Turinys

• Žingsniai
• Patarimas

Vėjas yra oro srovė, judanti beveik horizontalia kryptimi nuo aukšto slėgio iki žemo slėgio. Stiprus vėjas gali padaryti didelę žalą, nes daro spaudimą konstrukcijos paviršiui. Šio slėgio intensyvumas vadinamas vėjo apkrova. Vėjo įtaka priklauso nuo konstrukcijos dydžio ir formos. Vėjo apkrova yra būtinas parametras, kad būtų galima suprojektuoti, pastatyti pastatus su geresniu saugumu ir atsparumu vėjui ir įrengti objektus, tokius kaip antenos, ant pastato stogo.

Žingsniai

1 metodas iš 3: Apskaičiuokite vėjo apkrovą pagal bendrą formulę

1. 

   Nustatykite apibendrintą formulę. Vėjo apkrovos apskaičiavimo formulė yra F = A x P x Cd, Viduje F yra vėjo jėga arba vėjo apkrova, A yra numatomas plotas, P yra vėjo slėgis ir Kompaktinis diskas yra pasipriešinimo koeficientas. Ši lygtis yra naudinga norint įvertinti vėjo apkrovą tam tikram objektui, tačiau neatitinka statybų kodekso reikalavimų projektuojant naują pastatą.

2. 

   
   
   Raskite projektuojamą plotą A. Tai yra dviejų matmenų paviršiaus plotas, kurį pučia vėjas. Norėdami atlikti tikslesnę analizę, turite pakartoti skaičiavimus kiekvienai pastato pusei. Pavyzdžiui, jei vakarinė pastato pusė yra 20 m, pakeiskite šią vertę A apskaičiuoti vėjo apkrovą vakarų pusėje.
   • Ploto formulė priklauso nuo paviršiaus formos. Jei naudojate plokščias sienas, naudokite formulę Plotas = ilgis x aukštis. Apytiksliai nustatykite kolonos paviršiaus plotą naudodami formulę Plotas = skersmuo x aukštis.
   • SI sistemoje reikia matuoti A kvadratiniais metrais (m).
   • Imperijos matavimuose reikia matuoti A kvadratinėmis pėdomis (pėdomis).

3. 

   
   
   Apskaičiuokite vėjo slėgį. Čia yra paprasta imperijos P svertinio vėjo slėgio (svarų / kvadratinių pėdų) apskaičiavimo formulė V yra vėjo greitis myliomis per valandą (mph). Norėdami rasti vėjo slėgį SI sistemoje (Niutonas / kvadratinis metras), naudokite ir išmatuokite greitį V metrais per sekundę.
   • Ši formulė yra kilusi iš Amerikos statybos inžinierių asociacijos standartų rinkinio. Koeficientas 0,00256 yra apskaičiavimo, pagrįsto tipinėmis oro tankio ir gravitacinio pagreičio vertėmis, rezultatas.
   • Inžinieriai naudoja tikslesnę formulę atsižvelgdami į tokius veiksnius kaip aplinkinis reljefas ir pastato tipas. Skaičiavimo formulę galite rasti standartiniame ASCE 7-05 rinkinyje arba naudoti toliau pateiktą UBC formulę.
   • Jei nežinote, koks yra vėjo greitis, patikrinkite didžiausią vėjo greitį šioje srityje pagal Elektroninio verslo asociacijos (PAV) standartus. Pavyzdžiui, didžioji dalis Jungtinių Valstijų yra A zonoje, kurios vėjo greitis yra 38,7 m / s, tačiau pakrantės zonos yra B zonoje (44,7 m / s) arba C zonoje (50 m / s).

4. 

   
   
   Nustatykite nagrinėjamo objekto atsparumo koeficientą. Traukimo jėga yra vėjo jėga, veikianti pastatą, valdoma pastato formos, paviršiaus šiurkštumo ir daugelio kitų veiksnių. Inžinieriai dažnai matuoja pasipriešinimą tiesiogiai atlikdami eksperimentus, tačiau jei norite įvertinti, galite ieškoti tipinio objekto geometrijos pasipriešinimo koeficiento. Pavyzdžiui:
   • Standartinis ilgų cilindrų pasipriešinimo koeficientas yra 1,2, o trumpų - 0,8. Šie veiksniai taikomi antenos laikiklių stulpams ant daugelio pastatų.
   • Standartinis plokščių plokščių, tokių kaip pastato paviršiai, pasipriešinimo koeficientas yra 2,0 ilgiems plokštiems lakštams arba 1,4 trumpų plokščių plokščių atveju.
   • Pasipriešinimo koeficientas neturi vienetų.

5. 

   Apskaičiuokite vėjo apkrovą. Naudodami aukščiau pateiktas reikšmes, dabar galite apskaičiuoti vėjo apkrovą naudodami lygtį F = A x P x Cd.
6. Tarkime, kad norite apskaičiuoti vėjo apkrovą, veikiančią 1 m ilgio ir 2 cm skersmens anteną, kurios vėjo greitis yra 31,3 m / s.
   • Pradėkite įvertindami numatomą plotą. Tokiu atveju,
   • Apskaičiuokite vėjo slėgį :.
   • Trumpų cilindrų pasipriešinimo koeficientas yra 0,8.
   • Vietoj lygties:
   • 9,6 N yra anteną veikianti vėjo apkrova.
   skelbimas

2 metodas iš 3: Apskaičiuokite vėjo apkrovą pagal Elektroninio verslo asociacijos formulę

1. 

   Nurodykite elektroninio verslo asociacijos sukurtą formulę. Vėjo apkrovos apskaičiavimo formulė yra F = A x P x Cd x Kz x Gh, Viduje A projekcijos plotas, P yra vėjo slėgis, Kompaktinis diskas yra pasipriešinimo koeficientas, Kz yra poveikio koeficientas ir GH yra vėjo atsitraukimo koeficientas. Ši vėjo apkrovos formulė atsižvelgia į keletą papildomų parametrų ir dažnai naudojama apskaičiuojant anteną veikiančią vėjo apkrovą.

2. 

   Supraskite formulių kintamuosius. Norėdami efektyviai naudoti šią formulę, pirmiausia turite suprasti kiekvieno kintamojo ir jo vieneto reikšmę.
   • A, P ir Kompaktinis diskas turi tą pačią reikšmę kaip apibendrintoje formulėje.
   • Kz yra ekspozicijos koeficientas ir apskaičiuojamas nuo aukščio nuo žemės iki objekto vidurio taško. Vienetas Kz yra skaitiklis.
   • GH yra atatrankos koeficientas ir apskaičiuojamas pagal bendrą objekto aukštį. Vienetas GH yra 1 / m arba m.

3. 

   Nustatykite projektuojamą plotą. Projektuojamas objekto plotas priklauso nuo jo formos ir dydžio. Jei vėjas pučia ant plokščios sienos, projektuojamas plotas yra lengvesnis nei apskritas objektas. Projektuojamas plotas bus maždaug lygus plotui, kurį veikia vėjas. Nėra formulės rodinio plotui apskaičiuoti, tačiau galite jį įvertinti atlikdami keletą pagrindinių skaičiavimų. Ploto vienetas yra m.
   • Plokščioms sienoms naudokite formulę Plotas = ilgis x plotis ir išmatuokite sienos, kurioje pučiamas vėjas, ilgį ir plotį.
   • Jei tai cilindrai ar kolonos, galite apytiksliai nustatyti plotą pagal ilgį ir plotį. Šiuo atveju plotis yra cilindro ar kolonos skersmuo.

4. 

   Apskaičiuokite vėjo slėgį. Vėjo slėgis apskaičiuojamas pagal formulę P = 0,613 x V, Viduje V yra vėjo greitis metrais per sekundę (m / s). Vėjo slėgio vienetas yra Niutonas kvadratiniam metrui (N / m).
   • Pavyzdžiui, jei vėjo greitis yra 31,3 m / s, vėjo slėgis yra 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Kitas būdas apskaičiuoti vėjo slėgį tam tikru greičiu yra vėjo greičio standartų naudojimas skirtingose ​​geografinėse vietovėse. Pavyzdžiui, elektroninio verslo asociacijos (PAV) duomenimis, daugumoje JAV A regione vėjo greitis yra 38,7 m / s, tačiau pakrantės zonos yra B zonoje (44,7 m / s). ) arba C zona (50 m / s).

5. 

   Nustatykite nagrinėjamo objekto atsparumo koeficientą. Traukimo jėga yra vėjo jėga, veikianti objekto pūtimo kryptimi. Pasipriešinimo koeficientas nurodo skysčio objekto atsparumą ir priklauso nuo objekto formos, dydžio ir šiurkštumo.
   • Standartinis ilgų cilindrų pasipriešinimo koeficientas yra 1,2, o trumpiems - 0,8, kuris paprastai taikomas antenos stulpams ant daugelio pastatų.
   • Standartinis plokščių plokščių, tokių kaip pastato paviršiai, pasipriešinimo koeficientas yra 2,0 ilgiems plokštiems lakštams arba 1,4 trumpų plokščių plokščių atveju.
   • Plokščios plokštės ir cilindro varžos koeficiento skirtumas yra maždaug 0,6.
   • Pasipriešinimo koeficientas neturi vienetų.

6. 

   Apskaičiuokite poveikio koeficientą Kz.Kz apskaičiuojamas pagal formulę, kurioje z yra aukštis nuo žemės iki objekto vidurio taško.
   • Pvz., Jei turite 1 metro ilgio ir 15 metrų nuo žemės anteną, z bus 14,5 m.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Apskaičiuokite vėjo atsitraukimo koeficientą GH. Vėjo atsitraukimo koeficientas apskaičiuojamas pagal formulę Gh = 0,65 + 0,6 /, Viduje H yra objekto aukštis.
   • Pvz., Jei turite 1 metro ilgio ir 15 metrų nuo žemės anteną, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Apskaičiuokite vėjo apkrovą. Naudodami aukščiau pateiktas reikšmes, dabar galite apskaičiuoti vėjo apkrovą naudodami lygtį F = A x P x Cd x Kz x Gh. Įjunkite reikšmes į kintamuosius ir atlikite skaičiavimus.
   • Tarkime, kad norite apskaičiuoti vėjo apkrovą, veikiančią 1 m ilgio ir 2 cm skersmens anteną, kurios vėjo greitis yra 31,3 m / s. Antena yra 15 m aukščio pastato viršuje.
   • Pradėkite apskaičiuodami numatomą plotą. Tokiu atveju, A = l x g = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Apskaičiuokite vėjo slėgį: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Trumpų cilindrų pasipriešinimo koeficientas yra 0,8.
   • Apskaičiuokite poveikio koeficientą: Kz = = = 0,8 m.
   • Apskaičiuokite vėjo atsitraukimo koeficientą: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Vietoj lygties: 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 yra anteną veikianti vėjo apkrova.
   skelbimas

3 metodas iš 3: Apskaičiuokite vėjo apkrovą pagal standartinio rinkinio UBC-97 (vienodo statybos kodekso) formulę.

1. 

   Nustatykite UBC-97 formulę. Ši formulė buvo sukurta 1997 m. Pagal UBC (vienodą statybų kodeksą) standartą, apskaičiuojant vėjo apkrovą. Formulė yra F = A x P, Viduje A yra numatomas plotas ir P vėjo slėgis; bet ši formulė turi kitą būdą apskaičiuoti vėjo slėgį.
   • Vėjo slėgis (N / m) apskaičiuojamas pagal formulę P = Ce x Cq x Qs x Iw, Viduje Ce yra bendras vėjo aukščio, apšvitos ir atsitraukimo koeficientas, Kv yra slėgio koeficientas (ekvivalentiškas pasipriešinimo koeficientui dviejose aukščiau pateiktose lygtyse), Klausimai yra nejudantis vėjo slėgis ir lw yra svarbus veiksnys. Visas šias vertes galima apskaičiuoti arba ieškoti iš atitinkamų lentelių.

2. 

   Nustatykite projektuojamą plotą. Projektuojamas objekto plotas priklauso nuo jo formos ir dydžio. Jei vėjas pučia ant plokščios sienos, projektuojamas plotas yra lengvesnis nei apskritas objektas. Projektuojamas plotas bus maždaug lygus plotui, kurį veikia vėjas. Nėra formulės rodinio plotui apskaičiuoti, tačiau galite jį įvertinti atlikdami keletą pagrindinių skaičiavimų. Ploto vienetas yra m.
   • Plokščioms sienoms naudokite formulę Plotas = ilgis x plotis ir išmatuokite sienos, kurioje pučiamas vėjas, ilgį ir plotį.
   • Jei tai cilindrai ar kolonos, galite apytiksliai nustatyti plotą pagal ilgį ir plotį. Šiuo atveju plotis yra cilindro ar kolonos skersmuo.

3. 

   Atkaklus Ce, bendras aukščio, ekspozicijos ir vėjo atatrankos koeficientas. Ši vertė paimta iš UBC 16-G lentelės ir atsižvelgiama į tris su reljefu susijusius poveikio tipus, nurodant aukštį ir vertes. Ce kiekvienam modeliui skirtingi.
   • "B ekspozicijos tipas yra vietovė su namais, medžiais ar kitais nelygumais, apimanti mažiausiai 20% aplinkinio ploto ir besitęsianti nuo 1,6 km ar daugiau nuo nagrinėjamos vietos."
   • „C tipo kontaktas yra plokščias ir paprastai gerai vėdinamas, nusidriekęs 0,8 km ar daugiau nuo svarstomos vietos.“
   • "D poveikio tipas yra labiausiai paveikta vietovė, jos vidutinis vėjo greitis yra 129 km / h ar didesnis, o plokščio tipo vietovė be kliūčių, apsupta didelių vandenų."

4. 

   Nustatykite nagrinėjamo objekto slėgio koeficientą. Slėgio koeficientas Kv yra panašus į pasipriešinimo koeficientą Kompaktinis diskas. Traukimo jėga yra vėjo jėga, veikianti objekto pūtimo kryptimi. Pasipriešinimo koeficientas nurodo skysčio objekto atsparumą ir priklauso nuo objekto formos, dydžio ir šiurkštumo.
   • Standartinis ilgų cilindrų pasipriešinimo koeficientas yra 1,2, o trumpiems - 0,8, kuris paprastai taikomas antenos stulpams ant daugelio pastatų.
   • Standartinis plokščių plokščių, tokių kaip pastato paviršiai, pasipriešinimo koeficientas yra 2,0 ilgiems plokštiems lakštams arba 1,4 trumpų plokščių plokščių atveju.
   • Plokščios plokštės ir cilindro varžos koeficiento skirtumas yra maždaug 0,6.
   • Pasipriešinimo koeficientas neturi vienetų.

5. 

   Nustatykite stovintį vėjo slėgį.Klausimai yra nejudantis vėjo slėgis ir apskaičiuojamas panašiai kaip vėjo slėgio apskaičiavimas ankstesnėse lygtyse: Qs = 0,613 x V, Viduje V yra vėjo greitis metrais per sekundę (m / s).
   • Pavyzdžiui, jei vėjo greitis yra 31 m / s, stovintis vėjo slėgis yra 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Kitas būdas yra naudoti vėjo greičio standartus skirtingose ​​geografinėse vietovėse. Pavyzdžiui, elektroninio verslo asociacijos (PAV) duomenimis, daugumoje JAV A regione vėjo greitis yra 38,7 m / s, tačiau pakrantės zonos yra B zonoje (44,7 m / s). ) arba C zona (50 m / s).

6. 

   Nustatykite pagrindinį veiksnį.lw yra svarbus koeficientas ir jo galima ieškoti pagal 16-K lentelę UBC. Tai daugiklio koeficientas, naudojamas apskaičiuojant apkrovą, siekiant atsižvelgti į pastato naudojimo veiksnius. Jei pastate yra pavojingų medžiagų, kritinis veiksnys bus didesnis nei bendrojo naudojimo pastatas.
   • Apskaičiuojant standartinio naudojimo pastatą, koeficientas bus 1.

7. 

   Apskaičiuokite vėjo apkrovą. Naudodami aukščiau pateiktas reikšmes, dabar galite apskaičiuoti vėjo apkrovą naudodami lygtį F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Įjunkite reikšmes į kintamuosius ir atlikite skaičiavimus.
   • Tarkime, kad norite apskaičiuoti vėjo apkrovą, veikiančią 1 metro ilgio ir 2 cm skersmens anteną, 31 m / s vėjo greitį. Antena dedama ant 15 m aukščio pastato, esančio B tipo reljefo srityje, viršuje.
   • Pradėkite apskaičiuodami numatomą plotą. Tokiu atveju, A = l x g = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Atkaklus Ce. Pagal 16-G lentelę, naudodami 15 m aukštį ir B kontakto tipo topografiją, galime ieškoti Ce yra 0,84.
   • Trumpiems cilindrams pasipriešinimo koeficientas yra geras Kv yra 0,8.
   • Apskaičiuoti Klausimai: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Nustatykite pagrindinį veiksnį. Tai yra standartinis pastatas lw = 1.
   • Vietoj lygties: 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 yra anteną veikianti vėjo apkrova.
   skelbimas

Patarimas

• Turėtumėte žinoti, kad vėjo greitis keičiasi skirtinguose aukščiuose nuo žemės. Vėjo greitis didėja, kai konstrukcijos aukštis ir arčiau žemės, tuo labiau pokyčiai yra nepastovūs, nes tam įtakos turi ant žemės esančios konstrukcijos.
• Atminkite, kad būtent ši nepastovi variacija sumažins vėjo apkrovos skaičiavimų tikslumą.