Sadržaj
Opterećenje vjetrom odnosi se na intenzitet sile koju vjetar primjenjuje na konstrukciju. Iako pomoću jednostavne formule možete izračunati opterećenja vjetra iz brzine vjetra, građevinski dizajneri, inženjeri i konstruktori moraju ugraditi mnogo dodatnih izračuna kako bi se osiguralo da njihove strukture neće puhati pri jakom vjetru.
Pritisak vjetra
Možete dobiti opću predodžbu o tlaku na sekciji od 1 noga do 1 stopa pomoću sljedeće formule: tlak vjetra po kvadratnom stopalu = 0,00256 x kvadrat brzine vjetra. Na primjer, brzina vjetra od 40 milja na sat (mph) stvara pritisak (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 funti po četvornom stopa (psf). Prema ovoj formuli, konstrukcija koja treba izdržati vjetrove od 100 mph mora biti izgrađena kako bi odoljela tlaku vjetra od 25,6 psf. Nekoliko web stranica nudi multifaktorne mrežne kalkulatore za određivanje tlaka vjetra na standardnim strukturama.
Koeficijent povlačenja
Prevodeći tlak vjetra u opterećenje vjetra mora uzeti u obzir oblik konstrukcije koji određuje njegov koeficijent otpora (Cd), mjeru otpornosti na vjetar. Inženjeri su izradili standardne Cd vrijednosti za različite oblike. Na primjer, ravna površina ima Cd 2,0, dok je Cd dugog cilindra 1,2. CD je čisti broj bez jedinica. Složeni oblici zahtijevaju pažljivu analizu i testiranje kako bi se utvrdilo njihove vrijednosti Cd. Na primjer, proizvođači automobila koriste vjetrove za pronalaženje CD-a vozila.
Opterećenje je sila
Naoružani podacima tlaka i povlačenja možete pronaći opterećenje vjetra pomoću sljedeće formule: sila = površina x pritisak x Cd. Koristeći se primjerom ravnog dijela konstrukcije, područje - ili dužina x širina - može se postaviti na 1 četvorno stopalo, što rezultira opterećenjem vjetra od 1 x 25,6 x 2 = 51,2 psf za vjetar od 100 km / h. Zid od 10 stopa do 12 stopa zahtijeva površinu od 120 četvornih stopa, što znači da bi trebao izdržati opterećenje vjetra od 100 km / h 120 x 51,2 = 6,144 psf. U stvarnom svijetu inženjeri koriste sofisticirane formule i sadrže dodatne varijable.
Ostale varijable
Inženjeri moraju uzeti u obzir činjenicu da brzina vjetra može varirati s visinom iznad tla, atmosferskim tlakom, terenom, temperaturom, formiranjem leda, utjecajem puhanja i drugim varijablama. Različita tijela objavljuju sukobljene vrijednosti CD-a što može dati različite rezultate ovisno o odabranom tijelu. Inženjeri obično "pregrađuju" strukture tako da mogu podnijeti opterećenja vjetra koja prelaze maksimalnu brzinu vjetra koja se predviđa na mjestu konstrukcije. Različita opterećenja primjenjuju se na vjetrove koji pušu na konstrukciju sa strane, iza, iznad ili ispod.