Tartalom

• Lépések
• Tanács

A szél olyan légáram, amely szinte vízszintes irányban mozog a magas nyomástól az alacsony nyomásig. Az erős szél nagy károkat okozhat, mivel nyomást gyakorol a szerkezet felületére. Ennek a nyomásnak az intenzitását szélterhelésnek nevezzük. A szél hatása a szerkezet méretétől és alakjától függ. A szélterhelés szükséges paraméter ahhoz, hogy jobb biztonsággal és szélállósággal rendelkező épületeket tervezhessünk, építhessünk, és olyan tárgyakat szereljünk fel az épület tetejére, mint antennák.

Lépések

1/3 módszer: Számítsa ki a szélterhelést az általános képlet segítségével

1. 

   Határozza meg az általánosított képletet. A szélterhelés kiszámításának képlete: F = A x P x Cd, Belül F szélerő vagy szélterhelés, A a tervezett terület, P a szélnyomás, és CD a húzó együttható. Ez az egyenlet hasznos egy adott objektum szélterhelésének becsléséhez, de nem felel meg az építési előírásoknak az új épület tervezésére vonatkozó követelményeinek.

2. 

   
   
   Keresse meg a kivetített területet A. Ez a kétdimenziós felület területe, amelyet a szél fúj. A pontosabb elemzéshez meg kell ismételnie a számítást az épület mindkét oldalára. Például, ha az épület nyugati oldala 20 m, cserélje ki ezt az értéket A a nyugati oldal szélterhelésének kiszámításához.
   • A terület képlete a felület alakjától függ. Sík falak esetén használja a Terület = hossz x magasság képletet. Körülbelül adja meg az oszlop felületét a következő képlettel: Terület = átmérő x magasság.
   • Az SI rendszerben mérni kell A négyzetméterben (m).
   • A birodalmi méréseknél meg kell mérni A négyzetláb (ft).

3. 

   
   
   Számítsa ki a szél nyomását. A császári P-súlyozott szélnyomás (font / négyzetláb) kiszámításának egyszerű képlete benne van V a szélsebesség mérföld / óra (mph). A SI nyomás (Newton / négyzetméter) kiszámításához használja és méri a sebességet V másodpercenként méterben.
   • Ez a képlet az Amerikai Építőmérnökök Szövetségének szabványkészletéből származik. A 0,00256 tényező a légsűrűség és a gravitációs gyorsulás tipikus értékein alapuló számítás eredménye.
   • A mérnökök pontosabb képletet alkalmaznak olyan tényezők figyelembevételére, mint a környező terep és az épület típusa. A számítási képletet megtalálhatja az ASCE 7-05 szabványkészletben, vagy használhatja az alábbi UBC képletet.
   • Ha nem tudja, mi a szél sebessége, ellenőrizze a környéken a legnagyobb szélsebességet az Elektronikus Üzleti Szövetség (EIA) szabványainak megfelelően. Például az Egyesült Államok nagy része az A zónában van, szélsebessége 38,7 m / s, de a part menti területek a B zónában (44,7 m / s) vagy a C zónában (50 m / s) vannak.

4. 

   
   
   Határozza meg a vizsgált tárgy ellenállási együtthatóját. A húzóerő az épületre ható szél ereje, amelyet az épület alakja, a felületi érdesség és sok más tényező irányít. A mérnökök gyakran kísérletekkel mérik az ellenállást, de ha meg akarja becsülni, megkeresheti az objektumgeometria tipikus ellenállási együtthatóját. Például:
   • A hosszú hengerek szokásos ellenállási együtthatója 1,2, a rövid hengereknél pedig 0,8. Ezek a tényezők az antenna alapjára vonatkoznak, amely sok épületen tartja az antennát.
   • A sík panelek, például az épületfelületek szokásos ellenállási együtthatója hosszú lapos lapok esetén 2,0, rövid sík panelek esetén pedig 1,4.
   • A húzási együtthatónak nincs egysége.

5. 

   Számítsa ki a szélterhelést. A fenti értékek felhasználásával most kiszámíthatja a szélterhelést egy egyenlet segítségével F = A x P x Cd.
6. Tegyük fel, hogy egy 1 méter hosszú és 2 cm átmérőjű, 31,3 m / s szélsebességű antennára ható szélterhelést szeretne kiszámítani.
   • Kezdje a vetített terület becslésével. Ebben az esetben,
   • Számítsa ki a szél nyomását:
   • Rövid hengerek esetén a ellenállási együttható 0,8.
   • Az egyenlet helyett:
   • 9,6 N az antennára ható szélterhelés.
   hirdetés

2/3 módszer: Számítsa ki a szélterhelést az Elektronikus Vállalkozások Szövetségének képletével

1. 

   Határozza meg az Electronic Business Association által kifejlesztett képletet. A szélterhelés kiszámításának képlete: F = A x P x Cd x Kz x Gh, Belül A vetítési terület, P a szél nyomása, CD a húzó együttható, Kz az expozíciós együttható, és GH a szél visszahúzódásának együtthatója. Ez a szélterhelési képlet számos további paramétert vesz figyelembe, és gyakran használják az antennára ható szélterhelés kiszámítására.

2. 

   A változók megértése a képletekben. A képlet hatékony használatához először meg kell értenie az egyes változók és egységeik jelentését.
   • A, P és CD jelentése ugyanaz, mint az általánosított képletben.
   • Kz az expozíciós együttható, és a talajtól a tárgy középpontjáig terjedő magasságtól számítódik. Az egység Kz a mérő.
   • GH a visszarúgási együttható, és az objektum teljes magassága alapján számítják ki. Az egység GH értéke 1 / m vagy m.

3. 

   Határozza meg a kivetített területet. Az objektum vetített területe annak alakjától és méretétől függ. Ha a szél sík falra fúj, akkor a vetített terület könnyebb, mint egy kör alakú tárgy. A vetített terület megközelítőleg megegyezik a szél kitett területével. A nézet területének kiszámításához nincs képlet, de néhány alapvető számítással megbecsülheti. A terület egysége m.
   • Sík falak esetén használja a Terület = hossz x szélesség képletet, és mérje meg annak a falnak a hosszát és szélességét, ahol a szél fúj.
   • Hengerek vagy oszlopok esetén a területet hossza és szélessége alapján közelítheti meg. Ebben az esetben a szélesség a henger vagy az oszlop átmérője.

4. 

   Számítsa ki a szél nyomását. A szélnyomást a képlet alapján számítják ki P = 0,613 x V, Belül V a szél sebessége méterben másodpercben (m / s). A szélnyomás mértékegysége Newton négyzetméterenként (N / m).
   • Például, ha a szél sebessége 31,3 m / s, akkor a szélnyomás 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • A szélnyomás egy adott sebességen történő kiszámításának másik módja a szélsebességi szabványok használata a különböző földrajzi területeken. Például az Electronic Business Association (EIA) adatai szerint az A régióban az Egyesült Államok nagy részének szélsebessége 38,7 m / s, de a part menti területek a B zónában vannak (44,7 m / s). ) vagy a C zóna (50 m / s).

5. 

   Határozza meg a vizsgált tárgy ellenállási együtthatóját. A vonóerő a szél ereje, amely a tárgy felületén fújás irányában hat. A vontatási együttható egy objektum ellenállását jelzi a folyadékban, és függ az objektum alakjától, méretétől és érdességétől.
   • A hosszú hengerek szokásos ellenállási együtthatója 1,2, a rövid hengereknél pedig 0,8, amelyet általában sok épület antennaposzlopaira alkalmaznak.
   • A sík panelek, például az épületfelületek szokásos ellenállási együtthatója hosszú lapos lapok esetén 2,0, rövid sík panelek esetén pedig 1,4.
   • A lapos lemez és a henger ellenállási együtthatója közötti különbség körülbelül 0,6.
   • A húzási együtthatónak nincs egysége.

6. 

   Számítsa ki az expozíciós együtthatót Kz.Kz képlettel számoljuk, amelyben z a talajtól a tárgy középpontjáig terjedő magasság.
   • Például, ha antennája van 1 méter hosszú és 15 méterre a talajtól, z 14,5 m lesz.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Számítsa ki a szél visszarázódásának együtthatóját GH. A szél visszahúzási együtthatóját a képlet számítja ki Gh = 0,65 + 0,6 /, Belül H az objektum magassága.
   • Például, ha antennája van 1 méter hosszú és 15 méterre a talajtól, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Számítsa ki a szélterhelést. A fenti értékek felhasználásával most kiszámíthatja a szélterhelést egy egyenlet segítségével F = A x P x Cd x Kz x Gh. Csatlakoztassa az értékeket a változókhoz, és hajtson végre számításokat.
   • Tegyük fel, hogy egy 1 méter hosszú és 2 cm átmérőjű, 31,3 m / s szélsebességű antennára ható szélterhelést szeretne kiszámítani. Az antenna egy 15 m magas épület tetején helyezkedik el.
   • Kezdje a kivetített terület kiszámításával. Ebben az esetben, A = l x sz = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Számítsa ki a szélnyomást: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Rövid hengerek esetében a ellenállási együttható 0,8.
   • Számítsa ki az expozíciós együtthatót: Kz = = = 0,8 m.
   • Számítsa ki a szél visszarázódási együtthatóját: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Az egyenlet helyett: 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 az antennára ható szélterhelés.
   hirdetés

3/3. Módszer: Számítsa ki a szélterhelést az UBC-97 (egységes építési szabályzat) szabványkészlet képletével

1. 

   Határozza meg az UBC-97 képletét! Ezt a képletet 1997-ben építették az UBC (Uniform Building Code) szabványban a szélterhelés kiszámítására. A képlet az F = A x P, Belül A a vetített terület és P szélnyomás; de ennek a képletnek van egy másik módja a szélnyomás kiszámítására.
   • A szélnyomást (N / m) a képlet alapján számítják ki P = Ce x Cq x Qs x Iw, Belül Ce a szél magasságának, kitettségének és visszahúzódásának együttes tényezője, Cq a nyomási együttható (egyenértékű a fenti két egyenletben található ellenállási együtthatóval), Qs a szél álló nyomása, és lw a fontos tényező. Mindezek az értékek kiszámolhatók vagy kikereshetők a megfelelő táblázatokból.

2. 

   Határozza meg a kivetített területet. Az objektum vetített területe annak alakjától és méretétől függ. Ha a szél sík falra fúj, akkor a vetített terület könnyebb, mint egy kör alakú tárgy. A vetített terület megközelítőleg megegyezik a szél kitett területével. A nézet területének kiszámításához nincs képlet, de néhány alapvető számítással megbecsülheti. A terület egysége m.
   • Sík falak esetén használja a Terület = hossz x szélesség képletet, és mérje meg annak a falnak a hosszát és szélességét, ahol a szél fúj.
   • Hengerek vagy oszlopok esetén a területet hossza és szélessége alapján közelítheti meg. Ebben az esetben a szélesség a henger vagy az oszlop átmérője.

3. 

   Eltökélt Ce, a magasság, az expozíció és a szél visszarázódásának együttes együtthatója. Ezt az értéket az UBC 16-G táblázatából keressük, és a terephez kapcsolódó háromféle expozíciót vesz figyelembe, magassággal és értékekkel. Ce minden modellnél más és más.
   • "A B expozíció típusa házakkal, fákkal vagy egyéb egyenetlenségekkel rendelkező terep, amely a környező terület legalább 20% -át lefedi, és a vizsgált helytől 1,6 km-re vagy annál nagyobb távolságra húzódik."
   • "A C típusú érintkezõ lapos és általában jól szellõztetett, legalább 0,8 km-re húzódik a mérlegelés helyétõl."
   • "A D-expozíció típusa a legsúlyosabban érintett terep, átlagos szélsebessége 129 km / h vagy annál nagyobb, és sík tereptípus akadályok nélkül, nagy vizekkel körülvéve."

4. 

   Határozza meg a vizsgált tárgy nyomási együtthatóját. Nyomás együttható Cq hasonló a húzó együtthatóhoz CD. A vonóerő a szél ereje, amely a tárgy felületén fújás irányában hat. A vontatási együttható egy objektum ellenállását jelzi a folyadékban, és függ az objektum alakjától, méretétől és érdességétől.
   • A hosszú hengerek szokásos ellenállási együtthatója 1,2, a rövid hengereknél pedig 0,8, amelyet általában sok épület antennaposzlopaira alkalmaznak.
   • A sík panelek, például az épületfelületek szokásos ellenállási együtthatója hosszú lapos lapok esetén 2,0, rövid sík panelek esetén pedig 1,4.
   • A lapos lemez és a henger ellenállási együtthatója közötti különbség körülbelül 0,6.
   • A húzási együtthatónak nincs egysége.

5. 

   Határozza meg a szél álló nyomását.Qs a stagnáló szélnyomás, és az előző egyenletekben szereplő szélnyomás-számításhoz hasonlóan kerül kiszámításra: Qs = 0,613 x V, Belül V a szél sebessége méterben másodpercben (m / s).
   • Például, ha a szél sebessége 31 m / s, akkor az álló szélnyomás 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Egy másik módszer a szélsebességi szabványok alkalmazása különböző földrajzi területeken. Például az Electronic Business Association (EIA) adatai szerint az A régióban az Egyesült Államok nagy részének szélsebessége 38,7 m / s, de a part menti területek a B zónában vannak (44,7 m / s). ) vagy a C zóna (50 m / s).

6. 

   Határozza meg a kulcsfontosságú tényezőt.lw fontos együttható, és az UBC 16-K táblázatából lehet utánanézni. Ez egy szorzótényező, amelyet a terhelés kiszámításához használnak, figyelembe véve az épületet használó tényezőket. Ha egy épület veszélyes anyagokat tartalmaz, a kritikus tényező magasabb lesz, mint egy általános használatú épület.
   • A szokásos használatú épületre vonatkozó számítások tényezője 1 lesz.

7. 

   Számítsa ki a szélterhelést. A fenti értékek felhasználásával most kiszámíthatja a szélterhelést egy egyenlet segítségével F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Csatlakoztassa az értékeket a változókhoz, és hajtson végre számításokat.
   • Tegyük fel, hogy egy 1 méter hosszú és 2 cm átmérőjű, 31 m / s szélsebességű antennára ható szélterhelést kíván kiszámítani. Az antennát egy 15 m magas épület tetejére kell helyezni egy olyan területen, ahol a B típusú érintkezés terepe van.
   • Kezdje a kivetített terület kiszámításával. Ebben az esetben, A = l x sz = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Eltökélt Ce. A 16-G táblázat szerint 15 m magasság és a B típusú kontaktus topográfiája alapján felnézhetünk Ce értéke 0,84.
   • Rövid hengerek esetén az ellenállási együttható jó Cq 0,8.
   • Kiszámítja Qs: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Határozza meg a kulcsfontosságú tényezőt. Ez egy szokásos épület lw = 1.
   • Az egyenlet helyett: 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 az antennára ható szélterhelés.
   hirdetés

Tanács

• Tudnia kell, hogy a szél sebessége a talajtól különböző magasságokban változik. A szél sebessége a szerkezet magasságával és a talajhoz közeledve növekszik, annál szabálytalanabb változás, mivel a talajon lévő szerkezetek befolyásolják.
• Ne feledje, hogy ez a szabálytalan variáció csökkenti a szélterhelés kiszámításának pontosságát.