Moči vetra ni mogoče podcenjevati. Veter se kot sila spreminja od rahlega vetriča, ki dviga zmaja, do orkana, ki je podrl streho. Tudi svetlobni stebri in podobne običajne, vsakdanje konstrukcije morajo biti zasnovane tako, da prenesejo silo vetra. Izračun predvidene površine, na katero vplivajo obremenitve z vetrom, pa ni težaven.
Formula vetrne obremenitve
Formula za izračun vetrne obremenitve je v najpreprostejši obliki sila vetrne obremenitve enaka tlaku vetra, pomnoženim s površino projiciranega koeficienta upora. Matematično je formula zapisana kot
F = PAC_d
Dodatni dejavniki, ki vplivajo na obremenitve vetra, vključujejo sunke vetra, višine objektov in terene, ki obdajajo strukture. Tudi strukturne podrobnosti lahko ujamejo veter.
Definicija predvidenega območja
Predvidena površina pomeni površino, pravokotno na veter. Inženirji se lahko odločijo, da bodo za izračun sile vetra uporabili največjo predvideno površino.
Izračun projicirane površine ravne površine, obrnjene v veter, zahteva tridimenzionalno obliko kot dvodimenzionalno površino. Ravna površina standardne stene, obrnjene neposredno v veter, bo predstavljala kvadratno ali pravokotno površino. Projicirana površina stožca je lahko trikotnik ali krog. Predvidena površina krogle bo vedno predstavljena kot krog.
Izračuni predvidene površine
Predvidena površina kvadrata
Območje, ki ga veter udari na kvadratno ali pravokotno strukturo, je odvisno od usmeritve konstrukcije proti vetru. Če veter udari pravokotno na kvadratno ali pravokotno površino, je izračun površine enak dolžini in širini (A = LH). Za steno, dolgo 20 čevljev in 10 čevljev visoko, je predvidena površina enaka 20 × 10 ali 200 kvadratnih metrov.
Vendar pa bo največja širina pravokotne konstrukcije razdalja od enega vogala do nasprotnega kota in ne razdalja med sosednjimi vogali. Na primer, razmislite o stavbi, ki je široka 10 čevljev, dolga 12 čevljev in visoka 10 čevljev. Če veter zadene pravokotno na stran, bo predvidena površina ene stene 10 × 10 ali 100 kvadratnih metrov, medtem ko bo predvidena površina druge stene 12 × 10 ali 120 kvadratnih metrov.
Če pa veter zadene pravokotno na vogal, lahko dolžino predvidenega območja izračunamo po pitagorejskem teoremu
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2
Razdalja med nasprotnima vogaloma (L) postane
10 ^ 2 + 12 ^ 2 = L ^ 2 \ implicira L ^ 2 = 244 \ implicira L = \ sqrt {244} = 15,6 \ besedilo {ft}
Predvidena površina nato postane L × H, 15,6 × 10 = 156 kvadratnih metrov.
Predvideno območje sfere
Če gledamo neposredno v kroglo, je dvodimenzionalni pogled ali projicirano čelno območje krogle krog. Predviden premer kroga je enak premeru krogle.
Izračun projicirane površine zato uporablja formulo površine za krog: površina je enaka pi krat polmer pomnožen s polmerom ali A = πr2. Če je premer krogle 20 čevljev, bo polmer 20 ÷ 2 = 10 in predvidena površina A = π × 102≈3,14 × 100 = 314 kvadratnih metrov.
Predvideno območje stožca
Obremenitev stožca z vetrom je odvisna od usmeritve stožca. Če stožec sedi na njegovi podlagi, bo predvidena površina stožca trikotnik. Formula površine za trikotnik, osnova pomnožena z višino, polkratno na polovico (B × H ÷ 2), zahteva poznavanje dolžine osnove in višine do konice stožca. Če je konstrukcija 10 metrov čez osnovo in 15 metrov visoka, potem izračun predvidene površine postane 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ 2 = 75 kvadratnih metrov.
Če pa je stožec uravnotežen tako, da dno ali konica kažeta neposredno v veter, bo projicirano območje krog s premerom, enakim razdalji čez dno. Nato bi se uporabilo območje za formulo kroga.
Če stožec leži tako, da veter zadene pravokotno na stran (vzporedno z dnom), bo projicirano območje stožca enako trikotne oblike kot če stožec sedi na njegovi podlagi. Nato bi se za izračun predvidene površine uporabila površina trikotne formule.