Усі зовнішні конструкції повинні бути здатними протистояти силі вітру, і тому можливість розрахувати вітрове навантаження має вирішальне значення, якщо ви збираєтесь проектувати будівлі. Однак розрахунки стають більш складними, якщо врахувати більше факторів. Це означає, що для найточнішого розрахунку вітрового навантаження часто краще використовувати онлайн-калькулятор (див. Ресурси), який враховує всі відповідні фактори з урахуванням достатніх вхідних даних.
Якщо ви просто шукаєте базове уявлення про те, як розрахувати навантаження вітру на основі швидкості вітру, ви можете виконати швидкий розрахунок для оцінки стадіону.
Що таке вітрове навантаження?
A вітрове навантаження - міра сили, що діє на поверхню вітром, яка може бути виражена як сила на всю поверхню або тиск (що просто сила на одиницю площі). Отже, одиницею вітрового навантаження СІ є ньютон або паскаль. Насправді існує три типи сил, що діють від вітру на середню конструкцію: навантажувальне навантаження, зсувне навантаження та бічне навантаження.
підйомне навантаження - підйомний ефект, який чиниться на даху від проходження повітря навколо нього (аналогічно підйому на крилах літака). Зсувне навантаження - це горизонтальний тиск, який може нахилити будівлю. Нарешті, бічне навантаження більше нагадує широке "натискання", яке може зрушити конструкцію з її основи.
Для цілей цієї статті основна увага буде зосереджена на поперечному навантаженні, оскільки розрахунки для інших є більш складними, і існує багато різних змінних, які слід враховувати.
Калькулятор сили швидкості вітру
Найпростіша формула для знаходження вітрового навантаження використовує швидкість вітру для визначення величини сили, яку він чинить. Формула, яка вам потрібна:
Ось, ρ - щільність повітря (яка змінюється залежно від висоти та температури, але може бути прийнята як 1,2 кг / м3 залежно від рівня моря та температури 15 градусів Цельсія), v - швидкість вітру, і A це район, який вражає вітер. Отже, це рівняння є перетворювачем сили швидкості вітру, але його можна поділити на площу, щоб отримати навантаження вітру як тиск на основі швидкості вітру.
Завданням використання цього рівняння є пошук значень щільності повітря у вашому місцезнаходженні та точного вимірювання швидкості вітру, для якого вам потрібно буде розрахувати (оскільки найвищий швидкість вітру визначає, скільки вітрового навантаження повинна витримати конструкція). Площа A досить легко знайти для звичайних фігур. Наприклад, для плоскої прямокутної поверхні просто помножте ширину на висоту, щоб знайти площу.
Додавання коефіцієнтів перетягування
Якщо вам потрібно розрахувати силу (або тиск), спричинену вітром на нерівній поверхні, врахування ефекту опору є більш важливим. Хоча для плоскої пластини ви можете використовувати коефіцієнт опору 1 (тому це не має значення для формули вище), для циліндра (наприклад) коефіцієнт 0,67 враховує зменшений вплив вітру на поверхні.
Ви просто додаєте цей коефіцієнт у праву частину наведеного рівняння. Ви можете знайти стандартні значення коефіцієнтів для найбільш поширених форм та конструкцій у таблицях.
Інші фактори
На жаль, є багато інші фактори, що впливають на вітрове навантаження на дану поверхню, включаючи зміну швидкості вітру з висотою, точні якості поверхні (наприклад, гладке скло проти текстурованої поверхні) та вплив оточуючих конструкцій на швидкість вітру, яка може бути досвідчений.
Виконання точного розрахунку для вашої конструкції, отже, буде більш складним процесом, ніж цей ця стаття з’явилася, і вам знадобиться набагато більше, ніж просто швидкість вітру та щільність повітря, щоб знайти надійну відповідь.