Tuule jõudu ei saa alahinnata. Jõuna varieerub tuul alates tuulelohet kergitavast tuulest kuni katust lahti rebiva orkaanini. Isegi valguspostid ja sarnased tavalised igapäevased struktuurid peavad olema projekteeritud nii, et need taluksid tuule jõudu. Tuulekoormustest mõjutatava prognoositava ala arvutamine pole siiski keeruline.
Tuulekoormuse valem
Tuulekoormuse arvutamise valem lihtsamas vormis on tuulekoormuse jõud võrdne tuulerõhu ja prognoositud pindala korrutamiskoefitsiendiga. Matemaatiliselt kirjutatakse valem kujul
F = PAC_d
Tuulekoormust mõjutavate tegurite hulka kuuluvad veel tuuleiilid, konstruktsioonide kõrgused ja maastikku ümbritsevad struktuurid. Samuti võivad tuule kätte saada struktuursed detailid.
Projekteeritava piirkonna määratlus
Projekteeritud ala tähendab tuulega risti olevat pinda. Insenerid võivad valida tuule jõu arvutamiseks maksimaalse kavandatud ala.
Tuule poole pööratud tasapinna prognoositud ala arvutamiseks on vaja mõelda kolmemõõtmelisele kujule kui kahemõõtmelisele pinnale. Otsese tuule poole suunatud tavalise seina tasane pind on ruudu- või ristkülikukujuline. Koonuse projitseeritud ala võib esineda kolmnurga või ringina. Kuuli projitseeritud ala on alati ringikujuline.
Prognoositava ala arvutused
Väljaku kavandatud ala
Piirkond, mida tuul ruudu- või ristkülikukujulisele konstruktsioonile lööb, sõltub struktuuri tuulest orientatsioonist. Kui tuul lööb risti ruudu- või ristkülikukujulise pinnaga, arvutatakse pindala võrdseks pikkuse ja laiuse laiusega (A = LH). Seina puhul, mille pikkus on 20 jalga ja kõrgus 10 jalga, võrdub kavandatud pindala 20 × 10 või 200 ruutjalga.
Ristkülikukujulise struktuuri suurim laius on aga kaugus ühest nurgast vastasnurka, mitte külgnevate nurkade vaheline kaugus. Mõelgem näiteks hoonele, mille laius on 10 jalga, pikkus 12 jalga ja pikkus 10 jalga. Kui tuul põrkub küljega risti, on ühe seina prognoositud pindala 10 × 10 või 100 ruutjalga, teise seina prognoositav pind on 12 × 10 või 120 ruutjalga.
Kui tuul tabab nurka risti, saab projitseeritava ala pikkuse arvutada Pythagorase teoreemi järgi
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2
Vastassuunaliste nurkade (L) vaheline kaugus muutub
10 ^ 2 + 12 ^ 2 = L ^ 2 \ tähendab, et L ^ 2 = 244 \ tähendab, et L = \ sqrt {244} = 15,6 \ text {ft}
Prognoositav pind muutub siis L × H, 15,6 × 10 = 156 ruutjalga.
Prognoositav sfääri ala
Otse kerasse vaadates on sfääri kahemõõtmeline vaade või projitseeritud frontaalala ring. Ringi prognoositud läbimõõt võrdub sfääri läbimõõduga.
Prognoositava ala arvutamisel kasutatakse seetõttu ringi valemit: pindala võrdub pi korda raadiuse ja raadiusega või A = πr2. Kui sfääri läbimõõt on 20 jalga, on raadius 20 ÷ 2 = 10 ja prognoositud ala A = π × 102≈3,14 × 100 = 314 ruutjalga.
Koonuse kavandatud ala
Koonuse tuulekoormus sõltub koonuse orientatsioonist. Kui koonus istub selle alusel, siis on koonuse prognoositud ala kolmnurk. Kolmnurga pindala valem, mille aluseks on kõrgus ja pool korda (B × H ÷ 2), eeldab kogu aluse pikkuse ja koonuse otsa kõrguse teadmist. Kui konstruktsioon on 10 jalga üle aluse ja 15 jalga kõrge, saab prognoositava ala arvutuseks 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ 2 = 75 ruutjalga.
Kui koonus on siiski tasakaalus nii, et põhi või ots on suunatud otse tuule poole, on prognoositav ala ring, mille läbimõõt on võrdne aluspinna kaugusega. Seejärel rakendatakse ringi valemi pindala.
Kui koonus lebab nii, et tuul põrkub küljega risti (alusega paralleelselt), siis on koonuse prognoositud ala sama kolmnurkse kujuga kui koonus põhjal istudes. Kolmnurga valemi pindala kasutataks siis projitseeritava ala arvutamiseks.
