Садржај
Снага ветра не може се потценити. Као сила, ветар варира од лаког ветра који подиже змај до урагана који се скида са крова. Чак и светлосни стубови и сличне уобичајене, свакодневне конструкције морају бити пројектоване да издрже силу ветра. Међутим, тешко је израчунати пројектовану површину под утицајем оптерећења ветра.
Формула за оптерећење ветра
Формула за израчунавање оптерећења ветра, у свом најједноставнијем облику, је сила ветра једнака притиску ветра, времену пројектоване површине и коефицијенту вучења. Математички, формула се пише као Ф = ПАЦД. Додатни фактори који утичу на оптерећења ветра укључују ветрове, висину конструкција и грађевине терена. Такође, структурни детаљи могу да захвате ветар.
Дефиниција предвиђеног подручја
Пројицирана површина означава површину окомиту на ветар. Инжењери могу да одлуче да користе максимално пројектовану површину за прорачун силе ветра.
Израчунавање пројициране површине равнине површине окренуте према ветру захтева тродимензионални облик као дводимензионалну површину. Равна површина стандардног зида окренута директно у вјетар представљаће квадратну или правоугаону површину. Пројектовано подручје конуса могло би се представити у облику троугла или у облику круга. Пројектована површина сфере увек ће бити представљена као круг.
Прорачунате површине прорачуна
Пројектована површина трга
Подручје које вјетар удари на квадратну или правоугаону структуру зависи од оријентације грађевине према ветру. Ако ветар удари окомито на квадратну или правоугаону површину, израчунавање површине је површина једнака дужини и ширини (А = ЛХ). За зид који је висок 20 и висок 10 стопа, предвиђена површина износи 20 × 10 или 200 квадратних стопа.
Међутим, највећа ширина правоугаоне конструкције биће удаљеност од једног до другог угла, а не удаљеност између суседних углова. На пример, размислите о згради која је широка 10 и 12 метара, а висока 10 стопа. Ако ветар удари окомито на неку страну, пројицирана површина једног зида биће 10 × 10 или 100 квадратних стопа док ће пројектована површина другог зида бити 12 × 10 или 120 квадратних стопа.
Ако ветар удари окомито на угао, дужина пројектоване површине може се израчунати према питагорејској теореми (а2+ б2 = ц2). Удаљеност између супротних углова (Л) постаје 102+122= Л2или 100 + 144 = Л2= 244 стопа. Затим, Л = √244 = 15,6 стопа. Пројектована површина тада постаје Л × Х, 15,6 × 10 = 156 квадратних стопа.
Пројектовано подручје сфере
Гледајући директно у сферу, дводимензионални поглед или пројектовани предњи део сфере је круг. Промјер пројицираног круга једнак је промјеру кугле.
Прорачун пројициране површине стога користи формулу површине за круг: површина једнака пи пута полумјера пута, или А = πр2. Ако је пречник кугле 20 стопа, тада ће полупречник бити 20 ÷ 2 = 10, а пројектована површина ће бити А = π × 102≈3,14 × 100 = 314 квадратних стопа.
Пројектовано подручје конуса
Оптерећење ветра на конусу зависи од оријентације конуса. Ако конус сједи на његовој бази, тада ће пројектована површина конуса бити троугао. Формула подручја за троугао, висина основног пута једнака половини (Б × Х ÷ 2), захтева познавање дужине преко базе и висине до врха конуса. Ако је конструкција 10 стопа преко основе и висина 15 стопа, тада прорачун пројектоване површине постаје 10 × 15 ÷ 2 = 150 ÷ 2 = 75 квадратних стопа.
Ако је, међутим, конус уравнотежен тако да база или врх буду усмерени директно на ветар, пројектовано подручје ће бити круг пречника једнаког удаљености од основе. Затим би се применила површина за формулу круга.
Ако конус лежи тако да ветар удари окомито на страну (паралелно са базом), тада ће пројектовано подручје конуса бити истог троугластог облика као кад конус сједи на његовој бази. Површина формуле троугла би се затим користила за прорачун пројектоване површине.