Sve vanjske građevine moraju biti sposobne izdržati silu vjetra, pa je sposobnost izračunavanja opterećenja vjetrom presudna ako ćete projektirati zgrade. Međutim, izračuni postaju složeniji ako uzmete u obzir više čimbenika. To znači da je za najtočniji izračun opterećenja vjetrom često bolje koristiti mrežni kalkulator (vidi Resursi) koji uzima u obzir sve relevantne čimbenike, s obzirom na dovoljne ulazne podatke.
Ako samo tražite osnovnu ideju kako izračunati opterećenje vjetra iz brzine vjetra, možete izvršiti brzi izračun za procjenu stajališta.
Što je opterećenje vjetrom?
A opterećenje vjetrom je mjera sile koja na površinu djeluje vjetar, a koja se može izraziti kao sila na cijelu površinu ili pritisak (što je jednostavno sila po jedinici površine). Stoga je SI jedinica vjetra opterećenja Newton ili Pascals. Zapravo postoje tri vrste sila koje vjetar djeluje na prosječnu strukturu: podizanje, posmično opterećenje i bočno opterećenje.
The dizanje tereta je učinak podizanja koji se vrši na krovu od prolaska zraka oko njega (analogno podizanju na krilima aviona).
Za potrebe ovog članka fokus će biti na bočnom opterećenju, jer su izračuni za ostale složeniji, a mnogo je varijabli koje treba uzeti u obzir.
Kalkulator snage brzine vjetra
Najjednostavnija formula za pronalaženje opterećenja vjetrom koristi brzinu vjetra za određivanje veličine sile koju vrši. Formula koja vam treba je:
Ovdje, ρ je gustoća zraka (koja varira s nadmorskom visinom i temperaturom, ali se može uzeti kao 1,2 kg / m3 na temelju razine mora i temperature od 15 Celzijevih stupnjeva), v je brzina vjetra i A je područje koje vjetar udara. Ova je jednadžba stoga pretvarač brzine vjetra za silu, ali možete podijeliti površinu da biste dobili opterećenje vjetrom kao tlak na temelju brzine vjetra.
Izazov korištenja ove jednadžbe je pronalaženje vrijednosti gustoće zraka na vašem mjestu i točna mjera brzine vjetra za koju ćete morati izračunati (budući da najviši brzina vjetra određuje koliko opterećenje vjetrom neka građevina treba podnijeti). Područje A je dovoljno jednostavno pronaći za pravilne oblike. Na primjer, za ravnu pravokutnu površinu jednostavno pomnožite širinu s visinom da biste pronašli područje.
Dodavanje koeficijenata povlačenja
Ako trebate izračunati silu (ili pritisak) zbog vjetra na neravnoj površini, važnije je uključivanje učinka otpora. Dok za ravnu ploču možete koristiti koeficijent otpora 1 (tako da nema razlike u odnosu na gornju formulu), za cilindar (na primjer) koeficijent 0,67 uzima u obzir smanjeni utjecaj vjetra na površinski.
Jednostavno dodate ovaj faktor na desnu stranu gornje jednadžbe. Standardne vrijednosti koeficijenta za najčešće oblike i strukture možete pronaći u tablicama.
Ostali čimbenici
Nažalost, postoje puno drugi čimbenici koji utječu na opterećenje vjetrom na određenoj površini, uključujući varijaciju brzine vjetra s povišenjem, precizne kvalitete površinu (npr. glatko staklo nasuprot teksturirane površine) i utjecaj okolnih struktura na brzine vjetra koje će vjerojatno biti iskusan.
Izvođenje točnog izračuna za vašu strukturu bit će stoga složeniji postupak od ovog članak je objavio da će vam trebati puno više od puke brzine vjetra i gustoće zraka da biste pronašli pouzdanu odgovor.