Saturs

• Soļi
• Padoms

Vējš ir gaisa plūsma, kas pārvietojas gandrīz horizontālā virzienā no augsta spiediena līdz zemam spiedienam. Spēcīgs vējš var radīt lielu kaitējumu, jo tas rada spiedienu uz konstrukcijas virsmu. Šī spiediena intensitāti sauc par vēja slodzi. Vēja ietekme ir atkarīga no konstrukcijas lieluma un formas. Vēja slodze ir nepieciešams parametrs, lai varētu projektēt, būvēt ēkas ar labāku drošību un vēja izturību, kā arī uzstādīt objektus uz ēkas jumta, piemēram, antenas.

Soļi

1. metode no 3: aprēķiniet vēja slodzi, izmantojot vispārīgo formulu

1. 

   Nosakiet vispārinātu formulu. Vēja slodzes aprēķināšanas formula ir F = A x P x Cd, Iekšpusē F ir vēja spēks vai vēja slodze, A ir paredzētā platība, P ir vēja spiediens un CD ir pretestības koeficients. Šis vienādojums ir noderīgs, lai novērtētu vēja slodzi uz noteiktu objektu, taču tas neatbilst būvnormatīvu prasībām jaunas ēkas projektēšanai.

2. 

   
   
   Atrodiet projicēto laukumu A. Tas ir divdimensiju virsmas laukums, ko pūš vējš. Lai iegūtu precīzāku analīzi, jums jāatkārto aprēķini katrai ēkas pusei. Piemēram, ja ēkas rietumu puse ir 20 m, nomainiet šo vērtību A lai aprēķinātu vēja slodzi rietumu pusē.
   • Platības formula ir atkarīga no virsmas formas. Plakanām sienām izmantojiet formulu Platība = garums x augstums. Aptuveni kolonnas virsmas laukumu ar formulu Platība = diametrs x augstums.
   • SI sistēmā jums jāmēra A kvadrātmetrā (m).
   • Imperiālajos mērījumos jums jāmēra A kvadrātpēdās (pēdās).

3. 

   
   
   Aprēķiniet vēja spiedienu. Vienkāršā formula, lai aprēķinātu impērijas P svērto vēja spiedienu (mārciņas / kvadrātpēdas), ir tur V ir vēja ātrums jūdzēs stundā (mph). Lai atrastu vēja spiedienu SI sistēmā (ņūtons / kvadrātmetrs), izmantojiet un mēriet ātrumu V metros sekundē.
   • Šī formula ir atvasināta no Amerikas Būvinženieru asociācijas standarta komplekta. Faktors 0,00256 ir aprēķina rezultāts, pamatojoties uz tipiskām gaisa blīvuma un gravitācijas paātrinājuma vērtībām.
   • Inženieri izmanto precīzāku formulu, lai ņemtu vērā tādus faktorus kā apkārtne un apbūves tips. Aprēķinu formulu varat atrast ASCE 7-05 standarta komplektā vai izmantot zemāk esošo UBC formulu.
   • Ja nezināt, kāds ir vēja ātrums, pārbaudiet augstāko vēja ātrumu šajā apgabalā saskaņā ar Elektroniskās uzņēmējdarbības asociācijas (EIA) standartiem. Piemēram, lielākā daļa Amerikas Savienoto Valstu atrodas A zonā ar vēja ātrumu 38,7 m / s, bet piekrastes zonas atrodas B zonā (44,7 m / s) vai C zonā (50 m / s).

4. 

   
   
   Nosakiet aplūkojamā objekta pretestības koeficientu. Vilces spēks ir vēja spēks, kas iedarbojas uz ēku, un to regulē ēkas forma, virsmas raupjums un daudzi citi faktori. Inženieri bieži mēra pretestību tieši, izmantojot eksperimentus, taču, ja vēlaties novērtēt, varat meklēt objekta formai raksturīgo pretestības koeficientu. Piemēram:
   • Standarta pretestības koeficients gariem cilindriem ir 1,2, bet īsiem - 0,8. Šie faktori attiecas uz antenu turētāju piloniem uz daudzām ēkām.
   • Standarta pretestības koeficients plakaniem paneļiem, piemēram, ēkas virsmām, ir 2,0 garām plakanām loksnēm vai 1,4 īsiem plakaniem paneļiem.
   • Vilkšanas koeficientam nav vienību.

5. 

   Aprēķiniet vēja slodzi. Izmantojot iepriekš atrastās vērtības, tagad varat aprēķināt vēja slodzi, izmantojot vienādojumu F = A x P x Cd.
6. Pieņemsim, ka vēlaties aprēķināt vēja slodzi, kas iedarbojas uz antenu, kuras garums ir 1 metrs un diametrs - 2 cm, un vēja ātrums ir 31,3 m / s.
   • Sāciet, novērtējot paredzēto laukumu. Šajā gadījumā,
   • Aprēķiniet vēja spiedienu :.
   • Īsiem cilindriem pretestības koeficients ir 0,8.
   • Vienādojuma vietā:
   • 9,6 N ir vēja slodze, kas iedarbojas uz antenu.
   reklāma

2. metode no 3: aprēķiniet vēja slodzi, izmantojot Elektroniskās uzņēmējdarbības asociācijas formulu

1. 

   Identificējiet elektroniskās uzņēmējdarbības asociācijas izstrādāto formulu. Vēja slodzes aprēķināšanas formula ir F = A x P x Cd x Kz x Gh, Iekšā A projekcijas laukums, P ir vēja spiediens, CD ir pretestības koeficients, Kz ir iedarbības koeficients un GH ir vēja atsitiena koeficients. Šī vēja slodzes formula ņem vērā vairākus papildu parametrus, un to bieži izmanto, lai aprēķinātu vēja slodzi, kas iedarbojas uz antenu.

2. 

   Izprotiet formulu mainīgos. Lai efektīvi izmantotu šo formulu, vispirms ir jāsaprot katra mainīgā un tā vienības nozīme.
   • A, P un CD ir tāda pati nozīme kā vispārinātajā formulā.
   • Kz ir ekspozīcijas koeficients un tiek aprēķināts no augstuma no zemes līdz objekta viduspunktam. Vienība Kz ir skaitītājs.
   • GH ir atsitiena koeficients un tiek aprēķināts pēc objekta kopējā augstuma. Vienība GH ir 1 / m vai m.

3. 

   Nosakiet projicēto laukumu. Projicētā objekta platība ir atkarīga no tā formas un lieluma. Ja vējš pūš uz līdzenas sienas, projicētā platība ir vieglāka nekā apļveida objekts. Projicētā platība būs aptuveni vienāda ar vēja iedarbības laukumu. Skata laukuma aprēķināšanai nav formulas, taču to var novērtēt ar dažiem pamata aprēķiniem. Platības vienība ir m.
   • Plakanām sienām izmantojiet formulu Platība = garums x platums un izmēra sienas garumu un platumu, kur pūš vējš.
   • Cilindriem vai kolonnām jūs varat aptuveni norādīt laukumu pēc garuma un platuma. Šajā gadījumā platums ir cilindra vai kolonnas diametrs.

4. 

   Aprēķiniet vēja spiedienu. Vēja spiedienu aprēķina pēc formulas P = 0,613 x V, Iekšā V ir vēja ātrums metros sekundē (m / s). Vēja spiediena mērvienība ir ņūtons uz kvadrātmetru (N / m).
   • Piemēram, ja vēja ātrums ir 31,3 m / s, tad vēja spiediens ir 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Vēl viens veids, kā aprēķināt vēja spiedienu noteiktā ātrumā, ir izmantot vēja ātruma standartus dažādās ģeogrāfiskās teritorijās. Piemēram, saskaņā ar Elektroniskās uzņēmējdarbības asociācijas (EIA) datiem lielākajā daļā ASV A reģionā vēja ātrums ir 38,7 m / s, bet piekrastes apgabali atrodas B zonā (44,7 m / s). ) vai C zona (50 m / s).

5. 

   Nosakiet aplūkojamā objekta pretestības koeficientu. Velkošais spēks ir vēja spēks, kas darbojas pūšanas virzienā uz objekta virsmu. Vilkšanas koeficients atspoguļo objekta pretestību šķidrumā un ir atkarīgs no objekta formas, lieluma un raupjuma.
   • Standarta pretestības koeficients gariem cilindriem ir 1,2, bet īsiem - 0,8, ko parasti piemēro daudzu ēku antenu stabiem.
   • Standarta pretestības koeficients plakaniem paneļiem, piemēram, ēkas virsmām, ir 2,0 garām plakanām loksnēm vai 1,4 īsiem plakaniem paneļiem.
   • Starpība starp plakanas plāksnes un cilindra pretestības koeficientu ir aptuveni 0,6.
   • Vilkšanas koeficientam nav vienību.

6. 

   Aprēķiniet ekspozīcijas koeficientu Kz.Kz aprēķina pēc formulas, kurā z ir augstums no zemes līdz objekta viduspunktam.
   • Piemēram, ja jums ir antena, kas ir 1 metru gara un 15 metru attālumā no zemes, z būs 14,5 m.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Aprēķiniet vēja atsitiena koeficientu GH. Vēja atsitiena koeficientu aprēķina pēc formulas Gh = 0,65 + 0,6 /, Iekšpusē H ir objekta augstums.
   • Piemēram, ja jums ir antena, kas ir 1 metru gara un 15 metru attālumā no zemes, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Aprēķiniet vēja slodzi. Izmantojot iepriekš atrastās vērtības, tagad varat aprēķināt vēja slodzi, izmantojot vienādojumu F = A x P x Cd x Kz x Gh. Pievienojiet vērtības mainīgajiem un veiciet aprēķinus.
   • Pieņemsim, ka vēlaties aprēķināt vēja slodzi, kas iedarbojas uz antenu, kuras garums ir 1 metrs un diametrs - 2 cm, un vēja ātrums ir 31,3 m / s. Antena atrodas virs 15m augstas ēkas.
   • Sāciet ar aprēķinātā laukuma aprēķināšanu. Šajā gadījumā, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Aprēķiniet vēja spiedienu: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Īsiem cilindriem pretestības koeficients ir 0,8.
   • Aprēķiniet iedarbības koeficientu: Kz = = = 0,8 m.
   • Aprēķiniet vēja atsitiena koeficientu: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Vienādojuma vietā: 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 ir vēja slodze, kas iedarbojas uz antenu.
   reklāma

3. metode no 3: aprēķiniet vēja slodzi pēc standarta komplekta UBC-97 (vienotais būvnormatīvs) formulas.

1. 

   Nosakiet UBC-97 formulu. Šī formula tika uzbūvēta 1997. gadā, izmantojot vēja slodzes aprēķināšanas standartu UBC (Uniform Building Code). Formula ir F = A x P, Iekšpusē A ir paredzētā platība un P vēja spiediens; bet šai formulai ir cits veids, kā aprēķināt vēja spiedienu.
   • Vēja spiedienu (N / m) aprēķina pēc formulas P = Ce x Cq x Qs x Iw, Iekšpusē Ce ir vēja augstuma, ekspozīcijas un atsitiena faktors, Kv ir spiediena koeficients (ekvivalents pretestības koeficientam divos iepriekšējos vienādojumos), Qs ir stāvošs vēja spiediens, un lw ir svarīgs faktors. Visas šīs vērtības var aprēķināt vai meklēt no attiecīgajām tabulām.

2. 

   Nosakiet projicēto laukumu. Projicētā objekta platība ir atkarīga no tā formas un lieluma. Ja vējš pūš uz līdzenas sienas, projicētā platība ir vieglāka nekā apļveida objekts. Projicētā platība būs aptuveni vienāda ar vēja iedarbības laukumu. Skata laukuma aprēķināšanai nav formulas, taču to var novērtēt ar dažiem pamata aprēķiniem. Platības vienība ir m.
   • Plakanām sienām izmantojiet formulu Platība = garums x platums un izmēra sienas garumu un platumu, kur pūš vējš.
   • Cilindriem vai kolonnām jūs varat aptuveni norādīt laukumu pēc garuma un platuma. Šajā gadījumā platums ir cilindra vai kolonnas diametrs.

3. 

   Noteikts Ce, kombinētais augstuma, ekspozīcijas un vēja atsitiena koeficients. Šī vērtība tiek meklēta no UBC 16.-G tabulas, un tajā tiek ņemti vērā trīs ar reljefu saistīti iedarbības veidi ar augstumu un vērtībām. Ce katram modelim atšķirīgs.
   • "B ekspozīcijas veids ir reljefs ar mājām, kokiem vai citiem nelīdzenumiem, kas aptver vismaz 20% no apkārtējās teritorijas un stiepjas no 1,6 km vai vairāk no apskatāmās vietas."
   • "C kontakta tips ir līdzens un parasti labi vēdināms, stiepjas 0,8 km vai vairāk no apskatāmās vietas."
   • "D ekspozīcijas tips ir vissmagāk skartā reljefa teritorija, vidējais vēja ātrums ir 129 km / h vai lielāks un plakana reljefa tips bez šķēršļiem, ko ieskauj lieli ūdeņi."

4. 

   Nosakiet aplūkojamā objekta spiediena koeficientu. Spiediena koeficients Kv ir līdzīgs pretestības koeficientam CD. Velkošais spēks ir vēja spēks, kas darbojas pūšanas virzienā uz objekta virsmu. Vilkšanas koeficients atspoguļo objekta pretestību šķidrumā un ir atkarīgs no objekta formas, lieluma un raupjuma.
   • Standarta pretestības koeficients gariem cilindriem ir 1,2, bet īsiem - 0,8, ko parasti piemēro daudzu ēku antenu stabiem.
   • Standarta pretestības koeficients plakaniem paneļiem, piemēram, ēkas virsmām, ir 2,0 garām plakanām loksnēm vai 1,4 īsiem plakaniem paneļiem.
   • Starpība starp plakanas plāksnes un cilindra pretestības koeficientu ir aptuveni 0,6.
   • Vilkšanas koeficientam nav vienību.

5. 

   Nosakiet vēja nemainīgo spiedienu.Qs ir stāvošs vēja spiediens un tiek aprēķināts līdzīgi kā vēja spiediena aprēķins iepriekšējos vienādojumos: Qs = 0,613 x V, Iekšpusē V ir vēja ātrums metros sekundē (m / s).
   • Piemēram, ja vēja ātrums ir 31 m / s, stāvošs vēja spiediens ir 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Vēl viens veids ir izmantot vēja ātruma standartus dažādās ģeogrāfiskās teritorijās. Piemēram, saskaņā ar Elektroniskās uzņēmējdarbības asociācijas (EIA) datiem lielākajā daļā ASV A reģionā vēja ātrums ir 38,7 m / s, bet piekrastes apgabali atrodas B zonā (44,7 m / s). ) vai C zona (50 m / s).

6. 

   Nosakiet galveno faktoru.lw ir svarīgs koeficients, un to var meklēt no UBC 16-K tabulas. Tas ir reizinātājs, ko izmanto, lai aprēķinātu slodzi, lai ņemtu vērā ēkas izmantošanas faktorus. Ja ēkā ir bīstami materiāli, kritiskais faktors būs lielāks nekā vispārējai lietošanai paredzēta ēka.
   • Aprēķiniem ēkai ar standarta lietojumu koeficients ir 1.

7. 

   Aprēķiniet vēja slodzi. Izmantojot iepriekš atrastās vērtības, tagad varat aprēķināt vēja slodzi, izmantojot vienādojumu F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Pievienojiet vērtības mainīgajiem un veiciet aprēķinus.
   • Pieņemsim, ka vēlaties aprēķināt vēja slodzi, kas iedarbojas uz 1 metru garu un 2 cm diametra antenu, 31 m / s vēja ātrumu. Antena ir novietota 15 m augstas ēkas augšdaļā apgabalā ar B kontakta tipa reljefu.
   • Sāciet ar aprēķinātā laukuma aprēķināšanu. Šajā gadījumā, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Noteikts Ce. Saskaņā ar 16.-G tabulu, izmantojot 15 m augstumu un B kontakta tipa topogrāfiju, mēs varam uzmeklēt Ce ir 0,84.
   • Īsiem cilindriem pretestības koeficients ir labs Kv ir 0,8.
   • Aprēķiniet Qs: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Nosakiet galveno faktoru. Šī ir standarta ēka lw = 1.
   • Vienādojuma vietā: 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 ir vēja slodze, kas iedarbojas uz antenu.
   reklāma

Padoms

• Jums jāzina, ka vēja ātrums mainās dažādos augstumos no zemes. Vēja ātrums palielinās līdz ar konstrukcijas augstumu un tuvāk zemei, jo nepastāvīgākas izmaiņas, jo to ietekmē uz zemes esošās konstrukcijas.
• Atcerieties, ka tieši šīs nepastāvīgās variācijas samazinās vēja slodzes aprēķinu precizitāti.