Sådan beregnes vindbelastninger fra vindhastigheder

En vindbelastning refererer til intensiteten af den kraft, som vinden anvender på en struktur. Selvom du kan bruge en simpel formel til at beregne vindbelastninger fra vindhastighed, skal bygningsdesignere, ingeniører og konstruktører indarbejde mange yderligere beregninger for at sikre, at deres strukturer ikke sprænger i en høj vind.
Wind Pressure

Du kan få en generel idé om trykket på en 1 fod – for-1 fots sektion af en struktur ved hjælp af følgende formel: vindtryk pr. Kvadratfod \u003d 0,00256 x kvadratet af vindhastigheden. F.eks. Skaber en vindhastighed på 40 km pr. Time (mph) et tryk på (0,00256 x (40) ^ 2) \u003d 4,096 pund pr. Kvadratfod (psf). I henhold til denne formel skal en konstruktion beregnet til at modstå 100 mph vinde bygges for at modstå et vindtryk på 25,6 psf. Flere websteder tilbyder multifaktor online-regnemaskiner til at bestemme vindtryk på standardkonstruktioner.
Trækkoefficient

Ved oversættelse af vindtryk til vindbelastning skal der tages højde for strukturen, der bestemmer dens trækkoefficient (Cd), et mål for vindmodstand. Ingeniører har udarbejdet standard Cd-værdier for forskellige former. For eksempel har en flad overflade en Cd på 2,0, mens Cd'en for en lang cylinder er 1,2. Komplekse former kræver omhyggelig analyse og test for at bestemme deres Cd-værdier. F.eks. Bruger bilproducenter vindtunneler til at finde et køretøjs cd.
Load Is a Force -

Bevæbnet med tryk og trækdata, kan du finde vindbelastningen ved hjælp af følgende formel: kraft \u003d område ", 3, [[Ved hjælp af eksemplet med en flad del af en struktur kan området - eller længde x bredde - indstilles til 1 kvadratfod, hvilket resulterer i en vindbelastning på 1 x 25,6 x 2 \u003d 51,2 psf for en 100 mph vind. En 10-fod-ved-12-fods væg hævder et areal på 120 kvadratfod, hvilket betyder, at den skulle modstå en 100 mph vindbelastning på 120 x 51,2 \u003d 6144 psf. I den virkelige verden bruger ingeniører formler, der er mere sofistikerede og indeholder yderligere variabler.
Andre variabler

Ingeniører skal redegøre for, at vindhastighed kan variere med højde over jorden, atmosfærisk tryk, terræn, temperatur, isdannelse, effekten af vindstød og andre variabler. Forskellige myndigheder offentliggør modstridende Cd-værdier, som kan give forskellige resultater afhængigt af den valgte myndighed. Ingeniører "overbygger" strukturer normalt, så de kan modstå vindbelastninger ud over den maksimale vindhastighed, der forventes på konstruktionens placering. Forskellige belastninger gælder for vinde, der blæser på en struktur fra siden, bag, over eller nedenfor.