Autor:
Monica Porter
Data E Krijimit:
18 Marsh 2021
Datën E Azhurnimit:
1 Korrik 2024
Përmbajtje
Era është një rrymë ajri që lëviz në një drejtim pothuajse horizontal nga presioni i lartë në presionin e ulët. Erërat e forta mund të shkaktojnë dëme të mëdha pasi ushtrojnë presion në sipërfaqen e një strukture. Fuqia e këtij presioni quhet ngarkesa e erës. Ndikimi i erës varet nga madhësia dhe forma e strukturës. Ngarkesa e erës është një parametër i domosdoshëm për të qenë në gjendje të projektojë dhe ndërtojë ndërtesa me siguri dhe rezistencë më të mirë të erës, dhe për të instaluar objekte në majë të ndërtesave siç janë antenat.
Hapat
Metoda 1 e 3: Llogaritni ngarkesën e erës duke përdorur formulën e përgjithshme
Përcaktoni formulën e përgjithësuar. Formula për llogaritjen e ngarkesës së erës është F = A x P x Cd, Brenda F është forca e erës ose ngarkesa e erës, A është zona e parashikuar, P është presioni i erës, dhe CD është koeficienti i tërheqjes. Ky ekuacion është i dobishëm për vlerësimin e ngarkesës së erës në një objekt të caktuar, por nuk i plotëson kërkesat në standardet e ndërtimit për projektin e një ndërtese të re.
Gjeni zonën e parashikuar A. Kjo është zona e sipërfaqes dy-dimensionale që po fryn era. Për një analizë më të saktë, duhet të përsërisni llogaritjen për secilën anë të ndërtesës. Për shembull, nëse ana perëndimore e ndërtesës është 20m, zëvendësoni atë vlerë A për të llogaritur ngarkesën e erës në anën perëndimore.- Formula për sipërfaqen varet nga forma e sipërfaqes. Për mure të sheshta, përdorni formulën Zona = gjatësia x lartësia. Përafroni sipërfaqen e kolonës me formulën Zona = diametri x lartësia.
- Në sistemin SI, duhet të matni A në metër katror (m).
- Në matjet perandorake, ju duhet të matni A në këmbë katrore (ft).
Llogaritni presionin e erës. Formula e thjeshtë për llogaritjen e presionit të erës P-ponderuar të erës (paund / metra katrorë) është aty V është shpejtësia e erës në milje në orë (mph). Për të gjetur presionin e erës në sistemin SI (Njutoni / metër katror), ju përdorni, dhe matni shpejtësinë V në metra në sekondë.- Kjo formulë rrjedh nga grupi standard i Shoqatës Amerikane të Inxhinierëve të Ndërtimit. Faktori 0.00256 është rezultat i një llogaritje të bazuar në vlerat tipike të dendësisë së ajrit dhe nxitimit gravitacional.
- Inxhinierët përdorin një formulë më precize për të marrë në konsideratë faktorë si terreni përreth dhe lloji i ndërtesës. Formulën e llogaritjes mund ta gjeni në grupin standard ASCE 7-05, ose përdorni formulën UBC më poshtë.
- Nëse nuk dini sa është shpejtësia e erës, kontrolloni shpejtësinë më të lartë të erës në zonë në përputhje me standardet e Shoqatës së Biznesit Elektronik (VNM). Për shembull, shumica e Shteteve të Bashkuara janë në Zonën A me shpejtësi të erës 38.7 m / s, por zonat bregdetare janë në Zonën B (44.7 m / s) ose Zonë C (50 m / s).
Përcaktoni koeficientin e rezistencës së objektit në shqyrtim. Forca e tërheqjes është forca e erës që vepron në ndërtesë, e udhëhequr nga forma e ndërtesës, vrazhdësia e sipërfaqes dhe shumë faktorë të tjerë. Inxhinierët shpesh matin rezistencën direkt përmes eksperimenteve, por nëse doni të vlerësoni mund të kërkoni koeficientin tipik të tërheqjes për gjeometrinë e objektit. Për shembull:- Koeficienti standard i tërheqjes për cilindrat e gjatë është 1.2 dhe për cilindrat e shkurtër është 0.8. Këta faktorë zbatohen në shtyllat mbajtëse të antenave në shumë ndërtesa.
- Koeficienti standard i tërheqjes për panele të sheshta siç janë faqet e ndërtesave është 2.0 për fletët e sheshta të gjata, ose 1.4 për panelet e sheshta të shkurtra.
- Koeficienti i tërheqjes nuk ka njësi.
Llogaritni ngarkesën e erës. Duke përdorur vlerat e gjetura më sipër, tani mund të llogaritni ngarkesën e erës duke përdorur një ekuacion F = A x P x Cd.
- Supozoni se doni të llogaritni ngarkesën e erës që vepron në një antenë që është 1 metër në gjatësi dhe 2 cm në diametër, dhe ka një shpejtësi të erës 31.3 m / s.
- Filloni duke vlerësuar zonën e parashikuar. Në këtë rast,
- Llogaritni presionin e erës:.
- Për cilindrat e shkurtër, koeficienti i tërheqjes është 0.8.
- Në vend të ekuacionit:
- 9,6 N është ngarkesa e erës që vepron në antenë.
Metoda 2 e 3: Llogaritni ngarkesën e erës duke përdorur formulën e Shoqatës së Biznesit Elektronik
Identifikoni formulën e zhvilluar nga Shoqata e Biznesit Elektronik. Formula për llogaritjen e ngarkesës së erës është F = A x P x Cd x Kz x Gh, Brenda A zona e projeksionit, P është presioni i erës, CD është koeficienti i tërheqjes, Kz është koeficienti i ekspozimit, dhe GH është koeficienti i tërheqjes së erës. Kjo formulë e ngarkesës së erës konsideron disa parametra shtesë dhe shpesh përdoret për të llogaritur ngarkesën e erës që vepron në antenë.
Kuptoni variablat në formula. Për ta përdorur këtë formulë në mënyrë efektive, së pari duhet të kuptoni kuptimin e secilës ndryshore dhe njësisë së saj.
- A, P dhe CD ka të njëjtin kuptim si në formulën e përgjithësuar.
- Kz është koeficienti i ekspozimit dhe llogaritet nga lartësia nga toka në mes të pikës së objektit. Njësia e Kz është njehsori.
- GH është koeficienti i tërheqjes dhe llogaritet nga lartësia totale e objektit. Njësia e GH është 1 / m ose m.
Përcaktoni zonën e parashikuar. Zona e parashikuar e një objekti varet nga forma dhe madhësia e tij. Nëse era po fryn në një mur të sheshtë, zona e parashikuar është më e lehtë se një objekt rrethor. Zona e parashikuar do të jetë përafërsisht e barabartë me zonën që ekspozohet nga era. Nuk ka ndonjë formulë për llogaritjen e sipërfaqes së pamjes, por mund ta vlerësoni me disa llogaritje themelore. Njësia e sipërfaqes është m.
- Për mure të sheshta, përdorni formulën Zona = gjatësia x gjerësia, dhe matni gjatësinë dhe gjerësinë e murit ku fryhet era.
- Për cilindrat ose kolonat, mund të përafroni zonën sipas gjatësisë dhe gjerësisë. Në këtë rast, gjerësia është diametri i cilindrit ose kolonës.
Llogaritni presionin e erës. Presioni i erës llogaritet sipas formulës P = 0.613 x V, Brenda V është shpejtësia e erës në metra në sekondë (m / s). Njësia e presionit të erës është Njutoni për metër katror (N / m).
- Për shembull, nëse shpejtësia e erës është 31.3 m / s, atëherë presioni i erës është 0.613 x 31.3 = 600 N / m.
- Një mënyrë tjetër për të llogaritur presionin e erës në një shpejtësi të veçantë është përdorimi i standardeve të shpejtësisë së erës në zona të ndryshme gjeografike. Për shembull, sipas Shoqatës së Biznesit Elektronik (VNM), shumica e Shteteve të Bashkuara në Rajonin A kanë shpejtësi të erës prej 38.7 m / s, por zonat bregdetare janë në Zonën B (44.7 m / s). ) ose Zona C (50 m / s).
Përcaktoni koeficientin e rezistencës së objektit në shqyrtim. Forca e tërheqjes është forca e erës që vepron në drejtim të fryrjes në sipërfaqen e objektit. Koeficienti i tërheqjes paraqet rezistencën e një objekti në lëng dhe varet nga forma, madhësia dhe vrazhdësia e objektit.
- Koeficienti standard i tërheqjes për cilindrat e gjatë është 1.2 dhe për cilindrat e shkurtër është 0.8, i cili zakonisht zbatohet në shtyllat e antenës në shumë ndërtesa.
- Koeficienti standard i tërheqjes për panelet e sheshta siç janë faqet e ndërtesave është 2.0 për fletët e sheshta të gjata, ose 1.4 për panelet e sheshta të shkurtra.
- Diferenca midis koeficientit të rezistencës së pllakës së sheshtë dhe cilindrit është afërsisht 0.6.
- Koeficienti i tërheqjes nuk ka njësi.
Llogaritni koeficientin e ekspozimit Kz.Kz llogaritet me formulën në të cilën z është lartësia nga toka në mes të pikës së objektit.
- Për shembull, nëse keni një antenë të gjatë 1 metër dhe 15 metra nga toka, z do të jetë 14.5 m.
- Kz = = = 0,8 m
Llogaritni koeficientin e tërheqjes së erës GH. Koeficienti i tërheqjes së erës llogaritet me formulën Gh = 0,65 + 0,6 /, Brenda H është lartësia e objektit.
- Për shembull, nëse keni një antenë të gjatë 1 metër dhe 15 metra nga toka, Gh = 0,65 + 0,6 / = 0,65 + 0,6 / = 1,32 m
Llogaritni ngarkesën e erës. Duke përdorur vlerat e gjetura më sipër, tani mund të llogaritni ngarkesën e erës duke përdorur një ekuacion F = A x P x Cd x Kz x Gh. Vendosni vlerat në ndryshore dhe kryeni llogaritjet.
- Supozoni se doni të llogaritni ngarkesën e erës që vepron në një antenë që është 1 metër në gjatësi dhe 2 cm në diametër, dhe ka një shpejtësi të erës 31.3 m / s. Antena ndodhet në majë të një ndërtese të lartë 15m.
- Filloni duke llogaritur zonën e parashikuar. Në këtë rast, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
- Llogaritni presionin e erës: P = 0.613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
- Për cilindrat e shkurtër, koeficienti i tërheqjes është 0.8.
- Llogaritni koeficientin e ekspozimit: Kz = = = 0,8 m
- Llogaritni koeficientin e tërheqjes së erës: Gh = 0,65 + 0,60 / = 0,65 + 0,60 / = 1,32 m
- Në vend të ekuacionit: 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 është ngarkesa e erës që vepron në antenë.
Metoda 3 e 3: Llogaritni ngarkesën e erës me formulën e grupit standard UBC-97 (Kodi Uniform i Ndërtimit)
Përcaktoni formulën e UBC-97. Kjo formulë është ndërtuar në vitin 1997 në standardin UBC (Uniform Building Code) për llogaritjen e ngarkesës së erës. Formula është F = A x P, Brenda A është zona e parashikuar dhe P presionin e erës; por kjo formulë ka një mënyrë tjetër për llogaritjen e presionit të erës.
- Presioni i erës (N / m) llogaritet me formulën P = Ce x Cq x Qs x Iw, Brenda Ce është faktori i kombinuar i lartësisë, ekspozimit dhe tërheqjes së erës, Cq është koeficienti i presionit (ekuivalent me koeficientin e tërheqjes në dy ekuacionet e mësipërme), Qs është presioni i ndenjur i erës, dhe lw është faktori i rëndësishëm. Të gjitha këto vlera mund të llogariten ose të shikohen nga tabelat përkatëse.
Përcaktoni zonën e parashikuar. Zona e parashikuar e një objekti varet nga forma dhe madhësia e tij. Nëse era po fryn në një mur të sheshtë, zona e parashikuar është më e lehtë se një objekt rrethor. Zona e parashikuar do të jetë përafërsisht e barabartë me zonën që ekspozohet nga era. Nuk ka ndonjë formulë për llogaritjen e sipërfaqes së pamjes, por mund ta vlerësoni me disa llogaritje themelore. Njësia e sipërfaqes është m.
- Për mure të sheshta, përdorni formulën Zona = gjatësia x gjerësia, dhe matni gjatësinë dhe gjerësinë e murit ku fryhet era.
- Për cilindrat ose kolonat, mund të përafroni zonën sipas gjatësisë dhe gjerësisë. Në këtë rast, gjerësia është diametri i cilindrit ose kolonës.
Të vendosur Ce, koeficienti i kombinuar i lartësisë, ekspozimit dhe tërheqjes së erës. Kjo vlerë është parë nga Tabela 16-G në UBC dhe konsideron tre lloje të ekspozimit në lidhje me terrenin, me lartësi dhe vlera. Ce të ndryshme për secilin model.
- "Lloji i ekspozimit B është një terren me shtëpi, pemë ose pabarazi të tjera, që mbulon të paktën 20% të zonës përreth dhe shtrihet nga 1.6 km ose më shumë nga vendndodhja në shqyrtim."
- "Lloji i kontaktit C është i rrafshët dhe përgjithësisht i ajrosur mirë, që shtrihet 0.8 km ose më shumë nga vendi i shqyrtimit."
- "Lloji i ekspozimit D është terreni i prekur më rëndë, ka një shpejtësi mesatare të erës 129 km / orë ose më të lartë, dhe tip i rrafshët i terrenit pa pengesa, i rrethuar nga ujëra të mëdha."
Përcaktoni koeficientin e presionit të objektit në shqyrtim. Koeficienti i presionit Cq është e ngjashme me koeficientin e tërheqjes CD. Forca e tërheqjes është forca e erës që vepron në drejtim të fryrjes në sipërfaqen e objektit. Koeficienti i tërheqjes paraqet rezistencën e një objekti në lëng dhe varet nga forma, madhësia dhe vrazhdësia e objektit.
- Koeficienti standard i tërheqjes për cilindrat e gjatë është 1.2 dhe për cilindrat e shkurtër është 0.8, i cili zakonisht zbatohet në shtyllat e antenës në shumë ndërtesa.
- Koeficienti standard i tërheqjes për panelet e sheshta siç janë faqet e ndërtesave është 2.0 për fletët e sheshta të gjata, ose 1.4 për panelet e sheshta të shkurtra.
- Diferenca midis koeficientit të rezistencës së pllakës së sheshtë dhe cilindrit është afërsisht 0.6.
- Koeficienti i tërheqjes nuk ka njësi.
Përcaktoni presionin e ndenjur të erës.Qs është presioni i ndenjur i erës dhe llogaritet në mënyrë të ngjashme me llogaritjen e presionit të erës në ekuacionet e mëparshme: Qs = 0.613 x V, Brenda V është shpejtësia e erës në metra në sekondë (m / s).
- Për shembull, nëse shpejtësia e erës është 31 m / s, atëherë presioni i ndenjur i erës është 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m.
- Një mënyrë tjetër është përdorimi i standardeve të shpejtësisë së erës në zona të ndryshme gjeografike. Për shembull, sipas Shoqatës së Biznesit Elektronik (VNM), shumica e Shteteve të Bashkuara në Rajonin A kanë shpejtësi të erës prej 38.7 m / s, por zonat bregdetare janë në Zonën B (44.7 m / s). ) ose Zona C (50 m / s).
Përcaktoni faktorin kryesor.lw është një koeficient i rëndësishëm dhe mund të shikohet nga tabela 16-K në UBC. Shtë një faktor shumëzues që përdoret për të llogaritur ngarkesën për të marrë parasysh faktorët e përdorimit të ndërtesës. Nëse një ndërtesë përmban material të rrezikshëm, faktori kritik do të jetë më i lartë se një ndërtesë për përdorim të përgjithshëm.
- Llogaritjet për një ndërtesë me një përdorim standard do të kenë një faktor 1.
Llogaritni ngarkesën e erës. Duke përdorur vlerat e gjetura më sipër, tani mund të llogaritni ngarkesën e erës duke përdorur një ekuacion F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw . Vendosni vlerat në ndryshore dhe kryeni llogaritjet.
- Supozoni se doni të llogaritni ngarkesën e erës që vepron në një antenë të gjatë 1 metër të gjatë dhe 2 cm në diametër, 31 m / s shpejtësinë e erës. Antena është vendosur në majë të një ndërtese të lartë 15 m në një zonë me terrenin e Kontaktit Lloji B.
- Filloni duke llogaritur zonën e parashikuar. Në këtë rast, A = l x w = 1 m x 0,02 m = 0,02 m.
- Të vendosur Ce. Sipas Tabelës 16-G, duke përdorur një lartësi prej 15 m dhe topografinë e llojit të kontaktit B, ne mund të shikojmë lart Ce është 0.84.
- Për cilindrat e shkurtër, koeficienti i tërheqjes është i mirë Cq është 0.8.
- Llogarit Qs: Qs = 0.613 x V = 0,613 x 31,3 = 600 N / m.
- Përcaktoni faktorin kryesor. Kjo është një ndërtesë standarde duhet lw = 1.
- Në vend të ekuacionit: 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 është ngarkesa e erës që vepron në antenë.
Këshilla
- Duhet ta dini që shpejtësia e erës ndryshon në lartësi të ndryshme nga toka. Shpejtësia e erës rritet me lartësinë e strukturës dhe më afër tokës, ndryshimi më i çrregullt, pasi ndikohet nga strukturat në tokë.
- Mos harroni se është ky ndryshim i çrregullt që do të zvogëlojë saktësinë e llogaritjeve të ngarkesës së erës.
