Obsah
Zaťaženie vetrom sa týka intenzity sily, ktorú vietor aplikuje na konštrukciu. Aj keď môžete použiť jednoduchý vzorec na výpočet zaťaženia vetrom z rýchlosti vetra, projektanti budov, inžinieri a stavitelia musia zahrnúť mnoho ďalších výpočtov, aby sa zaistilo, že ich štruktúry nebudú pri silnom vetre prefúknuté.
Tlak vetra
Všeobecnú predstavu o tlaku v časti s rozmermi 1 stopa po 1 stope získate pomocou nasledujúceho vzorca: tlak vetra na štvorcový stopa = 0,00256 x druhá mocnina rýchlosti vetra. Napríklad rýchlosť vetra 40 míľ za hodinu (mph) vytvára tlak (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 libier na štvorcový stopu (psf). Podľa tohto vzorca musí byť vybudovaná konštrukcia, ktorá odolá vetru 100 km / h, aby odolala tlaku vetra 25,6 psf. Niektoré webové stránky ponúkajú multifaktorové online kalkulačky na určenie tlakov vetra na štandardné štruktúry.
Potiahnite koeficient
Pri prevode tlaku vetra na zaťaženie vetrom sa musí brať do úvahy tvar konštrukcie, ktorá určuje jej koeficient odporu vzduchu (Cd), mieru odporu vetra. Inžinieri vypracovali štandardné hodnoty Cd pre rôzne tvary. Napríklad plochý povrch má Cd 2,0, zatiaľ čo Cd dlhého valca je 1,2. Cd je čisté číslo bez jednotiek. Zložité tvary vyžadujú starostlivú analýzu a testovanie, aby sa stanovili ich hodnoty Cd. Napríklad výrobcovia automobilov používajú aerodynamické tunely na nájdenie Cd vozidla.
Zaťaženie je sila
Vyzbrojené údajmi o tlaku a ťahaní nájdete zaťaženie vetrom pomocou nasledujúceho vzorca: sila = plocha x tlak x Cd. Na príklade plochého prierezu štruktúry je možné plochu - alebo dĺžku x šírku - nastaviť na 1 štvorcový stopa, čo vedie k zaťaženiu vetrom 1 x 25,6 x 2 = 51,2 psf pre vietor so 100 mph. Stena s rozmermi 10 stôp po 12 stôp nárokuje plochu 120 štvorcových stôp, čo znamená, že by musela odolať zaťaženiu vetrom 100 km / h 120 x 51,2 = 6 144 psf. V skutočnom svete inžinieri používajú vzorce, ktoré sú sofistikovanejšie a obsahujú ďalšie premenné.
Ostatné premenné
Inžinieri musia zohľadniť skutočnosť, že rýchlosť vetra sa môže meniť s výškou nad zemou, atmosférickým tlakom, terénom, teplotou, tvorbou ľadu, účinkom nárazov a inými premennými. Rôzne autority zverejňujú protichodné hodnoty Cd, ktoré môžu priniesť rôzne výsledky v závislosti od zvoleného oprávnenia. Inžinieri normálne „prebudujú“ štruktúry, aby vydržali zaťaženie vetrom nad rámec maximálnej rýchlosti vetra predpokladanej v mieste stavby. Rôzne zaťaženia pôsobia na vetry vyfukujúce na konštrukciu zo strany, zozadu, nad alebo zospodu.