Все наружные конструкции должны выдерживать силу ветра, поэтому возможность расчета ветровой нагрузки имеет решающее значение, если вы собираетесь проектировать здания. Однако расчеты усложняются, если учесть большее количество факторов. Это означает, что для наиболее точного расчета ветровой нагрузки часто лучше использовать онлайн-калькулятор (см. Ресурсы), который учитывает все соответствующие факторы при наличии достаточных исходных данных.
Если вы просто ищете базовое представление о том, как рассчитать ветровую нагрузку на основе скорости ветра, вы можете выполнить быстрый расчет для приблизительной оценки.
Что такое ветровая нагрузка?
А ветровая нагрузка - это мера силы, действующей на поверхность со стороны ветра, которая может быть выражена как сила, действующая на всю поверхность, или как давление (которое просто представляет собой силу на единицу площади). Следовательно, единицей измерения ветровой нагрузки в системе СИ являются Ньютоны или Паскали. Фактически, существует три типа сил, которые ветер оказывает на среднюю конструкцию: подъемная нагрузка, поперечная нагрузка и поперечная нагрузка.
В поднять груз - это подъемный эффект, возникающий на крыше в результате прохождения воздуха вокруг нее (аналогично подъемной силе крыльев самолета). Сдвигающая нагрузка горизонтальное давление, которое может наклонить здание. Ну наконец то, боковая нагрузка больше похоже на широкое «толкание», которое может сдвинуть конструкцию с фундамента.
В этой статье основное внимание будет уделено боковой нагрузке, поскольку расчеты для остальных более сложны и необходимо учитывать множество различных переменных.
Калькулятор скорости ветра и силы
В простейшей формуле для определения ветровой нагрузки используется скорость ветра для определения силы, которую он оказывает. Необходимая вам формула:
Здесь, ρ - плотность воздуха (которая меняется в зависимости от высоты и температуры, но может приниматься равной 1,2 кг / м3 исходя из уровня моря и температуры 15 градусов Цельсия), v скорость ветра, а А это место, где дует ветер. Таким образом, это уравнение представляет собой преобразователь скорости ветра в силу, но вы можете разделить его на площадь, чтобы получить ветровую нагрузку как давление, основанное на скорости ветра.
Задача использования этого уравнения - найти значения плотности воздуха в вашем районе и точное измерение скорости ветра, которую вам нужно будет рассчитать (поскольку наибольший скорость ветра определяет, какую ветровую нагрузку должна выдержать конструкция). Площадь А достаточно легко найти для правильных форм. Например, для плоской прямоугольной поверхности вы просто умножаете ширину на высоту, чтобы найти площадь.
Добавление коэффициентов перетаскивания
Если вам нужно рассчитать силу (или давление) ветра на неровной поверхности, более важно учесть эффект сопротивления. В то время как для плоской пластины вы можете использовать коэффициент лобового сопротивления, равный 1 (поэтому это не имеет значения для приведенной выше формулы), для цилиндра (например) коэффициент 0,67 учитывает уменьшенное воздействие ветра на поверхность.
Вы просто добавляете этот коэффициент в правую часть приведенного выше уравнения. Вы можете найти стандартные значения коэффициентов для наиболее распространенных форм и структур в таблицах.
Прочие факторы
К сожалению, есть многие другие факторы, влияющие на ветровую нагрузку на данную поверхность, включая изменение скорости ветра с высотой, точные характеристики поверхность (например, гладкое стекло по сравнению с текстурированной поверхностью) и влияние окружающих конструкций на скорость ветра, которая может быть опытный.
Поэтому выполнение точного расчета для вашей конструкции будет более сложным процессом, чем этот статья появилась, и вам понадобится гораздо больше, чем просто скорость ветра и плотность воздуха, чтобы найти надежный отвечать.
