हवा की शक्ति को कम करके नहीं आंका जा सकता है। एक बल के रूप में, हवा पतंग को उठाने वाली हल्की हवा से छत को फाड़ने वाले तूफान तक भिन्न होती है। यहां तक कि प्रकाश के खंभे और समान सामान्य, रोजमर्रा की संरचनाओं को हवा के बल का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। हालाँकि, पवन भार से प्रभावित अनुमानित क्षेत्र की गणना करना मुश्किल नहीं है।
पवन भार सूत्र
पवन भार की गणना के लिए सूत्र, अपने सरलतम रूप में, हवा का भार बल हवा के दबाव के समय के बराबर होता है जो क्षेत्र के ड्रैग के गुणांक का अनुमान लगाता है। गणितीय रूप से, सूत्र को इस प्रकार लिखा जाता है:
एफ = पीएसी_डी
हवा के भार को प्रभावित करने वाले अतिरिक्त कारकों में हवा के झोंके, संरचनाओं की ऊंचाई और आसपास की संरचनाएं शामिल हैं। इसके अलावा, संरचनात्मक विवरण हवा को पकड़ सकते हैं।
अनुमानित क्षेत्र परिभाषा
प्रक्षेपित क्षेत्र का अर्थ है हवा के लंबवत सतह क्षेत्र। हवा के बल की गणना के लिए इंजीनियर अधिकतम अनुमानित क्षेत्र का उपयोग करना चुन सकते हैं।
हवा के सामने एक समतल सतह के अनुमानित क्षेत्र की गणना करने के लिए त्रि-आयामी आकार को दो-आयामी सतह के रूप में सोचने की आवश्यकता होती है। सीधे हवा में सामना करने वाली एक मानक दीवार की सपाट सतह एक वर्ग या आयताकार सतह पेश करेगी। एक शंकु का प्रक्षेपित क्षेत्र एक त्रिभुज या एक वृत्त के रूप में प्रस्तुत हो सकता है। एक गोले का प्रक्षेपित क्षेत्र हमेशा एक वृत्त के रूप में उपस्थित होगा।
अनुमानित क्षेत्र गणना
एक वर्ग का अनुमानित क्षेत्र
एक वर्ग या आयताकार संरचना पर हवा का हमला क्षेत्र हवा के लिए संरचना के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है। यदि हवा एक वर्ग या आयताकार सतह पर लंबवत प्रहार करती है, तो क्षेत्रफल की गणना क्षेत्र लंबाई गुणा चौड़ाई (ए = एलएच) के बराबर होती है। एक दीवार के लिए जो 20 फीट लंबी 10 फीट ऊंची है, अनुमानित क्षेत्र 20 × 10 या 200 वर्ग फुट के बराबर है।
हालांकि, एक आयताकार संरचना की सबसे बड़ी चौड़ाई एक कोने से विपरीत कोने तक की दूरी होगी, न कि आसन्न कोनों के बीच की दूरी। उदाहरण के लिए, एक ऐसी इमारत पर विचार करें जो 10 फीट चौड़ी और 12 फीट लंबी 10 फीट ऊंची हो। यदि हवा एक तरफ लंबवत टकराती है, तो एक दीवार का अनुमानित क्षेत्र 10 × 10 या 100 वर्ग फुट होगा जबकि दूसरी दीवार का अनुमानित क्षेत्र 12 × 10 या 120 वर्ग फुट होगा।
यदि हवा एक कोने से लंबवत टकराती है, हालांकि, अनुमानित क्षेत्र की लंबाई की गणना पाइथागोरस प्रमेय के अनुसार की जा सकती है
a^2+b^2=c^2
विपरीत कोनों (L) के बीच की दूरी बन जाती है
10^2+12^2=L^2\ का अर्थ है L^2=244\ का अर्थ है L=\sqrt{244}=15.6\text{ ft}
तब अनुमानित क्षेत्र एल × एच, 15.6 × 10 = 156 वर्ग फुट हो जाता है।
एक गोले का प्रक्षेपित क्षेत्र
एक गोले में सीधे देखने पर, एक गोले का द्वि-आयामी दृश्य या प्रक्षेपित ललाट क्षेत्र एक वृत्त है। वृत्त का प्रक्षेपित व्यास गोले के व्यास के बराबर होता है।
इसलिए अनुमानित क्षेत्र की गणना एक सर्कल के लिए क्षेत्र सूत्र का उपयोग करती है: क्षेत्र पीआई गुणा त्रिज्या गुणा त्रिज्या, या ए = πr के बराबर होता है2. यदि गोले का व्यास 20 फीट है, तो त्रिज्या 20÷2 = 10 होगी और अनुमानित क्षेत्र ए = π × 10 होगा23.14 × 100=314 वर्ग फुट।
एक शंकु का अनुमानित क्षेत्र Area
एक शंकु पर हवा का भार शंकु के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है। यदि शंकु इसके आधार पर बैठता है, तो शंकु का प्रक्षेपित क्षेत्रफल एक त्रिभुज होगा। त्रिभुज के लिए क्षेत्रफल सूत्र, आधार गुणा ऊंचाई गुणा आधा (बी × एच÷2), आधार के पार की लंबाई और शंकु की नोक की ऊंचाई जानने की आवश्यकता है। यदि संरचना आधार पर 10 फीट और 15 फीट ऊंची है, तो अनुमानित क्षेत्र की गणना 10 × 15÷2=150÷2=75 वर्ग फुट हो जाती है।
यदि, हालांकि, शंकु संतुलित है ताकि आधार या टिप सीधे हवा में इंगित हो, प्रक्षेपित क्षेत्र एक वृत्त होगा जिसका व्यास आधार के पार की दूरी के बराबर होगा। वृत्त सूत्र के लिए क्षेत्र तब लागू किया जाएगा।
यदि शंकु झूठ बोल रहा है ताकि हवा पक्ष (आधार के समानांतर) के लंबवत हिट हो, तो शंकु का अनुमानित क्षेत्र उसी त्रिकोणीय आकार का होगा जब शंकु इसके आधार पर बैठता है। एक त्रिभुज सूत्र का क्षेत्रफल तब अनुमानित क्षेत्र की गणना के लिए उपयोग किया जाएगा।