Vēja spēku nevar nenovērtēt. Vējš kā spēks svārstās no vieglas vēsmas, kas paceļ pūķi, līdz viesuļvētrai, kas norauj jumtu. Pat gaismas stabi un tamlīdzīgas parastās ikdienas struktūras jāprojektē tā, lai izturētu vēja spēku. Tomēr nav grūti aprēķināt prognozēto platību, ko ietekmē vēja slodzes.
Vēja slodzes formula
Vēja slodzes aprēķināšanas formula visvienkāršākajā formā ir vēja slodzes spēks, kas vienāds ar vēja spiediena reizēm prognozētā laukuma reizinājumu un pretestības koeficientu. Matemātiski formula ir rakstīta kā
F = PAC_d
Papildu faktori, kas ietekmē vēja slodzes, ir vēja brāzmas, konstrukciju augstumi un reljefa apkārtnes struktūras. Arī strukturālās detaļas var aizturēt vēju.
Projicētās teritorijas definīcija
Paredzētā platība ir virsma, kas ir perpendikulāra vējam. Inženieri var izvēlēties izmantot maksimālo projicēto laukumu, lai aprēķinātu vēja spēku.
Lai aprēķinātu plaknes virsmas projicēto laukumu, kas vērsts pret vēju, ir jādomā par trīsdimensiju formu kā par divdimensiju virsmu. Standarta sienas plakana virsma, kas vērsta tieši pret vēju, parādīs kvadrātveida vai taisnstūrveida virsmu. Konusa projicētais laukums varētu parādīties kā trīsstūris vai kā aplis. Projicētais sfēras laukums vienmēr būs aplis.
Paredzētās platības aprēķini
Plānotā laukuma platība
Platība, ko vējš skar kvadrātveida vai taisnstūrveida konstrukcijai, ir atkarīga no konstrukcijas orientācijas uz vēju. Ja vējš triecas perpendikulāri kvadrātveida vai taisnstūrveida virsmai, laukuma aprēķins ir laukums, kas vienāds ar garumu un platumu (A = LH). Sienai, kuras garums ir 20 pēdas un augstums 10 pēdas, projektētais laukums ir vienāds ar 20 × 10 vai 200 kvadrātpēdām.
Tomēr lielākais taisnstūrveida struktūras platums būs attālums no viena stūra līdz pretējam stūrim, nevis attālums starp blakus esošajiem stūriem. Piemēram, ņemiet vērā ēku, kuras platums ir 10 pēdas, 12 pēdas garš un 10 pēdas garš. Ja vējš trāpīs perpendikulāri kādai pusei, vienas sienas projicētais laukums būs 10 × 10 vai 100 kvadrātpēdas, bet otras sienas - 12 × 10 vai 120 kvadrātpēdas.
Ja vējš ietriecas perpendikulāri kādam stūrim, projicētās platības garumu var aprēķināt pēc Pitagora teorēmas
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2
Attālums starp pretējiem stūriem (L) kļūst
10 ^ 2 + 12 ^ 2 = L ^ 2 \ nozīmē, ka L ^ 2 = 244 \ nozīmē, ka L = \ sqrt {244} = 15,6 \ text {ft}
Pēc tam projektētā platība kļūst L × H, 15,6 × 10 = 156 kvadrātpēdas.
Prognozētā sfēras zona
Skatoties tieši sfērā, divdimensiju skats vai projicēts sfēras frontālais laukums ir aplis. Apļa prognozētais diametrs ir vienāds ar sfēras diametru.
Tāpēc aprēķinātajā laukuma aprēķinā aplim tiek izmantota laukuma formula: laukums ir vienāds ar pi reiz rādiusu ar rādiusu vai A = πr2. Ja sfēras diametrs ir 20 pēdas, tad rādiuss būs 20 ÷ 2 = 10 un projektētais laukums būs A = π × 102≈3,14 × 100 = 314 kvadrātpēdas.
Konusa projektētā platība
Vēja slodze uz konusa ir atkarīga no konusa orientācijas. Ja konuss sēž uz pamatnes, tad konusa projektētais laukums būs trīsstūris. Trīsstūra laukuma formulai, kuras pamats reizina ar augstumu un pusi (B × H ÷ 2), ir jāzina garums pāri pamatnei un augstums līdz konusa galam. Ja konstrukcija ir 10 pēdas pāri pamatnei un 15 pēdas augsta, tad aprēķinātās platības aprēķins kļūst 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ 2 = 75 kvadrātpēdas.
Ja tomēr konuss ir līdzsvarots tā, ka pamatne vai uzgalis ir vērsts tieši pret vēju, prognozētais laukums būs aplis, kura diametrs ir vienāds ar attālumu pāri pamatnei. Pēc tam tiks izmantota apļa formulas platība.
Ja konuss atrodas tā, ka vējš atsitās perpendikulāri sānam (paralēli pamatnei), tad konusa projicētais laukums būs tāds pats trīsstūra formas kā tad, kad konuss sēž uz tā pamatnes. Tad trīsstūra formulas laukumu izmantotu, lai aprēķinātu projicēto laukumu.