3 maneiras de calcular a carga de vento

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Calcular a carga do vento por uma fórmula genérica Calcule carga de vento usando a fórmula da Electronic Industries Association Calcule carga de vento pela fórmula Uniform Building Code (UBC)

O vento é uma massa de ar move-se, principalmente, numa direcção horizontal a partir de uma área de alta pressão para uma de baixa pressão. Os ventos fortes podem ser muito prejudiciais, porque gera pressão contra a superfície de uma estrutura. A intensidade desta pressão é conhecido como "carga de vento". Windage depender do tamanho e forma da estrutura. Portanto, é necessário calcular a carga de vento para determinar a concepção e construção de edifícios mais seguros e mais resilientes e colocar objetos como antenas no topo dos edifícios.

método 1Calcular a carga do vento por uma fórmula genérica

Define a fórmula genérica. A fórmula genérica da carga de vento é F = A x P x Cd, onde F É a força do vento ou de carga, Um é a área projetada do objeto, P É a pressão do vento, e CD é o coeficiente de arrasto.

Esta equação é utilizada para calcular a carga de vento de um objecto com uma área específica conhecida.

Ele inclui as variáveis da equação. Para usar uma equação corretamente, você deve primeiro entender o que cada variável e quais são as suas unidades associadas.

Um é a área projectada do objecto. É a área bidimensional do objecto tridimensional bater o vento. Suas unidades estão em metros quadrados (m).
P pressão do vento é medida em quilogramas por metro quadrado (kg / m). Ela pode ser calculada pela velocidade do vento e um factor de conversão.
CD É o coeficiente de arrasto de um objecto e é determinado com base no tamanho e forma do objecto é sujeita a vento. Ele não é representado por qualquer unidade.

Calcula a área projetada. A área projetada do objeto depende de sua forma e tamanho. Se o vento atinge uma parede plana, a área projetada é mais fácil de calcular em relação a se o objeto é irregular. A área projetada será uma aproximação da área que entra em contato com o vento. Não existe uma fórmula para calculá-lo, mas pode ser estimada através de alguns cálculos básicos. Ela representa a área em metros quadrados (m).

No caso de uma parede plana, que utiliza a fórmula "Área = comprimento x largura" para medir o comprimento e a largura do ponto onde os acessos de vento.
No caso de um tubo ou uma coluna, também é possível calcular a área usando o comprimento e largura. Aqui, o mais largo do diâmetro do tubo ou coluna.

Calcule a pressão do vento. pressão do vento é determinada pela equação P = 0,00256 x V, onde V É a velocidade do vento em quilómetros por hora (km / h). A unidade que representa a pressão do vento é quilogramas por metro quadrado (kg / m).

Por exemplo, se a velocidade do vento é de 112 Km / h, a pressão será 0,00256 x 112 = 32,11 kg / m.
Uma alternativa para o cálculo da pressão do vento sobre uma velocidade particular, é a utilização de um padrão para as diferentes áreas de vento. Por exemplo, de acordo com a Electronic Industries Association (EIA, por sua sigla em Inglês), a maioria dos Estados Unidos está na área A, com ventos de 139 km / h (86,6 mph), mas áreas eles podem ser encontrados na zona costeira B (160,9 kmh ou 100 mph) ou C (179,9 kmh ou 11,8 mph).

Determinar o coeficiente de arrasto para o objeto em questão. Arrastamento é a força líquida na direcção do fluxo, devido à pressão sobre a superfície de um objecto. O coeficiente de arrasto representa arrastando um objecto por meio de um fluido e depende do tamanho, forma e rugosidade ter.

O coeficiente de arrasto padrão para um longo cilindro é de 1,2, enquanto para uma curta é 8. Isto aplica-se a antenas que são em muitos edifícios.
O coeficiente de padrão para uma placa plana, tal como a encontrada na fachada de um edifício é de 2,0 no caso de longos ou 1,4 no caso de um curto.
A diferença entre os coeficientes de arrasto para objectos planos e cilíndricos é de aproximadamente 0,6.
O coeficiente de arrasto não tem unidades que os representam.

Calcule carga de vento. Use os valores previamente determinados para calcular a carga de vento com a seguinte equação: F = A x P x Cd.

Por exemplo, suponha que você queira determinar a carga de vento de uma antena que mede 0,9 m (1 ft) de comprimento com um diâmetro de 1,25 cm (0,5 polegadas) e onde o vento está soprando a 112 kmh (70 mph).
Comece pelo cálculo da área projetada. Neste caso, A = l x w = 0,9 m x (1.25 cm x (1 m / 100 cm)) = 0,01125 m.
Calcule a pressão do vento: P = 0,00256 x V = 0,00256 x 112 = 32,11 kg / m
Por um curto cilindro, o coeficiente de arrasto é de 0,8.
Substitua as variáveis na equação: F = A x P x Cd = 0.01125 x 32.11 x 0,8 = 0,29 kg (1,25 lb).
A quantidade de vento batendo na antena é 0,29 kg (1,25 libras).

método 2Calcule carga de vento usando a fórmula da Electronic Industries Association

Define a fórmula desenvolvida pela Electronic Industries Association. A fórmula para a carga de vento é F = A x P x Cd x Kz x Gh, onde Um é a área projetada, P é a pressão do vento, CD é o coeficiente de arrasto, Kz É o coeficiente de exposição e gh É o estouro factor de resposta. Esta fórmula requer alguns parâmetros para a carga de vento. Normalmente, essa fórmula é utilizada para calcular a carga de vento no antenas.

Compreender as variáveis da equação. Se você quiser usar corretamente uma equação, você deve primeiro entender o que cada variável e quais são as suas unidades associadas.

Um, P e CD são utilizadas as mesmas variáveis na equação genérica.
Kz É o coeficiente de exposição e é calculada tendo em conta a altura do chão até ao ponto central do objecto. o Kz Mostra-se em metros.
gh é o factor de resposta de ruptura e é calculado tendo em conta toda a altura do objecto. unidades gh Eles são de 1 / m ou m.

Determinar a área projetada. A área projetada do objeto depende de sua forma e tamanho. Se o vento atinge uma parede plana, a área projetada será muito mais simples para calcular em relação a se o objeto era redondo. A área projetada será uma aproximação da área que entra em contato com o vento. Não existe uma fórmula para calcular esta área, mas você pode fazer alguns cálculos básicos. A unidade que representa a área é m.

No caso de uma parede plana, usar a fórmula "= comprimento x largura da área" por medição do comprimento e largura da parede onde os acessos de vento.
No caso de um tubo ou uma coluna, também é possível calcular a área usando o comprimento e largura. Neste caso, quanto maior for o diâmetro do tubo ou coluna.

Calcule a pressão do vento. pressão do vento é determinada pela equação P = 0,00256 x V, onde V É a velocidade do vento em km / h. a unidade para representar a pressão do vento é quilogramas por metro quadrado (kg / m).

Por exemplo, se a velocidade do vento for de 112 km / h (70 mph), a pressão será 0,00256 x 112 = 32,11 kg / m.
Uma alternativa para o cálculo da pressão do vento sobre uma velocidade particular, é a utilização de um padrão para as diferentes áreas de vento. Por exemplo, de acordo com a Electronic Industries Association (EIA, por sua sigla em Inglês), a maioria dos Estados Unidos está na área A, com ventos de 139 km / h (86,6 mph), mas áreas eles podem ser encontrados na zona costeira B (160,9 kmh ou 100 mph) ou C (179,9 kmh ou 11,8 mph).

O coeficiente de arrasto padrão para um longo cilindro é de 1,2, enquanto para uma curta é 8. Isto aplica-se a antenas que são em muitos edifícios.
O coeficiente de padrão para uma placa plana, tal como a encontrada na fachada de um edifício é de 2,0 no caso de longos ou 1,4 no caso de um curto.
A diferença entre os coeficientes de arrasto para objectos planos e cilíndricos é de aproximadamente 0,6.
O coeficiente de arrasto não tem unidades que os representam.

Calcular o coeficiente de exposição (Kz.) o Kz É calculado pela fórmula , onde z É a altura do chão até ao ponto central do objecto.

Por exemplo, se você tem uma antena que mede 0,9 (3 pés) que é de 14,4 m (48 pés) do chão, z Seria igual a 13,95 m (46,5 ft).
Kz = = = 0,29 m (1,1 pés).

Calcule o estouro factor de resposta (gh.) O factor de resposta de ruptura é calculada usando a equação GH = 0,65 + 0,60 / onde h É a altura do objecto.

Por exemplo, se você tem uma antena que mede 0,9 m (3 pés) de comprimento e é de 14,4 m (48 pés) do chão, GH = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / (51/33) = 1,32 m

Calcule carga de vento. Com os valores previamente determinado, agora você pode calcular a carga de vento para a equação F = A x P x Cd x Kz x Gh. Substitui todas as variáveis e executa o cálculo.

Por exemplo, suponha que você queira determinar a carga de vento de uma antena que mede 0,9 m (1 ft) de comprimento com um diâmetro de 1,25 cm (0,5 polegadas) e onde o vento está soprando a 112 kmh (70 mph). Este está no topo de um edifício localizado a 14,4 m (48 pés) de altura.
Comece pelo cálculo da área projetada. Neste caso, A = l x w = 0,9 m x (1.25 cm x (1 m / 100 cm)) = 0,01125 m.
Calcule a pressão do vento: P = 0,00256 x V = 0,00256 x 112 = 32,11 kg / m.
Num curto espaço de cilindro, o coeficiente de arrasto é de 0,8.
Calcular o coeficiente de exposição: Kz = = = 0,29 m.
Calcule o estouro factor de resposta: GH = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / (3/33) = 1,22 ft
Substitua as variáveis na equação: F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0.001125 x 32.11 x 0,8 x 0,29 x 1,32 = 0,011 kg.
A quantidade de vento batendo na antena é 0,011 kg (1,68 libras).

método 3Calcule carga de vento pela fórmula Uniform Building Code (UBC)

Define a fórmula UBC 1997. Esta fórmula foi desenvolvida em 1997 como parte do código de construção uniforme (UBC, por sua sigla em Inglês), a fim de calcular a carga de vento. A fórmula é F = A x P, onde Um É a área projetada e P é a pressão do vento. No entanto, esta fórmula de cálculo é uma alternativa para a pressão do vento.

pressão do vento é calculada como P = Ce x x Cq Qs x Iw, onde CE é a altura, a exposição eo fator de resposta combinada explosão, CQ É um coeficiente de pressão (equivalente ao coeficiente de arrasto nas duas equações anteriores), Qs é a pressão de estagnação e do vento iw É o factor de importância. Todos estes valores são calculados ou obtidos com a ajuda de tabelas apropriadas.

No caso de uma parede plana, usar a fórmula "= comprimento x largura da área" por medição do comprimento e largura da parede onde os acessos de vento.
No caso de um tubo ou uma coluna, também é possível calcular a área usando o comprimento e largura. Neste caso, quanto maior for o diâmetro do tubo ou coluna.

Determinar o valor de CE, a combinação de altura, a exposição eo fator de resposta de ruptura. Este valor é escolhido com base na Tabela 16-G da UBC e leva em conta três a exposição valoriza terreno com várias alturas para cada valor CE.

"A exposição B é a terra com edifícios, árvores ou outras irregularidades da superfície que abranjam pelo menos 20% da área circundante e se estende 1,6 km ou mais a partir do site".
"Exposição C tem um terreno que é geralmente plana e aberta, e se estende 0,8 km ou mais a partir do site".
"A exposição D é o mais grave, com ventos básicos cuja velocidade é 129 km / h na terra nivelada, sem obstáculos localizados na frente de grandes massas de água."

Determina o coeficiente de pressão para o objeto em questão. O coeficiente de pressão (CQ) É o mesmo que o coeficiente de arrasto (CD.) Arrastamento é a força líquida na direcção do fluxo, devido à pressão exercida sobre a superfície de um objecto. O coeficiente de arrasto representa o arrasto de um objecto por meio de um fluido e depende do tamanho, forma e rugosidade do objecto.

coeficiente de arrasto padrão para um tubo cilíndrico de comprimento é de 1,2, enquanto para uma curta é de 0,8. Isto aplica-se a antenas, que estão localizados em vários edifícios.
O coeficiente de padrão para uma placa plana, tal como a encontrada na fachada de um edifício é de 2,0 no caso de longos ou 1,4 no caso de um curto.
A diferença entre os coeficientes de arrasto para objectos planos e cilíndricos é de aproximadamente 0,6.
O coeficiente de arrasto não tem unidades que os representam.

Determina a pressão de estagnação do vento. Qs é a pressão de estagnação e eólica equivalente a calcular a pressão do vento sobre as equações acima: Qs = 0,00256 x V, onde V É a velocidade do vento em quilómetros por hora (km / h).

Por exemplo, se a velocidade do vento for de 112 km / h (70 mph), a pressão de estagnação de 0,00256 x 112 é 32,11 = kg / m.
Uma alternativa para o cálculo da pressão do vento sobre uma velocidade particular, é a utilização de um padrão para as diferentes áreas de vento. Por exemplo, de acordo com a Electronic Industries Association (EIA, por sua sigla em Inglês), a maioria dos Estados Unidos está na área A, com ventos de 139 km / h (86,6 mph), mas áreas eles podem ser encontrados na zona costeira B (160,9 kmh ou 100 mph) ou C (179,9 kmh ou 11,8 mph).

Determinar o factor de importância. iw É o factor de importância e podem ser determinadas por meio da tabela de 16 k de UBC. É um multiplicador usado para calcular as cargas que leva em conta o uso do edifício. Se um edifício contém material perigoso, o factor importante é maior do que a de uma estrutura tradicional.

Os cálculos para edifícios de uso standard são um fator importante de um.

Calcule carga de vento. Use os valores previamente determinados para calcular a carga de vento até à equação F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Substitui todas as variáveis e executa o cálculo.

Por exemplo, suponha que você queira determinar a carga de vento de uma antena que mede 0,9 m (1 ft) de comprimento com um diâmetro de 1,25 cm (0,5 polegadas) e onde o vento está soprando a 112 kmh (70 mph). Isto está na parte superior de um edifício padrão localizado a 14,4 m (48 pés) de altura em uma área com uma área de exposição B.
Comece pelo cálculo da área projetada. Neste caso, A = l x w = 0,9 m x (1.25 cm x (1 m / 100 cm)) = 0,01125 m.
determina CE. Com base na Tabela 16-L, utiliza a altura de 14,4 m (48 pés) e exposição a campos para calcular o valor de CE, que é 0,84.
Num curto espaço de cilindro, ou o coeficiente de arrasto CQ Ela é de 0,8.
Calcula Qs: Qs = 0,00256 x V = 0,00256 x 112 = 32,11 kg / m.
Determinar o factor de importância. Em um edifício padrão iw É 1.
Substitua as variáveis na equação: F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw = 0.01125 x 0,84 x 0,8 x x 32.11 1 = 0.24 kg.
A quantidade de vento batendo na antena é 0,24 kg (1,05 libras).

dicas

Note-se que a velocidade do vento varia em diferentes distâncias a partir do solo. A velocidade do vento aumenta com a altura estrutural e é mais imprevisível como eles estão mais próximos ao chão porque interage com as coisas que estão nele.
Note que esta imprevisibilidade pode prejudicar a precisão dos cálculos.

Como calcular a carga de vento

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