كيفية حساب أحمال الرياح من سرعات الرياح

المحتوى

• ضغط الرياح
• معامل السحب
• الحمل قوة
• متغيرات أخرى

يشير حمل الرياح إلى شدة القوة التي تنطبق عليها الرياح في الهيكل. على الرغم من أنه يمكنك استخدام صيغة بسيطة لحساب أحمال الرياح من سرعة الرياح ، إلا أن مصممي المباني والمهندسين والبنائين يجب أن يتضمنوا العديد من العمليات الحسابية الإضافية لضمان عدم تآكل هياكلهم في مهب الريح.

ضغط الرياح

يمكنك الحصول على فكرة عامة عن الضغط على قسم قدم واحد بواحد قدم من الهيكل باستخدام الصيغة التالية: ضغط الرياح لكل قدم مربع = 0.00256 × مربع سرعة الرياح. على سبيل المثال ، تخلق سرعة الرياح التي تبلغ 40 ميلًا في الساعة ضغطًا (0.00256 × (40) ^ 2) = 4.096 جنيهًا لكل قدم مربع (psf). وفقًا لهذه الصيغة ، يجب إنشاء هيكل مخصص لمقاومة رياح 100 ميل في الساعة لمقاومة ضغط الرياح الذي يبلغ 25.6 psf. تقدم العديد من مواقع الويب آلات حاسبة متعددة العوامل على الإنترنت لتحديد ضغوط الرياح على الهياكل القياسية.

معامل السحب

يجب أن تأخذ ترجمة ضغط الرياح إلى حمل الرياح في الاعتبار شكل الهيكل ، الذي يحدد معامل السحب (Cd) ، وهو مقياس لمقاومة الرياح. لقد عمل المهندسون على وضع قيم Cd قياسية لأشكال مختلفة. على سبيل المثال ، يحتوي سطح مستو على Cd 2.0 ، في حين أن Cd لأسطوانة طويلة هي 1.2. القرص المضغوط هو رقم نقي بدون وحدات. تتطلب الأشكال المعقدة تحليلًا واختبارًا دقيقين لتحديد قيم Cd الخاصة بهم. على سبيل المثال ، تستخدم شركات تصنيع السيارات أنفاق الرياح للعثور على القرص المضغوط للسيارة.

الحمل قوة

مسلحًا ببيانات الضغط والسحب ، يمكنك العثور على حمل الرياح باستخدام الصيغة التالية: force = area x pressure x Cd. باستخدام مثال مقطع مسطح من الهيكل ، يمكن ضبط المساحة - أو الطول × العرض - على قدم مربع واحد ، مما يؤدي إلى حمل ريح 1 × 25.6 × 2 = 51.2 رطل لكل بوصة مربعة لرياح 100 ميل في الساعة. جدار 10 أقدام في 12 قدم يدعي مساحة 120 قدم مربع ، وهذا يعني أنه سيتعين عليه تحمل حمولة الرياح 100 ميل في الساعة 120 × 51.2 = 6،144 psf. في العالم الواقعي ، يستخدم المهندسون صيغًا أكثر تطوراً وتحتوي على متغيرات إضافية.

متغيرات أخرى

يجب أن يفسر المهندسون حقيقة أن سرعة الرياح يمكن أن تختلف مع ارتفاع فوق الأرض ، والضغط الجوي ، والتضاريس ، ودرجة الحرارة ، وتكوين الجليد ، وتأثير الأعاصير وغيرها من المتغيرات. تقوم السلطات المختلفة بنشر قيم Cd المتعارضة ، والتي يمكن أن تسفر عن نتائج مختلفة حسب السلطة المختارة. عادة ما يقوم المهندسون "بتجميع المباني" حتى يتمكنوا من تحمل أحمال الرياح التي تتجاوز الحد الأقصى لسرعة الرياح المتوقعة في موقع الهياكل. تنطبق الأحمال المختلفة على الرياح التي تهب على هيكل من الجانب أو الخلف أو أعلى أو أسفل.