Toutes les structures extérieures doivent pouvoir résister à la force du vent. Il est donc crucial de pouvoir calculer la charge du vent si vous envisagez de concevoir des bâtiments. Cependant, les calculs deviennent plus complexes lorsque l'on considère plus de facteurs. Cela signifie que pour le calcul le plus précis de la charge de vent, il est souvent préférable d'utiliser une calculatrice en ligne (voir Ressources) qui prend en compte tous les facteurs pertinents, avec suffisamment de données d'entrée.
Si vous cherchez juste une idée de base sur la façon de calculer une charge de vent à partir d'une vitesse du vent, vous pouvez effectuer un calcul rapide pour une estimation approximative.
Qu'est-ce qu'une charge de vent ?
UNE charge de vent est une mesure de la force exercée sur une surface par le vent, qui peut être exprimée comme une force sur toute la surface ou une pression (qui est simplement une force par unité de surface). Par conséquent, l'unité de charge de vent SI est le Newton ou le Pascal. Il existe en fait trois types de forces exercées par le vent sur une structure moyenne: la charge de soulèvement, la charge de cisaillement et la charge latérale.
le soulever la charge est l'effet de portance exercé sur un toit par le passage de l'air autour de celui-ci (analogue à la portance des ailes d'avion). Charge de cisaillement est la pression horizontale qui pourrait faire basculer un bâtiment. Pour terminer, charge latérale ressemble plus à une large « poussée » qui pourrait déplacer une structure de sa fondation.
Pour les besoins de cet article, l'accent sera mis sur la charge latérale puisque les calculs pour les autres sont plus complexes et qu'il existe de nombreuses variables différentes à prendre en compte.
Calculateur de la vitesse du vent à la force
La formule la plus simple pour trouver la charge de vent utilise la vitesse du vent pour déterminer l'ampleur de la force qu'elle exerce. La formule dont vous avez besoin est :
Ici, ρ est la densité de l'air (qui varie avec l'altitude et la température mais peut être considérée comme 1,2 kg/m3 basé sur le niveau de la mer et une température de 15 degrés Celsius), v est la vitesse du vent, et UNE est la zone où le vent frappe. Cette équation est donc un convertisseur de vitesse du vent en force, mais vous pouvez diviser par la surface pour obtenir la charge du vent sous forme de pression basée sur la vitesse du vent.
Le défi de l'utilisation de cette équation est de trouver des valeurs pour la densité de l'air dans votre emplacement et une mesure précise de la vitesse du vent que vous devrez calculer (puisque le plus haut la vitesse du vent détermine la charge de vent qu'une structure doit être capable de supporter). La zone UNE est assez facile à trouver pour les formes régulières. Par exemple, pour une surface rectangulaire plate, vous multipliez simplement la largeur par la hauteur pour trouver la zone.
Ajout de coefficients de traînée
Si vous devez calculer la force (ou la pression) due au vent sur une surface non plane, il est plus important d'incorporer l'effet de la traînée. Alors que pour une plaque plate, vous pouvez utiliser un coefficient de traînée de 1 (cela ne fait donc aucune différence avec la formule ci-dessus), pour un cylindre (par exemple) un coefficient de 0,67 tient compte de l'impact réduit du vent sur le surface.
Vous ajoutez simplement ce facteur sur le côté droit de l'équation ci-dessus. Vous pouvez trouver des valeurs de coefficient standard pour les formes et structures les plus courantes dans les tableaux.
Autres facteurs
Malheureusement, il y a beaucoup d'autres facteurs qui influent sur la charge de vent sur une surface donnée, y compris la variation de la vitesse du vent avec l'altitude, les qualités précises de la surface (par exemple, un verre lisse par rapport à une surface texturée) et l'impact des structures environnantes sur les vitesses du vent susceptibles d'être expérimenté.
Effectuer un calcul précis pour votre structure sera donc un processus plus compliqué que cela article l'a fait apparaître, et vous aurez besoin de bien plus que de la vitesse du vent et de la densité de l'air pour trouver un répondre.