Müəllif:
Monica Porter
Yaradılış Tarixi:
18 Mart 2021
YeniləMə Tarixi:
1 İyul 2024
MəZmun
Külək yüksək təzyiqdən aşağı təzyiqə demək olar ki, üfüqi istiqamətdə hərəkət edən bir hava axınıdır. Güclü küləklər bir quruluşun səthinə təzyiq göstərdiyindən böyük ziyana səbəb ola bilər. Bu təzyiqin intensivliyinə külək yükü deyilir. Küləyin təsiri quruluşun ölçüsünə və formasına bağlıdır. Külək yükü, daha yaxşı təhlükəsizlik və külək müqavimətinə malik binalar dizayn edə bilmək, inşa etmək və binanın damına antenalar kimi obyektlər quraşdırmaq üçün lazımlı bir parametrdir.
Addımlar
Metod 3-dən 1-i: Ümumi düsturdan istifadə edərək külək yükünü hesablayın
Ümumiləşdirilmiş düsturu müəyyənləşdirin. Külək yükünü hesablamaq üçün düstur F = A x P x Cd, İçəri F külək gücü və ya külək yüküdür, A proqnozlaşdırılan ərazidir, P külək təzyiqidir və CD sürükləmə əmsalıdır. Bu tənlik, müəyyən bir obyekt üzərində külək yükünü qiymətləndirmək üçün faydalıdır, lakin yeni bir bina dizaynı üçün bina qanunlarının tələblərinə cavab vermir.
Proqnozlaşdırılan ərazini tapın A. Bu, külək əsən iki ölçülü səthin sahəsi. Daha dəqiq bir analiz üçün binanın hər tərəfi üçün hesablamanı təkrarlamalısınız. Məsələn, binanın qərb tərəfi 20m-dirsə, bu dəyəri dəyişdirin A qərb tərəfdəki külək yükünü hesablamaq.- Sahənin formulu səthin formasından asılıdır. Düz divarlar üçün Alan = uzunluq x hündürlük formulundan istifadə edin. Sütun səthinin sahəsini Formula ilə ölçün Sahə = diametr x hündürlük.
- SI sistemində ölçmək lazımdır A kvadrat metrdə (m).
- İmperiya ölçmələrində ölçmək lazımdır A kvadrat fut (ft) ilə
Külək təzyiqini hesablayın. İmperator P-ağırlıqlı külək təzyiqini (funt / kvadrat fut) hesablamaq üçün sadə düstur oradadır V saatda mil ilə külək sürəti (mil). SI sistemindəki külək təzyiqini (Newton / kvadrat metr) tapmaq üçün sürətdən istifadə edirsiniz V saniyədə metr.- Bu düstur Amerika İnşaat Mühəndisləri Birliyinin standart dəstindən götürülmüşdür. 0.00256 faktoru hava sıxlığı və cazibə sürətlənməsinin tipik dəyərlərinə əsaslanan hesablamanın nəticəsidir.
- Mühəndislər ətraf ərazi və bina tipi kimi amilləri nəzərə almaq üçün daha dəqiq bir düsturdan istifadə edirlər. Hesablama düsturunu ASCE 7-05 standart dəstində tapa bilərsiniz və ya aşağıdakı UBC formulundan istifadə edin.
- Külək sürətinin nə olduğunu bilmirsinizsə, ərazidə ən yüksək külək sürətini Elektron Ticarət Birliyinin (ƏMTQ) standartlarına uyğun olaraq yoxlayın. Məsələn, ABŞ-ın böyük bir hissəsi külək sürəti 38,7 m / s olan A zonasında, lakin sahil bölgələri B zonasında (44,7 m / s) və ya C zonasında (50 m / s) olur.
Nəzərdə tutulan obyektin müqavimət əmsalı müəyyənləşdirin. Sürükləmə qüvvəsi, bina şəkli, səth pürüzlülüyü və bir çox digər amillərlə idarə olunan binaya təsir edən külək qüvvəsidir. Mühəndislər tez-tez müqaviməti birbaşa təcrübələr vasitəsilə ölçürlər, ancaq qiymətləndirmək istəyirsinizsə, obyekt həndəsəsi üçün tipik sürükləmə əmsalı tapa bilərsiniz. Misal üçün:- Uzun silindrlər üçün standart sürüşmə əmsalı 1,2, qısa silindrlər üçün 0,8-dir. Bu amillər bir çox binada anten tutucu dirəklərə aiddir.
- Bina üzləri kimi düz panellər üçün standart sürüşmə əmsalı uzun düz təbəqələr üçün 2.0, qısa düz panellər üçün 1.4dür.
- Süründürmə əmsalı vahid yoxdur.
Külək yükünü hesablayın. Yuxarıda göstərilən dəyərlərdən istifadə edərək, indi bir tənlik istifadə edərək külək yükünü hesablaya bilərsiniz F = A x P x Cd.
- Tutaq ki, uzunluğu 1 metr və diametri 2 sm olan və küləyin sürəti 31,3 m / s olan bir antenaya təsir edən külək yükünü hesablamaq istəyirsiniz.
- Proqnozlaşdırılan ərazini təxmin etməklə başlayın. Bu halda,
- Külək təzyiqini hesablayın:.
- Qısa silindrlər üçün sürükləmə əmsalı 0,8-dir.
- Tənlik əvəzinə:
- 9,6 N antena təsir edən külək yüküdür.
Metod 3-dən 2: Elektron Ticarət Birliyinin formulundan istifadə edərək külək yükünü hesablayın
Elektron Biznes Assosiasiyası tərəfindən hazırlanmış formulu müəyyənləşdirin. Külək yükünü hesablamaq üçün düstur F = A x P x Cd x Kz x Gh, İçəri A proyeksiya sahəsi, P külək təzyiqi, CD sürükləmə əmsalıdır, Kz məruz qalma əmsalıdır və GH külək geri çəkmə əmsalıdır. Bu külək yükü formulu bir neçə əlavə parametrləri nəzərdən keçirir və tez-tez antenada təsir göstərən külək yükünü hesablamaq üçün istifadə olunur.
Düsturlardakı dəyişənləri anlayın. Bu düsturdan səmərəli istifadə etmək üçün əvvəlcə hər dəyişənin və onun vahidinin mənasını başa düşməlisiniz.
- A, P və CD ümumiləşdirilmiş düsturla eyni mənaya malikdir.
- Kz məruz qalma əmsalıdır və hündürlükdən cismin orta nöqtəsinə qədər hesablanır. Vahidi Kz sayğacdır.
- GH geri çəkmə əmsalıdır və cismin ümumi hündürlüyü ilə hesablanır. Vahidi GH 1 / m və ya m-dir.
Proqnozlaşdırılan ərazini müəyyənləşdirin. Bir obyektin proqnozlaşdırılan sahəsi onun forma və ölçüsündən asılıdır. Külək düz bir divara əsirsə, proqnozlaşdırılan sahənin dairəvi bir cisimdən daha asandır. Proqnozlaşdırılan sahə küləyin məruz qaldığı əraziyə təxminən bərabər olacaqdır. Görünüş sahəsini hesablamaq üçün bir düstur yoxdur, ancaq bəzi əsas hesablamalarla qiymətləndirə bilərsiniz. Sahə vahidi m.
- Düz divarlar üçün Alan = uzunluq x genişlik düsturundan istifadə edin və divarın külək əsdiyi yerin uzunluğunu və enini ölçün.
- Silindrlər və ya sütunlar üçün ərazini uzunluğu və eni ilə təxmini edə bilərsiniz. Bu vəziyyətdə genişlik silindr və ya sütunun diametridir.
Külək təzyiqini hesablayın. Külək təzyiqi düstura görə hesablanır P = 0.613 x V, İçəri V saniyədə metrlərlə küləyin sürətidir (m / s). Külək təzyiqinin vahidi kvadrat metrə (New York) bərabərdir (N / m).
- Məsələn, külək sürəti 31.3 m / s-dirsə, küləyin təzyiqi 0.613 x 31.3 = 600 N / m-dir.
- Müəyyən bir sürətdə külək təzyiqini hesablamaq üçün başqa bir yol, müxtəlif coğrafi ərazilərdə külək sürət standartlarından istifadə etməkdir. Məsələn, Elektron Ticarət Assosiasiyasına (ƏMTQ) görə, ABŞ-ın A bölgəsindəki əksəriyyətinin küləyin sürəti 38,7 m / s-dir, lakin sahil bölgələri B zonasındadır (44,7 m / s). ) və ya Zona C (50 m / s).
Nəzərdə tutulan obyektin müqavimət əmsalı müəyyənləşdirin. Süründürmə qüvvəsi, cismin səthində əsən istiqamətdə hərəkət edən külək qüvvəsidir. Süründürmə əmsalı mayenin içindəki bir cismin müqavimətini təmsil edir və obyektin forma, ölçü və pürüzlülüyündən asılıdır.
- Uzun silindrlər üçün standart sürüşmə əmsalı 1,2, qısa silindrlər üçün 0,8-dir ki, bu da bir çox binada anten postlarına tətbiq olunur.
- Bina üzləri kimi düz panellər üçün standart sürüşmə əmsalı uzun düz təbəqələr üçün 2.0, qısa düz panellər üçün 1.4dür.
- Düz plitə ilə silindrin müqavimət əmsalı arasındakı fərq təxminən 0,6-dır.
- Süründürmə əmsalı vahid yoxdur.
Maruz qalma əmsalı hesablayın Kz.Kz olduğu düsturla hesablanır z yerdən cismin orta nöqtəsinə qədər olan hündürlükdür.
- Məsələn, 1 metr uzunluğunda və yerdən 15 metr uzunluğunda bir anteniniz varsa, z 14,5 m olacaqdır.
- Kz = = = 0.8 m.
Külək geri çəkmə əmsalı hesablayın GH. Külək geri çəkmə əmsalı düsturla hesablanır Gh = 0,65 + 0,6 /, İçəri H obyektin hündürlüyüdür.
- Məsələn, 1 metr uzunluğunda və yerdən 15 metr uzunluğunda bir anteniniz varsa, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0.65 + 0.6 / = 1.32 m
Külək yükünü hesablayın. Yuxarıda göstərilən dəyərlərdən istifadə edərək, indi bir tənlikdən istifadə edərək külək yükünü hesablaya bilərsiniz F = A x P x Cd x Kz x Gh. Dəyərləri dəyişənlərə qoşun və hesablamalar aparın.
- Fərz edək ki, uzunluğu 1 metr və diametri 2 sm olan və küləyin sürəti 31,3 m / s olan bir antenaya təsir edən külək yükünü hesablamaq istəyirsiniz. Antena 15 metr hündürlüyündə bir binanın üstündədir.
- Proqnozlaşdırılan sahəni hesablamaqla başlayın. Bu halda, A = l x w = 1 m x 0.02 m = 0.02 m.
- Külək təzyiqini hesablayın: P = 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m.
- Qısa silindrlər üçün sürükləmə əmsalı 0,8-dir.
- Maruz qalma əmsalı hesablayın: Kz = = = 0.8 m.
- Külək geri çəkmə əmsalı hesablayın: Gh = 0.65 + 0.60 / = 0.65 + 0.60 / = 1.32 m
- Tənlik əvəzinə: 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 antena təsir edən külək yüküdür.
Metod 3-dən 3: UBC-97 standart dəsti (Uniform Tikinti Kodu) formulu ilə külək yükünü hesablayın.
UBC-97-nin formulunu təyin edin. Bu düstur 1997-ci ildə külək yükünün hesablanması üçün UBC (Uniform Building Code) standartında hazırlanmışdır. Düstur budur F = A x P, İçəri A proqnozlaşdırılan ərazidir və P külək təzyiqi; lakin bu formulda külək təzyiqini hesablamaq üçün başqa bir yol var.
- Külək təzyiqi (N / m) düsturla hesablanır P = Ce x Cq x Qs x Iw, İçəri Ce küləyin hündürlüyünün, məruz qalmasının və geri çəkilməsinin birləşmiş amilidir, Cq təzyiq əmsalıdır (yuxarıdakı iki tənlikdəki sürət əmsalı ilə bərabərdir), Qs küləyin durğun təzyiqidir və lw vacib amildir. Bütün bu dəyərlər müvafiq cədvəllərdən hesablana və ya araşdırıla bilər.
Proqnozlaşdırılan ərazini müəyyənləşdirin. Bir obyektin proqnozlaşdırılan sahəsi onun forma və ölçüsündən asılıdır. Külək düz bir divara əsirsə, proqnozlaşdırılan sahənin dairəvi bir cisimdən daha asandır. Proqnozlaşdırılan sahə küləyin məruz qaldığı əraziyə təxminən bərabər olacaqdır. Görünüş sahəsini hesablamaq üçün bir düstur yoxdur, ancaq bəzi əsas hesablamalarla qiymətləndirə bilərsiniz. Sahə vahidi m.
- Düz divarlar üçün Alan = uzunluq x genişlik düsturundan istifadə edin və divarın külək əsdiyi yerin uzunluğunu və enini ölçün.
- Silindrlər və ya sütunlar üçün ərazini uzunluğu və eni ilə təxmini edə bilərsiniz. Bu vəziyyətdə genişlik silindr və ya sütunun diametridir.
Müəyyən edilmişdir Ce, hündürlük, pozma və külək geri çəkmə əmsalı. Bu dəyər UBC-də Cədvəl 16-G-dən axtarılır və ərazi ilə əlaqəli, yüksəklik və dəyərlərlə üç növ məruz qalma nəzərə alınır. Ce hər model üçün fərqli.
- "Maruz qalma növü B, ətraf ərazinin ən azı 20% -ni əhatə edən və nəzərdən keçirildiyi yerdən 1,6 km və ya daha çox məsafəyə uzanan, evləri, ağacları və ya digər qeyri-bərabərliyi olan bir ərazidir."
- "Kontakt növü C düz və ümumiyyətlə yaxşı havalandırılmış, baxıldığı yerdən 0,8 km və ya daha çox məsafədə uzanmışdır."
- "D-maruz qalma növü ən çox təsirlənən ərazidir, ortalama küləyin sürəti 129 km / s və ya daha yüksəkdir və maneəsiz düz ərazi tipi, böyük sularla əhatə olunmuşdur."
Nəzərdə tutulan obyektin təzyiq əmsalı müəyyənləşdirin. Təzyiq əmsalı Cq sürükləmə əmsalı ilə oxşardır CD. Süründürmə qüvvəsi, cismin səthində əsən istiqamətdə hərəkət edən külək qüvvəsidir. Süründürmə əmsalı mayenin içindəki bir cismin müqavimətini təmsil edir və obyektin forma, ölçü və pürüzlülüyündən asılıdır.
- Uzun silindrlər üçün standart sürüşmə əmsalı 1,2, qısa silindrlər üçün 0,8-dir ki, bu da bir çox binada anten postlarına tətbiq olunur.
- Bina üzləri kimi düz panellər üçün standart sürüşmə əmsalı uzun düz təbəqələr üçün 2.0, qısa düz panellər üçün 1.4dür.
- Düz plitə ilə silindrin müqavimət əmsalı arasındakı fərq təxminən 0,6-dır.
- Süründürmə əmsalı vahid yoxdur.
Küləyin durğun təzyiqini təyin edin.Qs durğun külək təzyiqidir və əvvəlki tənliklərdə külək təzyiqi hesablanmasına bənzər şəkildə hesablanır: Qs = 0.613 x V, İçəri V saniyədə metrlərlə küləyin sürətidir (m / s).
- Məsələn, külək sürəti 31 m / s-dirsə, durğun külək təzyiqi 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m-dir.
- Digər bir yol isə müxtəlif coğrafi ərazilərdə külək sürəti standartlarından istifadə etməkdir. Məsələn, Elektron Ticarət Assosiasiyasına (ƏMTQ) görə, ABŞ-ın A bölgəsindəki əksəriyyətinin küləyin sürəti 38,7 m / s-dir, lakin sahil bölgələri B zonasındadır (44,7 m / s). ) və ya Zona C (50 m / s).
Əsas amili müəyyənləşdirin.lw vacib bir əmsildir və UBC-dəki 16-K cədvəlindən baxıla bilər. Binanın istifadəsinin amillərini nəzərə almaq üçün yükü hesablamaq üçün istifadə olunan bir çarpan amildir. Bir binada təhlükəli material varsa, kritik faktor ümumi istifadə üçün bir binadan daha yüksək olacaqdır.
- Standart istifadəsi olan bir bina üçün hesablamaların 1 əmsalı olacaqdır.
Külək yükünü hesablayın. Yuxarıda göstərilən dəyərlərdən istifadə edərək, indi bir tənlikdən istifadə edərək külək yükünü hesablaya bilərsiniz F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Dəyərləri dəyişənlərə qoşun və hesablamalar aparın.
- Fərz edək ki, 1 metr uzunluğunda və 2 sm diametrli, 31 m / s külək sürətindəki bir antenaya təsir edən külək yükünü hesablamaq istəyirsiniz. Anten 15 m hündürlüyündə bir binanın üstünə, Əlaqə növü B-nin ərazisi olan bir ərazidə yerləşdirilib.
- Proqnozlaşdırılan sahəni hesablamaqla başlayın. Bu halda, A = l x w = 1 m x 0.02 m = 0.02 m.
- Müəyyən edilmişdir Ce. Cədvəl 16-G-yə görə, 15 m yüksəklikdən və B tipli kontakt topoqrafiyasından istifadə edərək yuxarıya baxa bilərik Ce 0.84-dir.
- Qısa silindrlər üçün sürüşmə əmsalı yaxşıdır Cq 0.8-dir.
- Hesablayın Qs: Qs = 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m.
- Əsas amili müəyyənləşdirin. Bu standart bir binadır lw = 1.
- Tənlik əvəzinə: 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, antenaya təsir edən külək yüküdür.
Məsləhət
- Bilməlisiniz ki, küləyin sürəti yerdən fərqli yüksəkliklərdə dəyişir. Külək sürəti quruluşun hündürlüyü və yerə yaxınlaşdıqca artır, yerdəki strukturlardan təsirləndiyindən daha qeyri-sabit dəyişir.
- Unutmayın ki, külək yükü hesablamalarının dəqiqliyini azaldacaq bu qeyri-sabit dəyişiklikdir.
