoho různých proměnných.
Kalkulačka rychlosti větru a síly
Nejjednodušší vzorec pro zjištění zatížení větrem používá rychlost větru k určení velikosti síly, kterou vyvíjí. Vzorec, který potřebujete, je:
Tady, ρ je hustota vzduchu (která se mění v závislosti na nadmořské výšce a teplotě, ale lze ji brát jako 1,2 kg / m)3 na základě hladiny moře a teploty 15 stupňů Celsia), proti je rychlost větru a A je oblast, kterou vítr udeří. Tato rovnice je tedy převodníkem rychlosti větru na sílu, ale můžete ji rozdělit podle oblasti a získat zatížení větrem jako tlak založený na rychlosti větru.
Úkolem použití této rovnice je najít hodnoty hustoty vzduchu ve vašem místě a přesné měření rychlosti větru, které budete muset vypočítat (protože nejvyšší rychlost větru určuje, kolik zatížení větrem musí konstrukce odolat). Oblast A je snadné najít pro pravidelné tvary. Například pro plochý obdélníkový povrch jednoduše vynásobíte šířku a výšku, abyste našli oblast.
Přidání koeficientů tažení
Pokud potřebujete vypočítat sílu (nebo tlak) způsobenou větrem na nerovném povrchu, je důležitější začlenit účinek odporu. Zatímco u ploché desky můžete použít součinitel odporu 1 (takže na výše uvedeném vzorci nezáleží), pro válec (například) koeficient 0,67 zohledňuje snížený dopad větru na povrch.
Tento faktor jednoduše přidáte na pravou stranu výše uvedené rovnice. Hodnoty standardních koeficientů pro nejběžnější tvary a struktury najdete v tabulkách.
Další faktory
Bohužel existují mnoho další faktory, které ovlivňují zatížení větrem na daném povrchu, včetně změn rychlosti větru s převýšením, přesných vlastností povrch (např. hladké sklo versus strukturovaný povrch) a pravděpodobný vliv okolních struktur na rychlost větru zkušený.
Provedení přesného výpočtu pro vaši strukturu bude tedy složitější proces než tento tento článek se objevil a pro spolehlivost budete potřebovat mnohem víc než jen rychlost větru a hustotu vzduchu Odpovědět.