Зміст
Вітрове навантаження відноситься до інтенсивності сили, яку вітер застосовує до споруди. Хоча ви можете використовувати просту формулу для обчислення вітрових навантажень від швидкості вітру, будівельні конструктори, інженери та будівельники повинні включати багато додаткових розрахунків, щоб забезпечити, щоб їхні структури не перекидалися під сильним вітром.
Тиск вітру
Ви можете отримати загальне уявлення про тиск на секції 1 фут на 1 фут, скориставшись такою формулою: тиск вітру на квадратний фут = 0,00256 х квадрат швидкості вітру. Наприклад, швидкість вітру в 40 миль на годину (миль / миль) створює тиск (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 фунта на квадратний фут (psf). Відповідно до цієї формули, конструкція, призначена протистояти вітру на 100 миль / год, повинна бути побудована для того, щоб протистояти тиску вітру 25,6 фунт / кв. Кілька веб-сайтів пропонують багатофакторні онлайн-калькулятори для визначення тиску вітру на стандартних конструкціях.
Коефіцієнт перетягування
Переведення тиску вітру на вітрове навантаження повинно враховувати форму конструкції, яка визначає її коефіцієнт опору (Cd), міру стійкості до вітру. Інженери розробили стандартні значення Cd для різних форм. Наприклад, плоска поверхня має Cd 2,0, тоді як Cd довгого циліндра - 1,2. Cd - чисте число без одиниць. Складні форми вимагають ретельного аналізу та тестування для визначення їх значень Cd. Наприклад, виробники автомобілів використовують вітрові тунелі, щоб знайти Cd транспортного засобу.
Навантаження - це сила
Озброївшись даними про тиск і перетягування, ви можете знайти навантаження вітру за такою формулою: сила = площа x тиск x Cd. Використовуючи приклад плоскої ділянки споруди, площу - або довжину x ширину - можна встановити на 1 квадратний фут, в результаті чого вітер навантажить 1 х 25,6 х 2 = 51,2 фунта / дюйм для вітру на 100 миль / год. Стіна від 10 футів до 12 футів вимагає площі 120 квадратних футів, що означає, що їй доведеться витримувати вітрове навантаження в 100 миль / год 120 x 51,2 = 6,144 фунтів на секунду. У реальному світі інженери використовують формули, які є більш досконалими і містять додаткові змінні.
Інші змінні
Інженери повинні враховувати той факт, що швидкість вітру може змінюватися залежно від висоти над землею, атмосферного тиску, місцевості, температури, утворення льоду, впливу поривів та інших змінних. Різні органи публікують суперечливі значення Cd, які можуть давати різні результати залежно від обраного органу. Інженери зазвичай «надбудовують» конструкції, щоб вони могли протистояти вітровим навантаженням, що перевищують максимальну швидкість вітру, передбачувану в місці розташування конструкцій. Різні навантаження поширюються на вітри, що дмуть на споруду збоку, ззаду, вище або знизу.