पवन भार की गणना करें - युक्तियाँ

वीडियो: पवन भार - आंतरिक और बाहरी दबाव गुणांक

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कदम
सलाह

हवा उच्च दबाव से निम्न दबाव तक लगभग क्षैतिज दिशा में चलती हुई हवा की एक धारा है। मजबूत हवाएं बहुत नुकसान पहुंचा सकती हैं क्योंकि यह एक संरचना की सतह पर दबाव डालती है। इस दबाव की तीव्रता को पवन भार कहा जाता है। हवा का प्रभाव संरचना के आकार और आकार पर निर्भर करता है। बेहतर सुरक्षा और हवा प्रतिरोध के साथ इमारतों को डिजाइन और निर्माण करने और एंटेना जैसी इमारतों के शीर्ष पर वस्तुओं को स्थापित करने में सक्षम होने के लिए विंड लोड एक आवश्यक पैरामीटर है।

कदम

विधि 1 की 3: सामान्य सूत्र का उपयोग करके हवा के भार की गणना करें

सामान्यीकृत सूत्र का निर्धारण करें। पवन भार की गणना का सूत्र है एफ = ए एक्स पी एक्स सीडी, के भीतर एफ पवन बल या पवन भार है, ए अनुमानित क्षेत्र है, पी हवा का दबाव है, और सीडी खींचें गुणांक है। यह समीकरण किसी दिए गए ऑब्जेक्ट पर हवा के भार का आकलन करने के लिए उपयोगी है, लेकिन नए भवन के डिजाइन के लिए बिल्डिंग कोड की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है।
अनुमानित क्षेत्र का पता लगाएं ए. यह द्वि-आयामी सतह का क्षेत्र है जिसे हवा बह रही है। अधिक सटीक विश्लेषण के लिए, आपको भवन के प्रत्येक पक्ष के लिए गणना दोहरानी होगी। उदाहरण के लिए, यदि भवन का पश्चिम भाग 20 मीटर का है, तो उस मूल्य को बदल दें ए पश्चिम की ओर हवा के भार की गणना करने के लिए।
- क्षेत्र का सूत्र सतह के आकार पर निर्भर करता है। सपाट दीवारों के लिए, सूत्र क्षेत्र = लंबाई x ऊँचाई का उपयोग करें। सूत्र क्षेत्र = व्यास x ऊंचाई का उपयोग करके स्तंभ की सतह क्षेत्र को अनुमानित करें।
- एसआई प्रणाली में, आपको मापने की आवश्यकता है ए वर्ग मीटर में (एम)।
- शाही माप में, आपको मापने की आवश्यकता है ए वर्ग फुट (फीट) में।
हवा के दबाव की गणना करें। शाही पी-भारित हवा के दबाव (पाउंड / वर्ग फीट) की गणना करने का सरल सूत्र वहां है वी मील प्रति घंटे (मील प्रति घंटे) में हवा की गति है। एसआई प्रणाली (न्यूटन / वर्ग मीटर) में हवा के दबाव को खोजने के लिए, आप उपयोग करते हैं, और वेग को मापते हैं वी मीटर प्रति सेकंड में।
- यह फार्मूला अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ सिविल इंजीनियर्स के मानक सेट से लिया गया है। कारक 0.00256 वायु घनत्व और गुरुत्वाकर्षण त्वरण के विशिष्ट मूल्यों के आधार पर गणना का परिणाम है।
- आसपास के इलाके और इमारत के प्रकार जैसे कारकों पर विचार करने के लिए इंजीनियर एक अधिक सटीक सूत्र का उपयोग करते हैं। आप एएससीई 7-05 मानक सेट में गणना सूत्र पा सकते हैं, या नीचे यूबीसी सूत्र का उपयोग कर सकते हैं।
- यदि आपको नहीं पता है कि हवा की गति क्या है, तो इलेक्ट्रॉनिक बिजनेस एसोसिएशन (ईआईए) के मानकों के अनुसार क्षेत्र में उच्चतम हवा की गति की जांच करें। उदाहरण के लिए, अधिकांश संयुक्त राज्य 38.7 मीटर / सेकंड की हवा की गति के साथ जोन ए में है, लेकिन तटीय क्षेत्र जोन बी (44.7 मीटर / सेकंड) या जोन सी (50 मीटर / सेकंड) में हैं।
विचाराधीन वस्तु के प्रतिरोध गुणांक का निर्धारण करें। ड्रैग फोर्स भवन के आकार, सतह खुरदरापन और कई अन्य कारकों द्वारा शासित भवन पर चलने वाले वायु का बल है। इंजीनियर अक्सर प्रयोगों के माध्यम से सीधे प्रतिरोध को मापते हैं, लेकिन यदि आप अनुमान लगाना चाहते हैं तो आप वस्तु ज्यामिति के लिए विशिष्ट ड्रैग गुणांक देख सकते हैं। उदाहरण के लिए:
- लंबे सिलेंडर के लिए मानक ड्रैग गुणांक 1.2 है और छोटे सिलेंडर के लिए 0.8 है। ये कारक कई इमारतों पर एंटीना धारक तोरणों पर लागू होते हैं।
- फ्लैट पैनल के लिए मानक ड्रैग गुणांक जैसे भवन चेहरे लंबी फ्लैट शीट के लिए 2.0 या छोटे फ्लैट पैनल के लिए 1.4 हैं।
- ड्रैग गुणांक की कोई इकाई नहीं है।
पवन भार की गणना करें। ऊपर पाए गए मानों का उपयोग करके, आप अब समीकरण का उपयोग करके हवा के भार की गणना कर सकते हैं एफ = ए एक्स पी एक्स सीडी.
मान लें कि आप एक एंटीना पर अभिनय करने वाले विंड लोड की गणना करना चाहते हैं, जिसकी लंबाई 1 मीटर और व्यास 2 सेंटीमीटर है, और हवा की गति 31.3 मीटर / सेकंड है।
- अनुमानित क्षेत्र का अनुमान लगाकर शुरुआत करें। इस मामले में,
- पवन दबाव की गणना करें:।
- छोटे सिलेंडर के लिए, ड्रैग गुणांक 0.8 है।
- समीकरण के बजाय:
- 9,6 N एंटीना पर विंड लोड एक्टिंग है।
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विधि 2 की 3: इलेक्ट्रॉनिक बिजनेस एसोसिएशन के फार्मूले का उपयोग करके हवा के भार की गणना करें

इलेक्ट्रॉनिक बिजनेस एसोसिएशन द्वारा विकसित सूत्र की पहचान करें। पवन भार की गणना का सूत्र है F = A x P x Cd x Kz x Gh, के भीतर ए प्रक्षेपण क्षेत्र, पी हवा का दबाव है, सीडी खींचें गुणांक है, Kz जोखिम गुणांक है, और जीएच पवन टोह का गुणांक है। यह पवन भार सूत्र कई अतिरिक्त मापदंडों पर विचार करता है, और अक्सर एंटीना पर अभिनय करने वाले पवन भार की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है।
सूत्रों में चर को समझें। इस सूत्र का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, आपको पहले प्रत्येक चर और उसकी इकाई का अर्थ समझना होगा।
- ए, पी तथा सीडी सामान्यीकृत सूत्र के समान अर्थ है।
- Kz एक्सपोज़र का गुणांक है और इसे जमीन से ऊंचाई से वस्तु के मध्य बिंदु तक गणना की जाती है। की इकाई है Kz मीटर है।
- जीएच पुनरावृत्ति गुणांक है और इसकी गणना वस्तु की कुल ऊंचाई से की जाती है। की इकाई है जीएच 1 / m या m है।
अनुमानित क्षेत्र का निर्धारण करें। किसी वस्तु का अनुमानित क्षेत्र उसके आकार और आकार पर निर्भर करता है। यदि एक सपाट दीवार पर हवा चल रही है, तो अनुमानित क्षेत्र एक गोल वस्तु की तुलना में आसान है। अनुमानित क्षेत्र उस क्षेत्र के लगभग बराबर होगा जो हवा से उजागर होता है। दृश्य के क्षेत्र की गणना के लिए कोई सूत्र नहीं है, लेकिन आप कुछ बुनियादी गणनाओं के साथ इसका अनुमान लगा सकते हैं। क्षेत्र की इकाई m है।
- सपाट दीवारों के लिए, सूत्र क्षेत्र = लंबाई x चौड़ाई का उपयोग करें, और दीवार की लंबाई और चौड़ाई को मापें जहां हवा उड़ा है।
- सिलिंडर या कॉलम के लिए, आप क्षेत्र को लंबाई और चौड़ाई से अनुमानित कर सकते हैं। इस मामले में, चौड़ाई सिलेंडर या स्तंभ का व्यास है।
हवा के दबाव की गणना करें। हवा के दबाव की गणना सूत्र के अनुसार की जाती है पी = 0.613 x वी, के भीतर वी मीटर प्रति सेकंड (m / s) में हवा की गति है। हवा के दबाव की इकाई न्यूटन प्रति वर्ग मीटर (N / m) है।
- उदाहरण के लिए, यदि हवा की गति 31.3 m / s है तो हवा का दबाव 0.613 x 31.3 = 600 N / m है।
- एक विशेष वेग पर हवा के दबाव की गणना करने का दूसरा तरीका विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में हवा के वेग मानकों का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक बिजनेस एसोसिएशन (ईआईए) के अनुसार, क्षेत्र ए में अधिकांश संयुक्त राज्य अमेरिका की हवा की गति 38.7 मीटर / सेकंड है, लेकिन तटीय क्षेत्र जोन बी (44.7 मीटर / सेकंड) में हैं। ) या ज़ोन सी (50 मीटर / सेकंड)।
विचाराधीन वस्तु के प्रतिरोध गुणांक का निर्धारण करें। ड्रैग फोर्स ऑब्जेक्ट की सतह को उड़ाने की दिशा में हवा के अभिनय का बल है। ड्रैग गुणांक द्रव में किसी वस्तु के प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है, और वस्तु के आकार, आकार और खुरदरेपन पर निर्भर करता है।
- लंबे सिलेंडरों के लिए मानक ड्रैग गुणांक 1.2 है और छोटे सिलेंडरों के लिए 0.8 है, जो आमतौर पर कई इमारतों पर एंटीना पदों पर लागू होता है।
- फ्लैट पैनल के लिए मानक ड्रैग गुणांक जैसे भवन चेहरे लंबी फ्लैट शीट के लिए 2.0 या छोटे फ्लैट पैनल के लिए 1.4 हैं।
- फ्लैट प्लेट और सिलेंडर के प्रतिरोध गुणांक के बीच का अंतर लगभग 0.6 है।
- ड्रैग गुणांक की कोई इकाई नहीं है।
एक्सपोज़र गुणांक की गणना करें Kz.Kz जिसमें सूत्र द्वारा गणना की जाती है z जमीन से वस्तु के मध्य बिंदु तक ऊंचाई है।
- उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक एंटीना है जो जमीन से 1 मीटर लंबा और 15 मीटर है, z 14.5 मीटर होगा।
- केज = = = 0.8 मी।
पवन टोह के गुणांक की गणना करें जीएच. पवन पुनरावृत्ति गुणांक सूत्र द्वारा गणना की जाती है घ = 0.65 + 0.6 /, के भीतर एच वस्तु की ऊँचाई है।
- उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक एंटीना है जो जमीन से 1 मीटर लंबा और 15 मीटर है, घ = 0.65 + 0.6 / = 0.65 + 0.6 / = 1.32 मीटर
पवन भार की गणना करें। ऊपर पाए गए मानों का उपयोग करके, आप अब समीकरण का उपयोग करके हवा के भार की गणना कर सकते हैं F = A x P x Cd x Kz x Gh। मानों को चर में प्लग करें और गणना करें।
- मान लें कि आप एक एंटीना पर अभिनय करने वाले विंड लोड की गणना करना चाहते हैं, जिसकी लंबाई 1 मीटर और व्यास 2 सेंटीमीटर है, और हवा की गति 31.3 मीटर / सेकंड है। एंटीना 15 मीटर ऊंची इमारत के ऊपर स्थित है।
- अनुमानित क्षेत्र की गणना करके शुरू करें। इस मामले में, ए = एल एक्स डब्ल्यू = 1 मीटर x 0.02 मीटर = 0.02 मीटर।
- हवा के दबाव की गणना करें: P = 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 एन / एम।
- छोटे सिलेंडर के लिए, ड्रैग गुणांक 0.8 है।
- जोखिम गुणांक की गणना करें: केज = = = 0.8 मी।
- पवन टोह गुणांक की गणना करें: घ = ०.६५ + ०.६० / = 0.65 + 0.60 / = 1.32 मीटर
- समीकरण के बजाय: 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 एन ऐन्टेना पर विंड लोड एक्टिंग है।
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विधि 3 की 3: मानक सेट UBC-97 (यूनिफॉर्म बिल्डिंग कोड) के सूत्र द्वारा पवन भार की गणना करें

UBC-97 का सूत्र निर्धारित करें। इस सूत्र को 1997 में यूबीसी (यूनिफॉर्म बिल्डिंग कोड) मानक में बनाया गया था ताकि हवा के भार की गणना की जा सके। सूत्र है एफ = ए एक्स पी, के भीतर ए अनुमानित क्षेत्र है और पी हवा का दबाव; लेकिन इस सूत्र में हवा के दबाव की गणना का एक और तरीका है।
- पवन दबाव (एन / एम) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है P = Ce x Cq x Qs x Iw, के भीतर Ce हवा की ऊंचाई, जोखिम और पुनरावृत्ति का संयुक्त कारक है, Cq दबाव गुणांक है (ऊपर दो समीकरणों में ड्रैग गुणांक के बराबर), Qs हवा का स्थिर दबाव है, और LW महत्वपूर्ण कारक है। इन सभी मूल्यों की गणना या संबंधित तालिकाओं से देखा जा सकता है।
अनुमानित क्षेत्र का निर्धारण करें। किसी वस्तु का अनुमानित क्षेत्र उसके आकार और आकार पर निर्भर करता है। यदि एक सपाट दीवार पर हवा चल रही है, तो अनुमानित क्षेत्र एक गोल वस्तु की तुलना में आसान है। अनुमानित क्षेत्र उस क्षेत्र के लगभग बराबर होगा जो हवा से उजागर होता है। दृश्य के क्षेत्र की गणना के लिए कोई सूत्र नहीं है, लेकिन आप कुछ बुनियादी गणनाओं के साथ इसका अनुमान लगा सकते हैं। क्षेत्र की इकाई m है।
- सपाट दीवारों के लिए, सूत्र क्षेत्र = लंबाई x चौड़ाई का उपयोग करें, और दीवार की लंबाई और चौड़ाई को मापें जहां हवा उड़ा है।
- सिलिंडर या कॉलम के लिए, आप क्षेत्र को लंबाई और चौड़ाई से अनुमानित कर सकते हैं। इस मामले में, चौड़ाई सिलेंडर या स्तंभ का व्यास है।
निर्धारित Ce, ऊंचाई, एक्सपोजर और विंड रिकॉइल के संयुक्त गुणांक। यह मान UBC में तालिका 16-G से देखा गया है और ऊंचाई और मूल्यों के साथ इलाके से संबंधित तीन प्रकार के जोखिमों पर विचार करता है। Ce प्रत्येक मॉडल के लिए अलग है।
- "एक्सपोज़र टाइप बी घरों, पेड़ों या अन्य असमानता वाला एक इलाका है, जो आसपास के क्षेत्र के कम से कम 20% को कवर करता है और विचाराधीन स्थान से 1.6 किमी या अधिक से फैला है।"
- "संपर्क प्रकार सी फ्लैट है और आम तौर पर अच्छी तरह हवादार है, जो कि विचार के स्थल से 0.8 किमी या अधिक लंबा है।"
- "डी-एक्सपोज़र प्रकार का इलाका सबसे गंभीर रूप से प्रभावित होता है, जिसमें 129 किमी / घंटा या उससे अधिक की औसत हवा की गति होती है, और बिना किसी अवरोध के सपाट इलाका होता है, जो बड़े पानी से घिरा होता है।"
विचाराधीन वस्तु के दबाव गुणांक को निर्धारित करें। दबाव गुणांक Cq ड्रैग गुणांक के समान है सीडी। ड्रैग फोर्स ऑब्जेक्ट की सतह को उड़ाने की दिशा में हवा के अभिनय का बल है। ड्रैग गुणांक द्रव में किसी वस्तु के प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है, और वस्तु के आकार, आकार और खुरदरेपन पर निर्भर करता है।
- लंबे सिलेंडरों के लिए मानक ड्रैग गुणांक 1.2 है और छोटे सिलेंडरों के लिए 0.8 है, जो आमतौर पर कई इमारतों पर एंटीना पदों पर लागू होता है।
- फ्लैट पैनल के लिए मानक ड्रैग गुणांक जैसे भवन चेहरे लंबी फ्लैट शीट के लिए 2.0 या छोटे फ्लैट पैनल के लिए 1.4 हैं।
- फ्लैट प्लेट और सिलेंडर के प्रतिरोध गुणांक के बीच का अंतर लगभग 0.6 है।
- ड्रैग गुणांक की कोई इकाई नहीं है।
हवा के स्थिर दबाव का निर्धारण करें।Qs स्थिर हवा का दबाव है और पिछले समीकरणों में हवा के दबाव की गणना के समान है: Qs = 0.613 x V, के भीतर वी मीटर प्रति सेकंड (m / s) में हवा की गति है।
- उदाहरण के लिए, यदि हवा की गति 31 m / s है तो स्थिर हवा का दबाव 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 N / m है।
- एक अन्य तरीका विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में हवा की गति के मानकों का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक बिजनेस एसोसिएशन (ईआईए) के अनुसार, क्षेत्र ए में अधिकांश संयुक्त राज्य अमेरिका की हवा की गति 38.7 मीटर / सेकंड है, लेकिन तटीय क्षेत्र जोन बी (44.7 मीटर / सेकंड) में हैं। ) या ज़ोन सी (50 मीटर / सेकंड)।
प्रमुख कारक निर्धारित करें।LW एक महत्वपूर्ण गुणांक है और इसे UBC में 16-K टेबल से देखा जा सकता है। यह भवन के उपयोग के कारकों पर विचार करने के लिए लोड की गणना करने के लिए उपयोग किया जाने वाला गुणक कारक है। यदि किसी इमारत में खतरनाक सामग्री होती है, तो महत्वपूर्ण कारक सामान्य उपयोग के लिए एक इमारत से अधिक होगा।
- एक मानक उपयोग के साथ एक इमारत के लिए गणना में 1 का कारक होगा।
पवन भार की गणना करें। ऊपर पाए गए मानों का उपयोग करके, आप अब समीकरण का उपयोग करके हवा के भार की गणना कर सकते हैं F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw । मानों को चर में प्लग करें और गणना करें।
- मान लीजिए कि आप एक मीटर 1 मीटर लंबे और 2 सेमी व्यास के एंटीना, 31 मीटर / सेकंड की गति से हवा के लोड की गणना करना चाहते हैं। एंटीना को संपर्क प्रकार बी के इलाके के साथ एक 15 मीटर ऊंची इमारत के शीर्ष पर रखा गया है।
- अनुमानित क्षेत्र की गणना करके शुरू करें। इस मामले में, ए = एल एक्स डब्ल्यू = 1 मीटर x 0.02 मीटर = 0.02 मीटर।
- निर्धारित Ce। तालिका 16-जी के अनुसार, 15 मीटर की ऊंचाई और संपर्क प्रकार बी की स्थलाकृति का उपयोग करके, हम ऊपर देख सकते हैं Ce 0.84 है।
- छोटे सिलेंडरों के लिए, खींचें गुणांक अच्छा है Cq 0.8 है।
- गणना Qs: Qs = 0.613 x V = 0.613 x 31.3 = 600 एन / एम।
- प्रमुख कारक निर्धारित करें। यह एक मानक भवन होना चाहिए LW = 1.
- समीकरण के बजाय: 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 एन।
- 8 एन ऐन्टेना पर विंड लोड एक्टिंग है।
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सलाह

आपको पता होना चाहिए कि हवा की गति जमीन से अलग ऊंचाई पर बदलती है। हवा की गति संरचना की ऊंचाई और जमीन के करीब बढ़ती है, अधिक अनियमित परिवर्तन, क्योंकि यह जमीन पर संरचनाओं से प्रभावित होती है।
याद रखें कि यह अनियमित बदलाव है जो हवा के भार की गणना की सटीकता को कम करेगा।