Todas as estruturas externas precisam ser capazes de suportar a força do vento e, portanto, ser capaz de calcular a carga do vento é crucial se você pretende projetar edifícios. No entanto, os cálculos ficam mais complexos quando você considera mais fatores. Isso significa que para o cálculo mais preciso da carga do vento, muitas vezes é melhor usar uma calculadora online (consulte Recursos) que considera todos os fatores relevantes, dados dados de entrada suficientes
Se você está apenas procurando uma ideia básica de como calcular a carga do vento a partir da velocidade do vento, no entanto, pode realizar um cálculo rápido para uma estimativa aproximada.
O que é uma carga de vento?
UMA carga de vento é uma medida da força exercida pelo vento em uma superfície, que pode ser expressa como uma força em toda a superfície ou uma pressão (que é simplesmente força por unidade de área). Portanto, a unidade de carga eólica do SI é Newtons ou Pascals. Na verdade, existem três tipos de forças exercidas pelo vento em uma estrutura média: carga de levantamento, carga de cisalhamento e carga lateral.
O carga de elevação é o efeito de sustentação exercido em um telhado pela passagem de ar ao seu redor (análogo à sustentação nas asas de um avião). Carga de cisalhamento é a pressão horizontal que pode inclinar um edifício. Finalmente, carga lateral é mais como um amplo “empurrão” que poderia tirar uma estrutura de seus alicerces.
Para os fins deste artigo, o foco será na carga lateral, uma vez que os cálculos para as outras são mais complexos e há muitas variáveis diferentes a serem levadas em consideração.
Calculadora de velocidade do vento para força
A fórmula mais simples para encontrar a carga do vento usa a velocidade do vento para determinar a magnitude da força que ele exerce. A fórmula de que você precisa é:
Aqui, ρ é a densidade do ar (que varia com a elevação e temperatura, mas pode ser considerada como 1,2 kg / m3 com base no nível do mar e uma temperatura de 15 graus Celsius), v é a velocidade do vento, e UMA é a área em que o vento está soprando. Esta equação é, portanto, um conversor de velocidade do vento em força, mas você pode dividir pela área para obter a carga do vento como uma pressão baseada na velocidade do vento.
O desafio de usar esta equação é encontrar valores para a densidade do ar em sua localização e uma medida precisa da velocidade do vento que você precisará calcular (uma vez que o Altíssima a velocidade do vento determina quanta carga de vento uma estrutura precisa ser capaz de suportar). A área UMA é fácil de encontrar para formas regulares. Por exemplo, para uma superfície retangular plana, você simplesmente multiplica a largura pela altura para encontrar a área.
Adicionando Coeficientes de Arrasto
Se você precisa calcular a força (ou pressão) devido ao vento em uma superfície não plana, incorporar o efeito de arrasto é mais importante. Enquanto para uma placa plana você pode usar um coeficiente de arrasto de 1 (portanto, não faz diferença para a fórmula acima), para um cilindro (por exemplo), um coeficiente de 0,67 leva em consideração o impacto reduzido do vento sobre o superfície.
Você simplesmente adiciona este fator no lado direito da equação acima. Você pode encontrar valores de coeficiente padrão para as formas e estruturas mais comuns nas tabelas.
Outros fatores
Infelizmente, existem vários outros fatores que impactam a carga do vento em uma determinada superfície, incluindo a variação na velocidade do vento com a elevação, as qualidades precisas de a superfície (por exemplo, vidro liso versus uma superfície texturizada) e o impacto das estruturas circundantes nas velocidades do vento provavelmente com experiência.
Realizar um cálculo preciso para a sua estrutura será, portanto, um processo mais complicado do que este artigo apareceu, e você precisará de muito mais do que apenas a velocidade do vento e a densidade do ar para encontrar um responder.