计算风荷载 - 提示

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风是从高压到低压几乎沿水平方向移动的气流。强风可能会对建筑物的表面施加压力，因此会造成极大的损害。这种压力的强度称为风荷载。风的影响取决于结构的大小和形状。风荷载是设计，建造具有更好安全性和抗风能力的建筑物以及在建筑物屋顶上安装物体（例如天线）的必要参数。

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方法1之3：使用通用公式计算风荷载

确定广义公式。 计算风荷载的公式为 F = A x P x Cd内 F 是风力还是风荷载，一种是预计的面积， P 是风压，并且光盘是阻力系数。该方程式对于估算给定对象上的风荷载很有用，但不满足建筑规范对新建筑设计的要求。
查找投影区域一种. 这是风在吹拂的二维表面的区域。为了进行更准确的分析，您必须为建筑物的每一侧重复计算。例如，如果建筑物的西侧为20m，则替换该值一种计算西侧的风荷载。
- 面积公式取决于表面的形状。对于平坦的墙，请使用公式Area =长x高。用公式Area =直径x高度估算柱表面积。
- 在SI系统中，您需要测量一种以平方米（m）为单位。
- 在英制测量中，您需要测量一种以平方英尺（英尺）为单位。
计算风压。 用于计算英制P加权风压（磅/平方英尺）的简单公式为 V 是风速，单位为英里/小时（mph）。要在SI（牛顿/平方米）系统中查找风压，请使用并测量速度 V 以米/秒为单位。
- 此公式源自美国土木工程师协会标准集。系数0.00256是基于空气密度和重力加速度的典型值进行计算的结果。
- 工程师使用更精确的公式来考虑诸如周围地形和建筑物类型等因素。您可以在ASCE 7-05标准集中找到计算公式，或使用下面的UBC公式。
- 如果您不知道风速是多少，请根据电子商务协会（EIA）的标准检查该地区的最高风速。例如，美国大部分地区位于A区，风速为38.7 m / s，而沿海地区位于B区（44.7 m / s）或C区（50 m / s）。
确定所考虑对象的电阻系数。 阻力是风在建筑物上的作用力，受建筑物形状，表面粗糙度和许多其他因素控制。工程师通常直接通过实验来测量阻力，但是如果要估算，可以查找对象几何形状的典型阻力系数。例如：
- 长气缸的标准阻力系数为1.2，短气缸的标准阻力系数为0.8。这些因素适用于许多建筑物的天线固定架。
- 平板（例如建筑面板）的标准阻力系数对于长平板而言为2.0，对于短平板而言为1.4。
- 阻力系数没有单位。
计算风荷载。 使用上面找到的值，您现在可以使用方程式计算风荷载 F = A x P x Cd.
假设您要计算作用在长度为1米，直径为2 cm且风速为31.3 m / s的天线上的风荷载。
- 首先估算投影面积。在这种情况下，
- 计算风压：。
- 对于短圆柱，阻力系数为0.8。
- 代替方程式：
- 9,6 N是作用在天线上的风荷载。
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方法2之3：使用电子商务协会的公式计算风荷载

确定由电子商务协会开发的公式。 计算风荷载的公式为 F = A x P x Cd x Kz x Gh内一种投影面积 P 是风压光盘是阻力系数， z 是曝光系数，并且 生长激素 是风后座力的系数。该风荷载公式考虑了几个附加参数，通常用于计算作用在天线上的风荷载。
了解公式中的变量。 要有效使用此公式，您必须首先了解每个变量及其单位的含义。
- 一种, P 和光盘具有与广义公式相同的含义。
- z 是曝光系数，是从地面到物体中点的高度计算得出的。的单位 z 是米。
- 生长激素 是后坐系数，由物体的总高度计算得出。的单位 生长激素 是1 / m或m。
确定投影面积。 对象的投影面积取决于其形状和大小。如果风在平坦的墙壁上吹，则投影区域比圆形物体容易。投影面积大约等于风暴露的面积。没有用于计算视图面积的公式，但是您可以通过一些基本计算来估算它。面积单位为m。
- 对于平坦的墙壁，使用公式Area =长度x宽度，然后测量吹风的墙壁的长度和宽度。
- 对于圆柱体或圆柱体，您可以通过长度和宽度来近似面积。在这种情况下，宽度是圆柱体或圆柱体的直径。
计算风压。 根据以下公式计算风压 P = 0.613 x V内 V 是风速，单位为米每秒（m / s）。风压的单位是牛顿每平方米（N / m）。
- 例如，如果风速为31.3 m / s，则风压为0.613 x 31.3 = 600 N / m。
- 以特定速度计算风压的另一种方法是在不同地理区域中使用风速标准。例如，根据电子商务协会（EIA）的数据，美国大部分地区A的风速为38.7 m / s，而沿海地区为B区（44.7 m / s）。）或C区（50 m / s）。
确定所考虑对象的电阻系数。 阻力是在吹起物体表面的方向上作用的风的力。阻力系数表示物体在流体中的阻力，并取决于物体的形状，大小和粗糙度。
- 长圆柱体的标准阻力系数为1.2，短圆柱体的标准阻力系数为0.8，通常在许多建筑物上应用于天线柱。
- 平板（例如建筑面板）的标准阻力系数对于长平板而言为2.0，对于短平板而言为1.4。
- 平板与圆柱体的电阻系数之差约为0.6。
- 阻力系数没有单位。
计算曝光系数 z.z 由以下公式计算得出 ž 是从地面到对象中点的高度。
- 例如，如果您的天线长1米，距离地面15米， ž 将是14.5 m。
- Kz = = = 0.8 m。
计算后坐力系数 生长激素. 风反冲系数由下式计算 Gh = 0.65 + 0.6 /内 H 是物体的高度。
- 例如，如果您的天线长1米，距离地面15米， Gh = 0.65 + 0.6 / = 0.65 + 0.6 / = 1.32 m
计算风荷载。 使用上面找到的值，您现在可以使用方程式计算风荷载 F = A x P x Cd x Kz x Gh。将值插入变量并执行计算。
- 假设您要计算作用在长度为1米，直径为2 cm且风速为31.3 m / s的天线上的风荷载。天线位于15m高的建筑物顶部。
- 首先计算投影面积。在这种情况下， A =长×宽 = 1 m x 0.02 m = 0.02 m。
- 计算风压： P = 0.613 x V ＝ 0.613×31.3 ＝ 600N / m。
- 对于短圆柱，阻力系数为0.8。
- 计算曝光系数： Kz = = = 0.8 m。
- 计算风后座力系数： Gh = 0.65 + 0.60 / = 0.65 + 0.60 / = 1.32 m
- 代替方程式： F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0.02 x 600 x 0.8 x 0.8 x 1.32 = 10N。
- 10 N是作用在天线上的风荷载。
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方法3（共3种）：通过标准设置的UBC-97（统一建筑规范）的公式计算风荷载

确定UBC-97的公式。 该公式于1997年根据UBC（统一建筑规范）标准建立，用于计算风荷载。公式是 F = A x P内一种是预计面积， P 风压但是这个公式还有另一种计算风压的方法。
- 风压（N / m）由下式计算 P = Ce x Cq x Qs x Iw内策是风的高度，暴露和后坐力的综合因素， Cq 是压力系数（相当于上面两个方程式中的阻力系数），问是风的停滞压力，并且 w 是重要因素。所有这些值都可以从相应的表中计算或查找。
确定投影面积。 对象的投影面积取决于其形状和大小。如果风在平坦的墙壁上吹，则投影区域比圆形物体容易。投影面积大约等于风暴露的面积。没有用于计算视图面积的公式，但是您可以通过一些基本计算来估算它。面积单位为m。
- 对于平坦的墙壁，使用公式Area =长度x宽度，然后测量吹风的墙壁的长度和宽度。
- 对于圆柱体或圆柱体，您可以通过长度和宽度来近似面积。在这种情况下，宽度是圆柱体或圆柱体的直径。
决心策，高度，暴露和风后坐力的综合系数。 该值是从UBC的表16-G中查找的，并考虑了与地形相关的三种类型的曝光，包括高度和值。策每个模型都不同。
- “暴露类型B是一种房屋，树木或其他凹凸不平的地形，覆盖至少20％的周围区域，并且距离所考虑的位置至少1.6公里。”
- “ C型接触器是扁平的，并且通常通风良好，距离考虑地点的延伸范围为0.8 km或更长。”
- “ D型暴露是受影响最严重的地形，平均风速为129 km / h或更高，平坦的地形没有障碍物，被大水包围。”
确定所考虑物体的压力系数。 压力系数 Cq 类似于阻力系数光盘。阻力是在吹起物体表面的方向上作用的风的力。阻力系数表示物体在流体中的阻力，并取决于物体的形状，大小和粗糙度。
- 长圆柱体的标准阻力系数为1.2，短圆柱体的标准阻力系数为0.8，通常在许多建筑物上应用于天线柱。
- 平板（例如建筑面板）的标准阻力系数对于长平板而言为2.0，对于短平板而言为1.4。
- 平板与圆柱体的电阻系数之差约为0.6。
- 阻力系数没有单位。
确定风的停滞压力。问是停滞的风压，其计算方法与先前公式中的风压计算类似： Qs = 0.613 x V内 V 是风速，单位为米每秒（m / s）。
- 例如，如果风速为31 m / s，则停滞风压为0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m。
- 另一种方法是在不同地理区域中使用风速标准。例如，根据电子商务协会（EIA）的数据，美国大部分地区A的风速为38.7 m / s，而沿海地区为B区（44.7 m / s）。）或C区（50 m / s）。
确定关键因素。w 是一个重要的系数，可以从UBC的16-K表中查询。它是一个乘数因子，用于计算负荷，以考虑建筑物使用的因素。如果建筑物包含有害物质，则关键因素将高于一般用途的建筑物。
- 对于标准用途的建筑物，其计算系数为1。
计算风荷载。 使用上面找到的值，您现在可以使用方程式计算风荷载 F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw 。将值插入变量并执行计算。
- 假设您要计算作用在长度为1米，直径为2 cm且风速为31 m / s的天线上的风荷载。天线放置在15m高建筑物顶部的B型接触区域中。
- 首先计算投影面积。在这种情况下， A =长×宽 = 1 m x 0.02 m = 0.02 m。
- 决心策。根据表16-G，使用15 m的高度和B型接触点的地形，我们可以查找策是0.84。
- 对于短气缸，阻力系数很好 Cq 是0.8。
- 计算问: Qs = 0.613 x V ＝ 0.613×31.3 ＝ 600N / m。
- 确定关键因素。这是标准建筑 w = 1.
- 代替方程式： 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 = 8N。
- 8 N是作用在天线上的风荷载。
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