Vsebina

• Koraki
• Nasvet

Veter je zračni tok, ki se giblje v skoraj vodoravni smeri od visokega do nizkega tlaka. Močan veter lahko povzroči veliko škodo, saj pritiska na površino konstrukcije. Intenzivnost tega tlaka se imenuje obremenitev z vetrom. Vpliv vetra je odvisen od velikosti in oblike konstrukcije. Obremenitev z vetrom je potreben parameter za načrtovanje in gradnjo zgradb z boljšo varnostjo in odpornostjo na veter ter za namestitev predmetov na zgradbe, kot so antene.

Koraki

Metoda 1 od 3: Izračunajte obremenitev vetra s splošno formulo

1. 

   Določite posplošeno formulo. Formula za izračun obremenitve z vetrom je F = A x P x Cd, Notri F je sila vetra ali obremenitev vetra, A je predvidena površina, P je tlak vetra in CD je koeficient upora. Ta enačba je uporabna za oceno obremenitve vetra na danem objektu, vendar ne izpolnjuje zahtev gradbenih predpisov za zasnovo nove stavbe.

2. 

   
   
   Poiščite projicirano območje A. To je območje dvodimenzionalne površine, ki jo piha veter. Za natančnejšo analizo morate ponoviti izračun za vsako stran stavbe. Če je na primer zahodna stran stavbe 20 m, nadomestite to vrednost A za izračun obremenitve vetra na zahodni strani.
   • Formula za površino je odvisna od oblike površine. Za ravne stene uporabite formulo Površina = dolžina x višina. Približno površino kolone približajte s formulo Površina = premer x višina.
   • V sistemu SI morate meriti A v kvadratnih metrih (m).
   • Pri carskih meritvah morate meriti A v kvadratnih metrih (ft).

3. 

   
   
   Izračunajte tlak vetra. Tam je preprosta formula za izračun imperialnega tlaka vetra, uteženega s P (funtov / kvadratnih metrov) V je hitrost vetra v miljah na uro (mph). Za iskanje tlaka vetra v sistemu SI (Newton / kvadratni meter) uporabljate in izmerite hitrost V v metrih na sekundo.
   • Ta formula izhaja iz standardnega nabora Ameriškega združenja gradbenih inženirjev. Faktor 0,00256 je rezultat izračuna, ki temelji na tipičnih vrednostih gostote zraka in gravitacijskega pospeška.
   • Inženirji uporabljajo natančnejšo formulo, da upoštevajo dejavnike, kot so okoliški teren in tip stavbe. Formulo za izračun najdete v standardnem naboru ASCE 7-05 ali uporabite spodnjo formulo UBC.
   • Če ne veste, kakšna je hitrost vetra, preverite najvišjo hitrost vetra na tem območju v skladu s standardi Združenja za elektronsko poslovanje (EIA). Na primer, večina ZDA je v coni A s hitrostjo vetra 38,7 m / s, vendar so obalna območja v coni B (44,7 m / s) ali coni C (50 m / s).

4. 

   
   
   Določite koeficient odpornosti obravnavanega predmeta. Vlečna sila je sila vetra, ki deluje na stavbo, ki jo določajo oblika stavbe, hrapavost površine in številni drugi dejavniki. Inženirji odpornost pogosto merijo neposredno s poskusi, če pa želite oceniti, lahko poiščete tipičen koeficient upora za oblike predmetov. Na primer:
   • Standardni koeficient zračnega upora za dolge valje je 1,2, za kratke valje pa 0,8. Ti dejavniki veljajo za stebre nosilcev antene v mnogih stavbah.
   • Standardni koeficient upora pri ravnih ploščah, kot so zgradbe, je 2,0 za dolge ravne plošče ali 1,4 za kratke ravne plošče.
   • Koeficient upora nima enot.

5. 

   Izračunajte obremenitev vetra. Z uporabo zgornjih vrednosti lahko zdaj z enačbo izračunate obremenitev vetra F = A x P x Cd.
6. Recimo, da želite izračunati obremenitev vetra, ki deluje na anteno, ki je dolga 1 meter in premer 2 cm in ima hitrost vetra 31,3 m / s.
   • Začnite z oceno predvidene površine. V tem primeru,
   • Izračunajte tlak vetra :.
   • Pri kratkih valjih je koeficient zračnega upora 0,8.
   • Namesto enačbe:
   • 9,6 N je obremenitev vetra, ki deluje na anteno.
   oglas

Metoda 2 od 3: Izračunajte obremenitev vetra s pomočjo formule Electronic Business Association

1. 

   Ugotovite formulo, ki jo je razvilo Združenje za elektronsko poslovanje. Formula za izračun obremenitve z vetrom je F = A x P x Cd x Kz x Gh, Notri A območje projekcije, P je tlak vetra, CD je koeficient upora, Kz - koeficient izpostavljenosti in GH je koeficient odboja vetra. Ta formula obremenitve vetra upošteva več dodatnih parametrov in se pogosto uporablja za izračun obremenitve vetra, ki deluje na anteno.

2. 

   Razumevanje spremenljivk v formulah. Za učinkovito uporabo te formule morate najprej razumeti pomen vsake spremenljivke in njene enote.
   • A, P in CD ima enak pomen kot v splošni formuli.
   • Kz je koeficient izpostavljenosti in se izračuna od višine od tal do sredine točke predmeta. Enota Kz je števec.
   • GH je koeficient odboja in se izračuna s skupno višino predmeta. Enota GH je 1 / m ali m.

3. 

   Določite projicirano površino. Predvidena površina predmeta je odvisna od njegove oblike in velikosti. Če veter piha na ravno steno, je projicirano območje lažje kot krožni predmet. Predvidena površina bo približno enaka površini, ki ji je izpostavljen veter. Formule za izračun površine pogleda ni, lahko pa jo ocenite z nekaj osnovnimi izračuni. Enota površine je m.
   • Za ravne stene uporabite formulo Površina = dolžina x širina in izmerite dolžino in širino stene, kjer piha veter.
   • Za jeklenke ali stolpce lahko površino približate po dolžini in širini. V tem primeru je širina premer valja ali stebra.

4. 

   Izračunajte tlak vetra. Tlak vetra se izračuna po formuli P = 0,613 x V, Notri V je hitrost vetra v metrih na sekundo (m / s). Enota vetrnega tlaka je Newton na kvadratni meter (N / m).
   • Če je na primer hitrost vetra 31,3 m / s, je tlak vetra 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Drug način za izračun tlaka vetra pri določeni hitrosti je uporaba standardov hitrosti vetra na različnih geografskih območjih. Na primer, po podatkih združenja Electronic Business Association (EIA) ima večina ZDA v regiji A hitrost vetra 38,7 m / s, vendar so obalna območja v coni B (44,7 m / s. ) ali cona C (50 m / s).

5. 

   Določite koeficient odpornosti obravnavanega predmeta. Vlečna sila je sila vetra, ki deluje v smeri razpihovanja površine predmeta. Koeficient upora predstavlja upor predmeta v tekočini in je odvisen od oblike, velikosti in hrapavosti predmeta.
   • Standardni koeficient zračnega upora za dolge jeklenke je 1,2, za kratke valje pa 0,8, kar se običajno uporablja za antenske stebre v mnogih zgradbah.
   • Standardni koeficient zračnega upora za ravne plošče, kot so zgradbe, je 2,0 za dolge ravne plošče ali 1,4 za kratke ravne plošče.
   • Razlika med uporovnim koeficientom ravne plošče in valja je približno 0,6.
   • Koeficient upora nima enot.

6. 

   Izračunajte koeficient izpostavljenosti Kz.Kz se izračuna po formuli, v kateri z je višina od tal do sredine predmeta.
   • Na primer, če imate anteno, ki je dolga 1 meter in 15 metrov od tal, z bo 14,5 m.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Izračunajte koeficient odboja vetra GH. Koeficient odboja vetra se izračuna po formuli Gh = 0,65 + 0,6 /, Notri H je višina predmeta.
   • Na primer, če imate anteno, ki je dolga 1 meter in 15 metrov od tal, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Izračunajte obremenitev vetra. Z uporabo zgornjih vrednosti lahko zdaj z enačbo izračunate obremenitev vetra F = A x P x Cd x Kz x Gh. Vrednosti priključite na spremenljivke in izvedite izračune.
   • Recimo, da želite izračunati obremenitev vetra, ki deluje na anteno, dolgo 1 meter in premer 2 cm, s hitrostjo vetra 31,3 m / s. Antena se nahaja na vrhu 15 m visoke stavbe.
   • Začnite z izračunom predvidene površine. V tem primeru, A = l x š = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Izračunajte tlak vetra: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Pri kratkih valjih je koeficient zračnega upora 0,8.
   • Izračunajte koeficient izpostavljenosti: Kz = = = 0,8 m.
   • Izračunajte koeficient odboja vetra: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Namesto enačbe: F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0,02 x 600 x 0,8 x 0,8 x 1,32 = 10 N.
   • 10 N je obremenitev vetra, ki deluje na anteno.
   oglas

Metoda 3 od 3: Izračun obremenitve z vetrom po formuli standardnega sklopa UBC-97 (Enotna gradbena koda)

1. 

   Določite formulo UBC-97. Ta formula je bila zgrajena leta 1997 v skladu s standardom UBC (Uniform Building Code) za izračun obremenitve vetra. Formula je F = A x P, Notri A je predvidena površina in P tlak vetra; ta formula pa ima še en način izračuna tlaka vetra.
   • Tlak vetra (N / m) se izračuna po formuli P = Ce x Cq x Qs x Iw, Notri Ce je skupni faktor višine, izpostavljenosti in odboja vetra, Cq je koeficient tlaka (enakovreden koeficientu upora v obeh enačbah zgoraj), Qs je stagnirajoči tlak vetra in lw je pomemben dejavnik. Vse te vrednosti lahko izračunamo ali poiščemo iz ustreznih tabel.

2. 

   Določite projicirano površino. Predvidena površina predmeta je odvisna od njegove oblike in velikosti. Če veter piha na ravno steno, je projicirano območje lažje kot krožni predmet. Predvidena površina bo približno enaka površini, ki ji je izpostavljen veter. Formule za izračun površine pogleda ni, lahko pa jo ocenite z nekaj osnovnimi izračuni. Enota površine je m.
   • Za ravne stene uporabite formulo Površina = dolžina x širina in izmerite dolžino in širino stene, kjer piha veter.
   • Za jeklenke ali stolpce lahko površino približate po dolžini in širini. V tem primeru je širina premer valja ali stebra.

3. 

   Odločno Ce, kombinirani koeficient višine, izpostavljenosti in odboja vetra. Ta vrednost je prikazana v tabeli 16-G v UBC in upošteva tri vrste stikov, povezanih s terenom, z višinami in vrednostmi. Ce različni za vsak model.
   • "Vrsta izpostavljenosti B je teren s hišami, drevesi ali drugimi neravninami, ki pokriva vsaj 20% okolice in se razteza od 1,6 km ali več od obravnavane lokacije."
   • "Stik tipa C je raven in na splošno dobro prezračen, sega 0,8 km ali več od obravnavanega mesta."
   • "Vrsta izpostavljenosti D je najbolj prizadet teren, ima povprečno hitrost vetra 129 km / h ali več in je raven teren brez ovir, obdan z velikimi vodami."

4. 

   Določite tlačni koeficient obravnavanega predmeta. Tlačni koeficient Cq je podoben koeficientu upora CD. Vlečna sila je sila vetra, ki deluje v smeri razpihovanja površine predmeta. Koeficient upora predstavlja upor predmeta v tekočini in je odvisen od oblike, velikosti in hrapavosti predmeta.
   • Standardni koeficient zračnega upora za dolge jeklenke je 1,2, za kratke valje pa 0,8, kar se običajno uporablja za antenske stebre v mnogih zgradbah.
   • Standardni koeficient zračnega upora za ravne plošče, kot so zgradbe, je 2,0 za dolge ravne plošče ali 1,4 za kratke ravne plošče.
   • Razlika med uporovnim koeficientom ravne plošče in valja je približno 0,6.
   • Koeficient upora nima enot.

5. 

   Določite stagnirajoči tlak vetra.Qs je tlak mirujočega vetra in se izračuna podobno kot izračun tlaka vetra v prejšnjih enačbah: Qs = 0,613 x V, Notri V je hitrost vetra v metrih na sekundo (m / s).
   • Če je na primer hitrost vetra 31 m / s, je tlak mirujočega vetra 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Drug način je uporaba standardov hitrosti vetra na različnih geografskih območjih. Na primer, po podatkih združenja Electronic Business Association (EIA) ima večina ZDA v regiji A hitrost vetra 38,7 m / s, vendar so obalna območja v coni B (44,7 m / s. ) ali cona C (50 m / s).

6. 

   Določite ključni dejavnik.lw je pomemben dejavnik in ga najdemo v tabeli 16-K v UBC. Je multiplikacijski faktor, ki se uporablja za izračun obremenitve, da se upoštevajo dejavniki uporabe stavbe. Če stavba vsebuje nevarne snovi, bo kritični faktor večji od stavbe za splošno uporabo.
   • Izračuni za stavbo s standardno uporabo bodo imeli faktor 1.

7. 

   Izračunajte obremenitev vetra. Z uporabo zgornjih vrednosti lahko zdaj z enačbo izračunate obremenitev vetra F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Vrednosti priključite na spremenljivke in izvedite izračune.
   • Recimo, da želite izračunati obremenitev vetra, ki deluje na anteno, ki je dolga 1 meter in premer 2 cm in ima hitrost vetra 31 m / s. Antena je nameščena na vrhu 15 m visoke stavbe na območju terena kontaktnega tipa B.
   • Začnite z izračunom predvidene površine. V tem primeru, A = l x š = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Odločno Ce. Glede na tabelo 16-G lahko z uporabo višine 15 m in topografije kontaktnega tipa B poiščemo gor Ce je 0,84.
   • Pri kratkih valjih je koeficient zračnega upora dober Cq je 0,8.
   • Izračunaj Qs: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Določite ključni dejavnik. To je standardna stavba lw = 1.
   • Namesto enačbe: F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw = 0,02 x 0,84 x 0,8 x 600 x 1 = 8 N.
   • 8 N je obremenitev vetra, ki deluje na anteno.
   oglas

Nasvet

• Vedeti morate, da se hitrost vetra spreminja na različnih višinah od tal. Hitrost vetra narašča z višino konstrukcije in bližje tlom, bolj neredno se spreminja, ker nanjo vplivajo strukture na tleh.
• Ne pozabite, da bo ta nenavadna sprememba zmanjšala natančnost izračunov obremenitve z vetrom.