Sisältö
Tuulenkuormalla tarkoitetaan voiman voimakkuutta, jota tuuli kohdistaa rakenteeseen. Vaikka voit käyttää yksinkertaista kaavaa tuulen kuormituksen laskemiseksi tuulen nopeudesta, rakennussuunnittelijoiden, insinöörien ja rakentajien on sisällytettävä monia lisälaskelmia varmistaakseen, että niiden rakenteet eivät puhalta voimakkaassa tuulessa.
Tuulen paine
Voit saada yleiskuvan paineesta rakenteen yhden jalan jalan jalan osasta käyttämällä seuraavaa kaavaa: tuulen paine neliöjalkaa kohti = 0,00256 x tuulen nopeuden neliö. Esimerkiksi tuulen nopeus 40 mailia tunnissa (mph) luo paineen (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 paunaa neliöjalkaa kohti (psf). Tämän kaavan mukaan rakenne, joka on tarkoitettu kestämään 100 mph tuulet, on rakennettava kestämään tuulen paine 25,6 psf. Useat verkkosivustot tarjoavat monitekijäisiä online-laskimia vakiorakenteiden tuulenpaineiden määrittämiseksi.
Ilmanvastuskerroin
Tuulen paineen muuntamiseksi tuulenkuormitukseksi on otettava huomioon rakenteen muoto, joka määrää sen vetokerroin (Cd), tuulen vastusmitta. Insinöörit ovat laatineet vakio-Cd-arvot eri muotoille. Esimerkiksi litteän pinnan Cd on 2,0, kun taas pitkän sylinterin Cd on 1,2. Cd on puhdas luku ilman yksiköitä. Monimutkaiset muodot vaativat huolellista analysointia ja testausta niiden Cd-arvojen määrittämiseksi. Esimerkiksi autoteollisuus käyttää tuulen tunneleita ajoneuvon CD: n löytämiseen.
Kuorma on voima
Varustettuna paine- ja vetotiedoilla, voit löytää tuulenkuorman seuraavan kaavan avulla: voima = pinta-ala x paine x Cd. Esimerkiksi rakenteen tasaisesta osasta alue - tai pituus x leveys - voidaan asettaa arvoon 1 neliöjalka, mikä johtaa tuulen kuormaan 1 x 25,6 x 2 = 51,2 psf 100 mph tuulen suhteen. 10 jalan - 12 jalan seinän pinta-ala on 120 neliöjalkaa, mikä tarkoittaa, että sen olisi kestettävä 100 mph tuulenkuorma, joka on 120 x 51,2 = 6 144 psf. Todellisessa maailmassa insinöörit käyttävät hienostuneempia kaavoja, jotka sisältävät lisämuuttujia.
Muut muuttujat
Insinöörien on otettava huomioon se seikka, että tuulen nopeus voi vaihdella maanpinnan korkeuden, ilmakehän paineen, maaston, lämpötilan, jään muodostumisen, puuskien vaikutuksen ja muiden muuttujien mukaan. Eri viranomaiset julkaisevat ristiriitaiset Cd-arvot, jotka voivat antaa erilaisia tuloksia valitusta viranomaisesta riippuen. Insinöörit yleensä ”rakentavat” rakenteita yli, jotta he kestävät tuulenkuormat, jotka ylittävät rakenteiden sijaintipaikan oletetun enimmäisnopeuden. Eri kuormat kohdistuvat tuuliin, jotka puhaltavat rakenteeseen sivulta, takaa, ylä- tai alapuolelta.