Kapag nagdidisenyo ng mga gusali at istruktura, ang pagkalkula ng karga ng hangin ay kailangang gawin nang madalas. Ang tagapagpahiwatig na ito ay kinakalkula gamit ang mga espesyal na formula. Mahalagang isaalang-alang ang gayong pagkarga, halimbawa, kapag gumuhit ng mga guhit ng mga sistema ng salo ng bubong, pagpili ng lokasyon at disenyo ng mga billboard, atbp.
SNiP standards
Sa totoo lang, ang mismong kahulugan ng parameter na ito ay nagbibigay ng SNiP 2.01. 07-85. Ayon sa dokumentong ito, ang wind load ay dapat isaalang-alang bilang isang pinagsama-samang:
- presyon na kumikilos sa mga panlabas na ibabaw ng mga istruktura ng isang istraktura o elemento;
- force ng friction na nakadirekta nang tangential sa ibabaw ng istraktura, tinutukoy ang lugar ng patayo o pahalang na projection nito;
- normal pressure na inilapat sa panloob na ibabaw ng isang gusali na may permeable na mga sobre ng gusali o bukas na mga siwang.
Paano matukoy
Kapag kinakalkula ang wind load, dalawang pangunahing parameter ang isinasaalang-alang:
- average na bahagi;
- pulsating.
Ang pag-load ay tinukoy bilang ang kabuuan ng dalawang parameter na ito.
Average na bahagi: pangunahing formula
Kung ang wind load ay hindi isinasaalang-alang sa panahon ng disenyo, ito ay magkakaroon ng labis na negatibong epekto sa pagganap ng gusali o istraktura. Ang average na bahagi nito ay kinakalkula ng sumusunod na formula:
W=Wok.
Narito ang W ay ang kinakalkula na halaga ng pagkarga ng hangin sa taas na z sa ibabaw ng lupa, Wo ang karaniwang halaga nito, ang k ay ang koepisyent ng pagbabago ng presyon sa taas. Ang lahat ng paunang data mula sa formula na ito ay tinutukoy mula sa mga talahanayan.
Minsan ang parameter c ay ginagamit din sa mga kalkulasyon - ang aerodynamic coefficient. Ang formula sa kasong ito ay ganito ang hitsura: W=Wokс.
Normative value
Upang malaman kung ano ang parameter na ito, kailangan mong gamitin ang talahanayan ng mga rehiyon para sa wind load ng Russian Federation. Walo lang sila. Ang talahanayan ng mga wind load (ang pag-asa ng mga halaga ng Wo sa isang partikular na rehiyon ng Russia) ay ipinakita sa ibaba.
Para sa mga lugar ng bansa na hindi gaanong pinag-aralan, gayundin para sa mga bulubunduking rehiyon, binibigyang-daan ka ng parameter na ito ng SNiP na matukoy ayon sa opisyal na nakarehistrong mga istasyon ng panahon at batay sa karanasan sa pagpapatakbo ng mga kasalukuyang gusali at istruktura. Sa kasong ito, isang espesyal na formula ang ginagamit upang matukoy ang karaniwang halaga ng pag-load ng hangin. Mukhang ganito:
Wo=0.61 V2o.
Dito V2o - bilis ng hangin sa metro bawat segundo sa antas na 10 m, na tumutugma sa isang average na pagitan ng 10minuto at lumampas bawat 5 taon.
Paano tinutukoy ang coefficient k?
Mayroon ding espesyal na talahanayan para sa parameter na ito. Kapag tinutukoy ito, ang uri ng lugar kung saan ang pagtatayo ng istraktura o gusali ay dapat isaalang-alang. May tatlo sa kanila:
- Uri "A" - bukas na patag na lugar: mga baybayin ng dagat, lawa at ilog, steppes, disyerto, rehiyon ng tundra, kagubatan-steppes.
- Uri "B" - terrain na natatakpan ng mga hadlang hanggang 10 metro ang taas: urban area, kagubatan, atbp.
- Type "C" - mga urban na lugar na may mga gusaling mahigit 25 m ang taas.
Ang uri ng lugar ng konstruksiyon ay tinutukoy din na isinasaalang-alang ang mga kinakailangan ng SNiP. Dapat itong isaalang-alang kapag nagdidisenyo. Ang anumang gusali ay itinuturing na matatagpuan sa isang lokalidad ng isang tiyak na uri kung ang huli ay matatagpuan sa pahangin na bahagi nito sa layong 30h. Narito ang h ang taas ng disenyo ng istraktura hanggang 60 m. Sa mas mataas na taas ng gusali, ang uri ng terrain ay itinuturing na tiyak kung mananatili itong hindi bababa sa 2 km mula sa windward side.
Paano kalkulahin ang ripple load
Ayon sa SNiP wind load, tulad ng nabanggit na, ay dapat na matukoy bilang kabuuan ng average na pamantayan at pulsation. Ang halaga ng huling parameter ay depende sa uri ng istraktura mismo at ang mga tampok ng disenyo nito. Kaugnay nito, nakikilala nila ang:
- mga istruktura na may natural na dalas ng oscillation na lumalampas sa itinakdang halaga ng limitasyon (mga tsimenea,tower, mast, column-type na apparatus);
- mga istruktura o elemento ng kanilang pagtatayo, na isang sistemang may isang antas ng kalayaan (mga nakahalang frame ng mga pang-industriyang isang palapag na gusali, water tower, atbp.);
symmetrical sa mga tuntunin ng gusali
Mga formula para sa iba't ibang uri ng istruktura
Para sa unang uri ng mga istruktura, kapag tinutukoy ang tumitibok na pagkarga ng hangin, ginagamit ang formula:
Wp=WGV.
Narito ang W ay ang karaniwang load na tinutukoy ng formula na ipinakita sa itaas, G ay ang pressure pulsation coefficient sa taas z, V ay ang pulsation correlation coefficient. Ang huling dalawang parameter ay tinutukoy ng mga talahanayan.
Para sa mga istrukturang may natural na dalas ng oscillation na lumalampas sa itinakdang halaga ng limitasyon, ang sumusunod na formula ay ginagamit kapag tinutukoy ang tumitibok na pagkarga ng hangin:
Wp=WQG.
Narito ang Q ay ang dynamic coefficient na tinutukoy mula sa diagram (ipinapakita sa ibaba) depende sa parameter E, na kinakalkula ng formula na E=√RW/940f (R ay ang load safety factor, f ang frequency ng natural oscillations) at ang pagbabagu-bago ng logarithmic decrement. Ang huling parameter ay pare-pareho at tinatanggap para sa:
- para sa mga gusali ng steel frame bilang 0.3;
- para sa mga palo, liner, atbp. bilang 0.15.
Para sa mga simetriko na gusali, ang pumipintig na pagkarga ng hangin ay kinakalkula ng formula:
-
Wp=mQNY.
Dito ang Q ay ang koepisyent ng dynamism, ang m ay ang masa ng istraktura sa taas na z, ang Y ay ang mga pahalang na vibrations ng istraktura sa antas na z ayon sa unang anyo. Ang N sa formula na ito ay isang espesyal na koepisyent, na maaaring matukoy sa pamamagitan ng unang paghahati ng istraktura sa r, ang bilang ng mga seksyon sa loob kung saan ang mga hangganan ay pare-pareho ang pagkarga ng hangin, at paggamit ng mga espesyal na formula.
Isang paraan pa
Maaari mong kalkulahin ang wind load gamit ang isang bahagyang naiibang paraan. Sa kasong ito, kailangan mo munang matukoy ang presyon ng hangin gamit ang formula:
(Psf)=.00256V^2.
Narito ang V ang bilis ng hangin (sa mph).
Pagkatapos ay dapat mong kalkulahin ang drag coefficient. Ito ay magiging katumbas ng:
- 1.2 - para sa mahabang patayong istruktura;
- 0.8 - para sa maiikling patayong linya;
- 2.0 - para sa mahabang pahalang na istruktura;
- 1.4 - para sa maikli (halimbawa, ang harapan ng isang gusali).
Susunod, kailangan mong gamitin ang pangkalahatang formula para sa wind load sa isang gusali o istraktura:
F=APCd.
Narito ang A ay area area, P ay wind pressure, Cd ay drag coefficient.
Maaari ka ring gumamit ng medyo mas kumplikadong formula:
F=APCdKzGh.
Kapag inilapat, ang exposure factor Kz b at gust sensitivity Gh ay isinasaalang-alang din. Ang una ay kinakalkula bilang z/33]^(2/7,ang pangalawa - 65+60 / (h/33)^(1/7). Sa mga formula na ito, ang z ay ang taas mula sa lupa hanggang sa gitna ng istraktura, ang h ay ang kabuuang taas ng huli.
Mga rekomendasyon mula sa mga eksperto
Upang kalkulahin ang wind load, madalas na pinapayuhan ng mga inhinyero ang paggamit ng mga kilalang MS Excel at OOo Calc program mula sa Open Office package. Ang pamamaraan para sa paggamit ng software na ito, halimbawa, ay maaaring:
- Naka-enable ang Excel sa sheet na "Wind Energy";
- ang bilis ng hangin ay naitala sa cell D3;
- oras ay nasa D5;
- lugar ng daloy ng hangin - sa D6;
- air density o specific gravity - sa D7;
- Ang kahusayan ng wind turbine - sa D8.
May iba pang mga paraan upang magamit ang software na ito kasama ng iba pang mga input. Sa anumang kaso, medyo maginhawang gamitin ang MS Excel at OOo Calc upang kalkulahin ang wind load sa mga gusali at istruktura, pati na rin ang kanilang mga indibidwal na istruktura.
