Sisu

• Sammud
• Nõuanne

Tuul on õhuvool, mis liigub peaaegu horisontaalsuunas kõrgrõhkkonnast madalrõhkkonnani. Tugev tuul võib põhjustada suuri kahjustusi, kuna see avaldab konstruktsiooni pinnale survet. Selle rõhu intensiivsust nimetatakse tuulekoormuseks. Tuule mõju sõltub struktuuri suurusest ja kujust. Tuulekoormus on vajalik parameeter, et oleks võimalik projekteerida ja ehitada parema ohutuse ja tuulekindlusega hooneid ning paigaldada objektid hoonete peale, näiteks antennid.

Sammud

Meetod 1/3: arvutage tuulekoormus üldvalemi abil

1. 

   Määrake üldistatud valem. Tuulekoormuse arvutamise valem on F = A x P x Cd, Sees F on tuuleenergia või tuulekoormus, A on kavandatud ala, P on tuule rõhk ja CD on lohistustegur. See võrrand on kasulik antud objekti tuulekoormuse hindamiseks, kuid ei vasta ehitiseeskirjade nõuetele uue hoone projekteerimisel.

2. 

   
   
   Leidke kavandatud ala A. See on kahemõõtmelise pinna ala, mida tuul puhub. Täpsema analüüsi jaoks peate korrata arvutust hoone mõlemale küljele. Näiteks kui hoone läänekülg on 20 m, asendage see väärtus A tuulekoormuse arvutamiseks lääneküljel.
   • Pindala valem sõltub pinna kujust. Lameda seina korral kasutage valemit Pindala = pikkus x kõrgus. Kolonni pindala ligikaudne valemiga pindala = läbimõõt x kõrgus.
   • SI süsteemis peate mõõtma A ruutmeetrites (m).
   • Keiserlikes mõõtmistes peate mõõtma A ruutjalga (jalga).

3. 

   
   
   Arvutage tuule rõhk. Imperiaalse P-kaalutud tuulerõhu (naela / ruutjalga) arvutamiseks on lihtne valem olemas V on tuule kiirus miilides tunnis (mph). Tuulesurve leidmiseks SI-süsteemis (Newton / ruutmeetri kohta) kasutage kiirust ja mõõtke seda V meetrites sekundis.
   • See valem on tuletatud Ameerika Ehitusinseneride Assotsiatsiooni standardkomplektist. Koefitsient 0,00256 on arvutuse tulemus, mis põhineb õhutiheduse ja gravitatsioonikiirenduse tüüpilistel väärtustel.
   • Insenerid kasutavad täpsemat valemit, et võtta arvesse selliseid tegureid nagu ümbritsev maastik ja ehitise tüüp. Arvutusvalemi leiate ASCE 7-05 standardkomplektist või kasutage allpool toodud UBC valemit.
   • Kui te ei tea, mis on tuule kiirus, kontrollige elektroonilise ettevõtluse assotsiatsiooni (EIA) standardite järgi piirkonna suurimat tuulekiirust. Näiteks on suurem osa Ühendriikidest A-tsoonis tuulekiirusega 38,7 m / s, rannikualad aga B-tsoonis (44,7 m / s) või C-piirkonnas (50 m / s).

4. 

   
   
   Määrake vaadeldava objekti takistustegur. Tõmbejõud on hoonele mõjuva tuule jõud, mida reguleerivad hoone kuju, pinna karedus ja paljud muud tegurid. Insenerid mõõdavad vastupanu sageli katsete abil, kuid kui soovite hinnata, võite otsida objekti kujundite tüüpilist lohistustegurit. Näiteks:
   • Pikkade silindrite standardne takistustegur on 1,2 ja lühikeste silindrite korral 0,8. Need tegurid kehtivad paljude hoonete antennihoidja püloonide kohta.
   • Lameda paneeli, näiteks hoone külgede, standardne lohistustegur on pikkade lamedate lehtede puhul 2,0 või lühikeste lamedate paneelide puhul 1,4.
   • Lohistusteguril pole ühikuid.

5. 

   Arvutage tuulekoormus. Ülaltoodud väärtuste abil saate nüüd võrrandi abil arvutada tuulekoormuse F = A x P x Cd.
6. Oletame, et soovite arvutada 1 meetri pikkuse ja 2 cm läbimõõduga antennile mõjuva tuulekoormuse, mille tuulekiirus on 31,3 m / s.
   • Alustage prognoositava ala hindamisest. Sel juhul,
   • Arvutage tuule rõhk:
   • Lühikeste silindrite puhul on takistuskoefitsient 0,8.
   • Võrrandi asemel:
   • 9,6 N on antennile mõjuv tuulekoormus.
   reklaam

2. meetod 3-st: arvutage tuulekoormus elektroonilise äriühenduse valemi abil

1. 

   Tehke kindlaks elektroonilise äriliidu välja töötatud valem. Tuulekoormuse arvutamise valem on F = A x P x Cd x Kz x Gh, Sees A projektsiooniala, P on tuule rõhk, CD on takistuskoefitsient, Kz on kokkupuutekoefitsient ja GH on tuule tagasilöögi koefitsient. Selles tuulekoormuse valemis võetakse arvesse mitmeid täiendavaid parameetreid ja seda kasutatakse sageli antennile mõjuva tuulekoormuse arvutamiseks.

2. 

   Mõistke muutujate valemeid. Selle valemi tõhusaks kasutamiseks peate kõigepealt mõistma iga muutuja ja selle ühiku tähendust.
   • A, P ja CD on sama tähendusega nagu üldistatud valemis.
   • Kz on kokkupuutekoefitsient ja arvutatakse kõrgusest maapinnast kuni objekti keskpunktini. Ühik Kz on arvesti.
   • GH on tagasilöögitegur ja arvutatakse objekti kogukõrguse järgi. Ühik GH on 1 / m või m.

3. 

   Määrake projitseeritud ala. Objekti projitseeritud ala sõltub selle kujust ja suurusest. Kui tuul puhub tasasele seinale, on projitseeritud ala lihtsam kui ümmargune objekt. Prognoositav ala on ligikaudu võrdne tuulega kokkupuutuva alaga. Vaate pindala arvutamiseks pole valemit, kuid saate seda hinnata mõne põhiarvutusega. Pinnaühik on m.
   • Lameda seina korral kasutage valemit Pindala = pikkus x laius ja mõõtke seina pikkust ja laiust, kuhu tuul sisse puhub.
   • Silindrite või kolonnide puhul saate pindala ligikaudselt hinnata pikkuse ja laiuse järgi. Sel juhul on laius silindri või kolonni läbimõõt.

4. 

   Arvutage tuule rõhk. Tuule rõhk arvutatakse valemi järgi P = 0,613 x V, Sees V on tuule kiirus meetrites sekundis (m / s). Tuule rõhu ühik on Newton ruutmeetri kohta (N / m).
   • Näiteks kui tuule kiirus on 31,3 m / s, siis on tuule rõhk 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Teine võimalus tuulerõhu arvutamiseks konkreetsel kiirusel on tuulekiiruse standardite kasutamine erinevates geograafilistes piirkondades. Näiteks elektroonilise ettevõtluse assotsiatsiooni (EIA) andmetel on suurema osa Ameerika Ühendriikide A regiooni tuulekiirus 38,7 m / s, kuid rannikualad asuvad tsoonis B (44,7 m / s. ) või tsoon C (50 m / s).

5. 

   Määrake vaadeldava objekti takistustegur. Lohistusjõud on tuule jõud, mis toimib objekti pinna õhkamise suunas. Lohistustegur tähistab vedelikus oleva objekti takistust ja sõltub objekti kujust, suurusest ja karedusest.
   • Pikkade silindrite standardne takistustegur on 1,2 ja lühikeste silindrite korral 0,8, mida rakendatakse tavaliselt paljude hoonete antennipostidele.
   • Lameda paneeli, näiteks hoone pindade, standardne vastupanuskoefitsient on pikkade lamedate lehtede puhul 2,0 või lühikeste lamedate paneelide puhul 1,4.
   • Lameda plaadi ja silindri takistusteguri erinevus on ligikaudu 0,6.
   • Lohistusteguril pole ühikuid.

6. 

   Arvutage kokkupuutetegur Kz.Kz arvutatakse valemiga, milles z on kõrgus maapinnast objekti keskpunktini.
   • Näiteks kui teil on antenn, mis on 1 meeter pikk ja 15 meetrit maapinnast, z saab 14,5 m.
   • Kz = = = 0,8 m.

7. 

   Arvutage tagasilöögi koefitsient GH. Tuule tagasitõmbetegur arvutatakse valemiga Gh = 0,65 + 0,6 /, Sees H on objekti kõrgus.
   • Näiteks kui teil on antenn, mis on 1 meeter pikk ja 15 meetrit maapinnast, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m

8. 

   Arvutage tuulekoormus. Ülaltoodud väärtuste abil saate nüüd võrrandi abil arvutada tuulekoormuse F = A x P x Cd x Kz x Gh. Ühendage väärtused muutujatesse ja tehke arvutused.
   • Oletame, et soovite arvutada 1 meetri pikkuse ja 2 cm läbimõõduga antennile mõjuva tuulekoormuse, 31,3 m / s tuulekiiruse. Antenn asub 15m kõrguse hoone peal.
   • Alustage prognoositud ala arvutamisest. Sel juhul, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Arvutage tuule rõhk: P = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Lühikeste silindrite puhul on takistuskoefitsient 0,8.
   • Arvutage kokkupuutekoefitsient: Kz = = = 0,8 m.
   • Arvutage tuule tagasilöögitegur: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
   • Võrrandi asemel: 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 on antennile mõjuv tuulekoormus.
   reklaam

Meetod 3/3: arvutage tuulekoormus standardkomplekti UBC-97 (ühtne ehituskood) valemi järgi

1. 

   Määrake UBC-97 valem. See valem on ehitatud 1997. aastal UBC (Uniform Building Code) standardis tuulekoormuse arvutamiseks. Valem on F = A x P, Sees A on kavandatud ala ja P tuule rõhk; kuid sellel valemil on veel üks võimalus tuulerõhu arvutamiseks.
   • Tuule rõhk (N / m) arvutatakse valemiga P = Ce x Cq x Qs x Iw, Sees Ce on tuule kõrguse, kokkupuute ja tagasilöögi kombineeritud tegur, Cq on rõhukoefitsient (samaväärne kahe ülaltoodud võrrandi vastupanusteguriga), Qs - tuule seisev rõhk ja lw on oluline tegur. Kõiki neid väärtusi saab arvutada või otsida vastavatest tabelitest.

2. 

   Määrake projitseeritud ala. Objekti projitseeritud ala sõltub selle kujust ja suurusest. Kui tuul puhub tasasele seinale, on projitseeritud ala lihtsam kui ümmargune objekt. Prognoositav ala on ligikaudu võrdne tuulega kokkupuutuva alaga. Vaate pindala arvutamiseks pole valemit, kuid saate seda hinnata mõne põhiarvutusega. Pinnaühik on m.
   • Lameda seina korral kasutage valemit Pindala = pikkus x laius ja mõõtke seina pikkust ja laiust, kuhu tuul sisse puhub.
   • Silindrite või kolonnide puhul saate pindala ligikaudselt hinnata pikkuse ja laiuse järgi. Sel juhul on laius silindri või kolonni läbimõõt.

3. 

   Otsustatud Ce, kõrguse, kokkupuute ja tagasitõmbamise koefitsient. Seda väärtust otsitakse UBC tabelist 16-G ja selles käsitletakse kolme maastikuga seotud kokkupuute tüüpi koos kõrguste ja väärtustega. Ce iga mudeli jaoks.
   • "B-kokkupuute tüüp on maastik, kus on maju, puid või muid ebatasasusi ja mis katab vähemalt 20% ümbritsevast alast ning ulatub vaadeldavast kohast 1,6 km või rohkem.
   • "C-tüüpi kontakt on tasane ja üldiselt hästi ventileeritav, ulatudes vaatluskohast 0,8 km või rohkem."
   • "D-kokkupuute tüüp on kõige raskemini mõjutatud maastik, selle keskmine tuule kiirus on 129 km / h või rohkem ning tasase ja takistusteta maastik, mida ümbritsevad suured veed."

4. 

   Määrake vaadeldava objekti rõhukoefitsient. Rõhukoefitsient Cq on sarnane takistuskoefitsiendiga CD. Lohistusjõud on tuule jõud, mis toimib objekti pinna õhkamise suunas. Lohistustegur tähistab vedelikus oleva objekti takistust ja sõltub objekti kujust, suurusest ja karedusest.
   • Pikkade silindrite standardne takistustegur on 1,2 ja lühikeste silindrite korral 0,8, mida rakendatakse tavaliselt paljude hoonete antennipostidele.
   • Lameda paneeli, näiteks hoone pindade, standardne vastupanuskoefitsient on pikkade lamedate lehtede puhul 2,0 või lühikeste lamedate paneelide puhul 1,4.
   • Lameda plaadi ja silindri takistusteguri erinevus on ligikaudu 0,6.
   • Lohistusteguril pole ühikuid.

5. 

   Määrake tuule seisev rõhk.Qs on seisev tuulerõhk ja arvutatakse sarnaselt eelmiste võrrandite tuulerõhu arvutustega: Qs = 0,613 x V, Sees V on tuule kiirus meetrites sekundis (m / s).
   • Näiteks kui tuule kiirus on 31 m / s, siis seisva tuule rõhk on 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Teine võimalus on tuulekiiruse standardite kasutamine erinevates geograafilistes piirkondades. Näiteks elektroonilise ettevõtluse assotsiatsiooni (EIA) andmetel on suurema osa Ameerika Ühendriikide A regiooni tuulekiirus 38,7 m / s, kuid rannikualad asuvad tsoonis B (44,7 m / s. ) või tsoon C (50 m / s).

6. 

   Määrake võtmetegur.lw on oluline koefitsient ja seda saab otsida UBC-st 16-K tabelist. See on koefitsient, mida kasutatakse koormuse arvutamiseks, et võtta arvesse hoone kasutustegureid. Kui hoone sisaldab ohtlikke materjale, on kriitiline tegur kõrgem kui üldkasutatav hoone.
   • Tavakasutusega hoone arvutuste tegur on 1.

7. 

   Arvutage tuulekoormus. Ülaltoodud väärtuste abil saate nüüd võrrandi abil arvutada tuulekoormuse F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Ühendage väärtused muutujatesse ja tehke arvutused.
   • Oletame, et soovite arvutada 1 meetri pikkuse ja 2 cm läbimõõduga antennile mõjuva tuulekoormuse, 31 m / s tuulekiiruse. Antenn asetatakse 15 m kõrguse hoone ülaosale B-tüüpi maastikuga piirkonnas.
   • Alustage prognoositud ala arvutamisest. Sel juhul, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
   • Otsustatud Ce. Tabeli 16-G kohaselt võime 15 m kõrguse ja B-tüüpi kontakti topograafia abil üles otsida Ce on 0,84.
   • Lühikeste silindrite korral on lohistustegur hea Cq on 0,8.
   • Arvutama Qs: Qs = 0,613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
   • Määrake võtmetegur. See on tavaline hoone peaks lw = 1.
   • Võrrandi asemel: 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 on antennile mõjuv tuulekoormus.
   reklaam

Nõuanne

• Peaksite teadma, et tuule kiirus muutub maast erineval kõrgusel. Tuule kiirus suureneb konstruktsiooni kõrgusel ja maapinnale lähemal, seda ebakorrapärasem muutus, kuna seda mõjutavad maapinnal olevad struktuurid.
• Pidage meeles, et just see ebakorrektne variatsioon vähendab tuulekoormuse arvutuste täpsust.