Kaikkien ulkorakenteiden on kestettävä tuulen voima, joten tuulikuorman laskeminen on ratkaisevan tärkeää, jos suunnittelet rakennuksia. Laskelmat ovat kuitenkin monimutkaisempia, kun otetaan huomioon useampia tekijöitä. Tämä tarkoittaa, että tarkimman tuulikuorman laskemiseksi on usein parempi käyttää online-laskinta (katso Resurssit), joka ottaa huomioon kaikki asiaankuuluvat tekijät, kunhan riittävät syötetiedot.
Jos etsit vain perusajattelua tuulikuorman laskemisesta tuulen nopeudesta, voit kuitenkin suorittaa nopean laskelman pallopark-estimaatille.
Mikä on tuulikuorma?
A tuulikuorma on tuulen pintaan kohdistaman voiman mitta, joka voidaan ilmaista voimana koko pinnalle tai paineena (joka on yksinkertaisesti voimaa pinta-alayksikköä kohti). Siksi SI-tuulikuormitusyksikkö on Newtons tai Pascals. Tuulen keskimääräiselle rakenteelle kohdistamia voimia on todellakin kolmea tyyppiä: kohotuskuormitus, leikkauskuorma ja sivukuorma.
kohotuskuorma on katolle aiheutuva nostovaikutus ilman kulkemisesta sen ympärillä (analoginen kuin lentokoneen siipien hissi).
Leikkauskuorma on vaakasuora paine, joka voi kallistaa rakennusta. Lopuksi, sivusuunnassa on enemmän kuin laaja "työntö", joka voisi siirtää rakenteen pois perustuksestaan.Tässä artikkelissa keskitytään sivuttaiseen kuormitukseen, koska muiden laskelmat ovat monimutkaisempia ja huomioon on otettava useita erilaisia muuttujia.
Tuulen nopeus pakottaa laskin
Yksinkertaisin kaava tuulikuorman löytämiseksi käyttää tuulen nopeutta määrittämään sen voiman suuruuden. Tarvittava kaava on:
Tässä, ρ on ilman tiheys (joka vaihtelee korkeuden ja lämpötilan mukaan, mutta voidaan pitää arvona 1,2 kg / m3 merenpinnan ja 15 celsiusasteen lämpötilan perusteella), v on tuulen nopeus ja A on alue, jolla tuuli iskee. Siksi tämä yhtälö on tuulen nopeus voimanmuuntimeen, mutta voit jakaa alueen läpi saadaksesi tuulikuorman paineena tuulen nopeuden perusteella.
Tämän yhtälön käytön haasteena on löytää sijaintisi ilman tiheyden arvot ja tarkka tuulen nopeuden mittaus, joille sinun on laskettava (koska korkein tuulen nopeus määrittää kuinka suuren tuulikuorman rakenteen on kestettävä). Alue A on tarpeeksi helppo löytää tavallisille muodoille. Esimerkiksi tasaiselle suorakulmaiselle pinnalle kerrotaan leveys yksinkertaisesti korkeudella alueen löytämiseksi.
Lisätään vetokertoimet
Jos sinun on laskettava tuulen aiheuttama voima (tai paine) ei-tasaisella pinnalla, vastuksen vaikutus on tärkeämpää sisällyttää. Vaikka tasaiselle levylle voidaan käyttää vetokerrointa 1 (joten sillä ei ole eroa yllä olevaan kaavaan), esimerkiksi sylinterille kerroin 0,67 ottaa huomioon tuulen vähentyneen vaikutuksen pinta.
Lisäät tämä kerroin yllä olevan yhtälön oikealle puolelle. Taulukoista löydät vakiokerroinarvot yleisimmille muodoille ja rakenteille.
Muut tekijät
Valitettavasti on monet muut tekijät, jotka vaikuttavat tuulen kuormitukseen tietyllä pinnalla, mukaan lukien tuulen nopeuden vaihtelu korkeudella, tuulen tarkat ominaisuudet pinta (esim. sileä lasi vs. kuvioitu pinta) ja ympäröivien rakenteiden vaikutus todennäköisesti tuulen nopeuteen kokenut.
Rakenteen tarkan laskennan suorittaminen on siis monimutkaisempi prosessi kuin tämä artikkeli on saanut sen näyttämään, ja tarvitset paljon enemmän kuin vain tuulen nopeuden ja ilman tiheyden löytääksesi luotettavan vastaus.