science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe windbelasting te berekenen op een structuur

Windbelasting op een constructie is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder windsnelheid, omringend terrein, en de grootte, vorm en dynamische respons van de constructie. Traditionele theorie gaat ervan uit dat horizontale windbelastingsdrukken normaal op het oppervlak van de constructie werken. Berekeningen voor wind in alle richtingen worden berekend om de meest kritieke beladingstoestand te vinden. Overweging van de zuigkracht door drukverschillen veroorzaakt door wind wordt ook typisch geschat in het geval van zijwanden en lijzijde. Doorgaans kunnen bouwcodes rekening houden met hetzij berekende windbelastingen, hetzij windbelastingen die worden bepaald door het testen van modellen in een terreininstelling die gelijk is aan die van de bouwplaats.

Bepaal de basiswindsnelheid voor de locatie van de constructie. Als er geen gegevens beschikbaar zijn voor de site, gebruik dan de volgende benaderende waarden voor elementaire windsnelheid in de Verenigde Staten:

Kust- en berggebieden 110 mijl per uur Noord- en Midden VS 90 mijl per uur Andere gebieden in de VS 80 mijl per uur

Selecteer de terreincategorie voor de structuur. Kies categorie "A" voor stadscentra met andere gebouwen in de buurt meer dan 70 voet. Kies "B" voor beboste of stedelijke gebieden met structuren onder 70 voet. Kies "C" voor vlakke gebieden met obstakels die minder dan 30 voet hoog zijn. Kies "D" voor vlakke, onbelemmerde gebieden.

Gebruik het volgende om de blootstellingscoëfficiënt (K) te vinden met behulp van de terreincategorie. Gebruik voor belichting "A" .000307. Gebruik voor belichting "B" .000940. Gebruik voor belichting "C" .002046. Gebruik voor belichtingsgroep "D" .003052.

Gebruik de volgende berekening om de winddruk op een constructie in te schatten: q = K x V ^ 2 = blootstellingscoëfficiënt x basale windsnelheid c basissnelheid windsnelheid.

Vermenigvuldig de winddruk met 1,15 voor belangrijke bouwwerken zoals scholen, ziekenhuizen, gebouwen met een hoge bezettingsgraad, vitale communicatiegebouwen of hoge of slanke constructies.

Vermenigvuldig de winddruk met 1,05 voor gebouwen die onderhevig zijn aan orkanen langs de Golf van Mexico of de Atlantische kust.

Vermenigvuldig de berekende winddruk maal het oppervlak, in vierkante voet, van de structuur blootgesteld aan wind in elke specifieke richting. Gebruik het grootste windoppervlak voor de hoogste windbelasting.

Tip

De basissnelheid voor een locatie is de snelste windsnelheid die 10 meter (32,8 feet) boven open terrein is geregistreerd. over een periode van 50 jaar.

Waarschuwing

-De bovenstaande berekeningsstappen bieden een eenvoudige benadering van de windbelasting op een constructie. Het hebben van gedetailleerde gegevens over de specifieke site en een model van de structuur zal resulteren in veel nauwkeuriger resultaten van de windbelasting. In het bijzonder moeten structuurwanden worden gecontroleerd op ASCE-7-code voor positieve en negatieve drukken als gevolg van wind.

-Controleer met een gekwalificeerde constructeur of architect om daadwerkelijke windbelastingberekeningen op een structuur te kwalificeren.

-Controleer de lokale bouwcode om de windbelastingvereisten voor de specifieke site van de constructie te bepalen.