Semua struktur luar harus mampu menahan gaya dari angin, sehingga kemampuan menghitung beban angin sangat penting jika Anda akan merancang bangunan. Namun, perhitungannya menjadi lebih kompleks ketika Anda mempertimbangkan lebih banyak faktor. Ini berarti bahwa untuk perhitungan beban angin yang paling akurat, seringkali lebih baik menggunakan kalkulator online (lihat Sumberdaya) yang memperhitungkan semua faktor yang relevan, dengan data masukan yang memadai.
Jika Anda hanya mencari ide dasar tentang cara menghitung beban angin dari kecepatan angin, Anda dapat melakukan perhitungan cepat untuk perkiraan kasarnya.
Apa itu Beban Angin?
SEBUAH beban angin adalah ukuran gaya yang diberikan pada permukaan oleh angin, yang dapat dinyatakan sebagai gaya pada seluruh permukaan atau tekanan (yang hanya gaya per satuan luas). Oleh karena itu, satuan beban angin SI adalah Newton atau Pascal. Sebenarnya ada tiga jenis gaya yang diberikan oleh angin pada struktur rata-rata: beban angkat, beban geser, dan beban lateral.
Itu beban angkat adalah efek pengangkatan yang diberikan pada atap dari aliran udara di sekitarnya (analog dengan gaya angkat pada sayap pesawat). beban geser adalah tekanan horizontal yang dapat memiringkan sebuah bangunan. Akhirnya, beban lateral lebih seperti "dorongan" luas yang dapat memindahkan struktur dari fondasinya.
Untuk tujuan artikel ini, fokusnya adalah pada beban lateral karena perhitungan untuk yang lain lebih kompleks, dan ada banyak variabel berbeda yang harus diperhitungkan.
Kecepatan Angin untuk Memaksa Kalkulator
Rumus paling sederhana untuk menemukan beban angin menggunakan kecepatan angin untuk menentukan besarnya gaya yang diberikannya. Rumus yang Anda butuhkan adalah:
Sini, ρ adalah kerapatan udara (yang bervariasi dengan ketinggian dan suhu tetapi dapat diambil sebagai 1,2 kg/m3 berdasarkan permukaan laut dan suhu 15 derajat Celcius), v adalah kecepatan angin, dan SEBUAH adalah daerah yang terkena angin. Oleh karena itu, persamaan ini merupakan konverter kecepatan angin ke gaya, tetapi Anda dapat membaginya dengan luas untuk mendapatkan beban angin sebagai tekanan berdasarkan kecepatan angin.
Tantangan menggunakan persamaan ini adalah menemukan nilai kepadatan udara di lokasi Anda dan ukuran akurat dari kecepatan angin yang perlu Anda hitung (karena paling tinggi kecepatan angin menentukan berapa banyak beban angin yang harus dapat ditahan oleh struktur). Daerah SEBUAH cukup mudah ditemukan untuk bentuk biasa. Misalnya, untuk permukaan persegi panjang yang datar, Anda cukup mengalikan lebar dengan tinggi untuk menemukan luasnya.
Menambahkan Koefisien Tarik
Jika Anda perlu menghitung gaya (atau tekanan) akibat angin pada permukaan yang tidak rata, memasukkan efek hambatan lebih penting. Sedangkan untuk plat datar bisa menggunakan koefisien drag 1 (jadi tidak ada bedanya dengan rumus di atas), untuk silinder (misalnya) koefisien 0,67 memperhitungkan pengurangan dampak angin pada permukaan.
Anda cukup menambahkan faktor ini ke ruas kanan persamaan di atas. Anda dapat menemukan nilai koefisien standar untuk bentuk dan struktur paling umum dalam tabel.
Faktor lain
Sayangnya, ada banyak faktor lain yang mempengaruhi beban angin pada permukaan tertentu, termasuk variasi kecepatan angin dengan ketinggian, kualitas yang tepat dari permukaan (misalnya kaca halus versus permukaan bertekstur) dan dampak struktur sekitarnya pada kecepatan angin kemungkinan besar berpengalaman.
Oleh karena itu, melakukan perhitungan yang akurat untuk struktur Anda akan menjadi proses yang lebih rumit daripada ini artikel telah membuatnya muncul, dan Anda akan membutuhkan lebih dari sekadar kecepatan angin dan kepadatan udara untuk menemukan yang andal menjawab.