Снага ветра не може се потценити. Снага ветра варира од лаког поветарца који подиже змаја до урагана који откида кров. Чак и стубови светлости и сличне уобичајене свакодневне структуре морају бити дизајнирани да издрже силу ветра. Израчунавање пројектоване површине под утицајем оптерећења ветром није тешко.
Формула оптерећења ветром
Формула за израчунавање оптерећења ветром, у свом најједноставнијем облику, је сила оптерећења ветра једнака притиску ветра пута пројектованој површини и коефицијенту отпора. Математички, формула је написана као
Ф = ПАЦ_д
Додатни фактори који утичу на оптерећења ветром укључују ударе ветра, висине грађевина и терене који окружују структуре. Такође, структурни детаљи могу ухватити ветар.
Дефиниција пројектованог подручја
Пројектована површина означава површину окомиту на ветар. Инжењери могу одабрати да користе максималну пројектовану површину за израчунавање силе ветра.
Израчунавање пројектоване површине равни равни окренуте ка вјетру захтијева размишљање о тродимензионалном облику као дводимензионалној површини. Равна површина стандардног зида окренута директно у ветар представљаће квадратну или правоугаону површину. Пројектована површина конуса могла би се представити као троугао или као круг. Пројектована површина сфере увек ће бити представљена као круг.
Прорачуни пројектоване површине
Пројектована површина квадрата
Површина коју ветар удара на квадратну или правоугаону структуру зависи од оријентације конструкције према ветру. Ако ветар удара окомито на квадратну или правоугаону површину, израчунавање површине је површина једнака дужини и ширини (А = ЛХ). За зид дугачак 20 стопа и висок 10 стопа, пројектована површина једнака је 20 × 10 или 200 квадратних стопа.
Међутим, највећа ширина правоугаоне конструкције биће удаљеност од једног угла до супротног угла, а не растојање између суседних углова. На пример, размотрите зграду која је широка 10 стопа, а дугачка 12 стопа и висока 10 стопа. Ако ветар удари окомито на страну, пројектована површина једног зида биће 10 × 10 или 100 квадратних стопа, док ће пројектована површина другог зида бити 12 × 10 или 120 квадратних стопа.
Ако ветар удари окомито на угао, међутим, дужина пројектоване површине може се израчунати према Питагориној теореми
а ^ 2 + б ^ 2 = ц ^ 2
Постаје растојање између супротних углова (Л)
10 ^ 2 + 12 ^ 2 = Л ^ 2 \ подразумева Л ^ 2 = 244 \ подразумева Л = \ скрт {244} = 15,6 \ тект {фт}
Пројектована површина тада постаје Л × Х, 15,6 × 10 = 156 квадратних стопа.
Пројектовано подручје сфере
Гледајући директно у сферу, дводимензионални приказ или пројектовано фронтално подручје сфере је круг. Пројектовани пречник круга једнак је пречнику сфере.
Израчун пројектоване површине стога користи формулу површине за круг: површина је једнака пи пута полупречника пута полупречника или А = πр2. Ако је пречник кугле 20 стопа, тада ће полупречник бити 20 ÷ 2 = 10, а пројектована површина ће бити А = π × 102≈3,14 × 100 = 314 квадратних стопа.
Пројектована површина конуса
Оптерећење ветра на конусу зависи од оријентације конуса. Ако конус седи на основи, пројектована површина конуса биће троугао. Формула површине за троугао, основа помножена са висином помноженом са половином (Б × Х ÷ 2), захтева познавање дужине основе и висине до врха конуса. Ако је структура 10 стопа преко основе и висока 15 стопа, тада прорачун пројектоване површине постаје 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ 2 = 75 квадратних стопа.
Ако је, међутим, конус уравнотежен тако да основа или врх усмеравају директно у ветар, пројектовано подручје биће круг пречника једнак растојању преко основе. Тада би се применила површина за формулу круга.
Ако конус лежи тако да ветар удара окомито на страну (паралелно са основом), тада ће пројектована површина конуса бити истог троугластог облика као када конус седи на својој основи. Тада би се површина формуле троугла користила за израчунавање пројектоване површине.