Съдържание
Натоварването на вятъра се отнася до интензивността на силата, която вятърът прилага към конструкцията. Въпреки че можете да използвате проста формула за изчисляване на натоварването на вятъра от скоростта на вятъра, строителните дизайнери, инженери и конструктори трябва да включват много допълнителни изчисления, за да гарантират, че техните структури няма да се раздуват при силен вятър.
Налягане на вятъра
Можете да получите обща представа за налягането върху участък от 1 фут до 1 крак, като използвате следната формула: налягане на вятъра на квадратен крак = 0,00256 х квадрата на скоростта на вятъра. Например, скоростта на вятъра с 40 мили на час (мили / час) създава налягане от (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 паунда на квадратен фут (psf). Съгласно тази формула трябва да се изгради структура, която да издържа на ветрове от 100 мили / мили, за да устои на налягането на вятъра от 25,6 psf. Няколко уебсайтове предлагат многофакторни онлайн калкулатори за определяне на налягането на вятъра върху стандартните конструкции.
Коефициент на влачене
Превеждането на налягането на вятъра към натоварването на вятъра трябва да отчита формата на конструкцията, която определя нейния коефициент на съпротивление (Cd), мярка за устойчивост на вятър. Инженерите са разработили стандартни стойности на Cd за различни форми. Например, плоската повърхност има Cd 2.0, докато Cd на дълъг цилиндър е 1.2. Cd е чисто число без единици. Сложните форми изискват внимателен анализ и тестване, за да се определят техните Cd стойности. Например, автомобилните производители използват вятърни тунели, за да намерят Cd на превозно средство.
Натоварването е сила
Въоръжени с данни за налягането и влаченето, можете да намерите натоварването на вятъра по следната формула: сила = площ x налягане x Cd. Използвайки примера на плосък участък от конструкцията, площта или дължината х ширина могат да бъдат зададени на 1 квадратен фут, което води до натоварване на вятъра от 1 х 25,6 х 2 = 51,2 psf за вятър със 100 mph. Стената от 10 фута до 12 фута претендира за площ от 120 квадратни фута, което означава, че тя трябва да издържи на 100 мили / мили натоварване на вятъра от 120 x 51,2 = 6 144 psf. В реалния свят инженерите използват формули, които са по-сложни и съдържат допълнителни променливи.
Други променливи
Инженерите трябва да отчитат факта, че скоростта на вятъра може да варира в зависимост от височината над земята, атмосферното налягане, терена, температурата, образуването на лед, ефекта от поривите и други променливи. Различните органи публикуват противоречиви стойности на Cd, които могат да дадат различни резултати в зависимост от избрания орган. Инженерите обикновено „презастрояват“ конструкции, така че да издържат натоварвания от вятъра над максималната скорост на вятъра, предвидена на мястото на конструкциите. Различни товари се прилагат за ветрове, духащи върху конструкция отстрани, отзад, над или отдолу.