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A fórmula para calcular a área depende da forma do plano. Para uma parede plana você usa a fórmula área = comprimento x altura. Aproximar a área da face de uma coluna com área = diâmetro x altura. O seguinte se aplica aos cálculos SI: uma está em metros quadrados (m). Para cálculos imperiais, uma está em pés quadrados (ft). 
Esta fórmula é baseada no padrão da Sociedade Americana de Engenheiros Civis. O coeficiente 0,00256 é o resultado de um cálculo baseado em valores típicos para a densidade do ar e aceleração gravitacional. Os engenheiros usam uma fórmula mais precisa para levar em conta fatores como o terreno circundante e o tipo de construção. Você pode procurar a fórmula usando o código ASCE 7-05, ou . Se você não tem certeza sobre a velocidade do vento, você pode procurá-la em sua área usando o padrão Electronic Industries Association (EIA). Por exemplo, a maior parte dos EUA está na Zona A com ventos de 86,6 mph, mas as áreas costeiras podem estar na Zona B (100 mph) ou na Zona C (111,8 mph). 
O coeficiente de arrasto padrão para um cano de cilindro longo é 1,2 e para um cilindro curto 0,8. Isso se aplica a tubos de antena, como os de muitos edifícios. O coeficiente padrão para uma superfície plana, como a frente de um edifício, é 2,0 para uma superfície plana longa ou 1,4 para uma superfície plana mais curta. O coeficiente de arrasto não tem unidades. 
Comece estimando a área projetada. Nesse caso, 
Calcule a pressão do vento: 
. Para um cilindro curto, o coeficiente de arrasto é 0,8. Substituindo isso na equação: 
Portanto, a carga de vento na antena é de 1,25 libras. 
uma, p e CD são as mesmas variáveis usadas na equação geral. kz é o coeficiente de exposição e é calculado a partir da altura do solo até o centro do objeto. A unidade de kz é o número de pés. gh é o fator de resposta para rajadas e é calculado levando em consideração a altura total do objeto. As unidades de gh são 1/pé ou pé. 
Para uma parede plana, use a fórmula área = comprimento x largura, medindo o comprimento e a largura da parede que o vento atinge. Para um tubo ou coluna, você também pode estimar a área usando seu comprimento e largura. Neste caso, a largura é o diâmetro do tubo ou coluna. 
Por exemplo, se a velocidade do vento é 70 mph, então a pressão do vento é 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Uma alternativa para calcular a pressão do vento em uma determinada velocidade do vento é usar o padrão para diferentes zonas do vento. Por exemplo, de acordo com a Electronic Industries Association (EIA), a maior parte dos EUA está na Zona A com ventos de 86,6 mph, mas as áreas costeiras podem estar na Zona B (100 mph) ou na Zona C (111).8 mph) deitado. 
O coeficiente de arrasto padrão para um cano de cilindro longo é 1,2 e para um cilindro curto 0,8. Isso se aplica a tubos de antena, como os de muitos edifícios. O coeficiente padrão para uma superfície plana, como a frente de um edifício, é 2,0 para uma superfície plana longa ou 1,4 para uma superfície plana mais curta. A diferença entre o coeficiente de arrasto para objetos planos e cilíndricos é de cerca de 0,6. O coeficiente de arrasto não tem unidades. 
Por exemplo, se você tiver uma antena de 3 pés de comprimento e 48 pés do chão, z igual a 46,5 pés. Kz = [z/33] = [46,5/33] = 1.1 pé. 
Por exemplo, se você tiver uma antena de 3 pés a uma altura de 48 pés do solo, então: Gh = 0,65 + 0,60/[(h/33)] = 0,65 + 0,60/(51/33) = 1,22 pés. 
Por exemplo, digamos que você queira determinar a carga de vento em uma antena de 3 pés de comprimento com um diâmetro de 0,5 polegadas, em uma rajada de 70 mph. A antena é colocada no topo de um edifício de 48 pés de altura. Comece a calcular a área projetada. Nesse caso A = l x w = 3 pés x (0,5 pol x (1 pé/12 pol)) = 0,125 pés. Calcule a pressão do vento: P = 0,00256 x V = 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Para um cilindro curto, o coeficiente de arrasto é 0,8. Calcule o coeficiente de exposição: Kz = [z/33] = [46,5/33] = 1,1 pés. Calcule o fator de resposta à rajada: Gh = 0,65+0,60/[(h/33)] =0,65+0,60/(51/33) = 1,22 pés Substitua na equação: F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0,125 x 12,5 x 0,8 x 1,1 x 1,22 = 1,68 libras. A carga de vento na antena é de 1,68 libras. 
Para uma parede plana você usa a fórmula área = comprimento x largura, assumindo o comprimento e a largura do plano onde o vento o atinge. Para um tubo ou coluna, você pode estimar a área usando seu comprimento e largura. Neste caso, a largura é o diâmetro do tubo ou coluna. 
`A exposição B é o local com edifícios, árvores ou outras irregularidades da superfície cobrindo pelo menos 20% da área circundante e estendendo-se por 1,6 km ou mais do local`. `A exposição C é um terreno plano e principalmente aberto, 0,8 km ou mais ao redor do local`. `A exposição D é a mais severa, com velocidades de vento padrão de 129 km/h ou mais e terreno plano e desobstruído, voltado para grandes massas de água`. 
O coeficiente de arrasto padrão para um cano de cilindro longo é 1,2 e para um cilindro curto 0,8. Aplica-se a tubos de antena, como os de muitos edifícios. O coeficiente padrão para uma superfície plana, como a frente de um edifício, é 2,0 para uma superfície plana longa ou 1,4 para uma superfície plana mais curta. A diferença entre o coeficiente de arrasto para uma face plana e um cilindro é de cerca de 0,6. O coeficiente de arrasto não tem unidades. 
Por exemplo, se a velocidade do vento for de 70 mph, a estagnação da pressão do vento será de 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Uma alternativa a este cálculo é usar o padrão para diferentes zonas de vento. Por exemplo, de acordo com a Electronic Industries Association (EIA), a maior parte dos EUA está na Zona A com ventos de 86,6 mph, mas as áreas costeiras podem estar na Zona B (100 mph) ou na Zona C (111).8 mph) deitado 
Os cálculos para edifícios com uso padrão têm um fator de importância de um. 
Por exemplo, digamos que você queira determinar a carga de vento em uma antena de 3 pés com um diâmetro de 0,5 polegadas em uma rajada de 70 mph. A antena é colocada no topo de um prédio de 48 pés de altura, em uma área de terreno `exposição B`. Comece calculando a área projetada. Nesse caso: A = l x w = 3 pés x (0,5 pol x (1 pé/12 pol)) = 0,125 pés. Determinar Ce. Com base na Tabela 16-G e assumindo a altura de 48 pés e um terreno de `exposição B`, Ce 0,84. Para um cilindro curto, o coeficiente de arrasto qq igual a 0,8. calcular Perguntas: Qs = 0,00256 x V = 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Determine o fator de importância. Este é um edifício padrão, e é por isso que iw é 1. Substitua na equação: F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw = 0,125 x 0,84 x 0,8 x 12,5 x 1 = 1,05 libras. Portanto, a carga de vento na antena é de 1,05 libras.
Calcular a carga do vento
Contente
O vento é uma massa de ar que se move principalmente na direção horizontal de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão. Os ventos fortes podem ser muito destrutivos porque geram pressão contra a superfície de uma estrutura. A intensidade desta pressão é a carga de vento. O efeito do vento depende do tamanho e da forma da estrutura. O cálculo da carga de vento é necessário para o projeto e construção de edifícios para edifícios mais seguros e resistentes ao vento e a colocação de objetos como antenas no topo de edifícios.
Degraus
Método 1 de 3: Calculando a carga do vento com uma fórmula geral
1. Defina a fórmula geral. A fórmula geral para a carga de vento é F = A x P x Cd, através do qual f a força ou carga do vento é, uma a área projetada do objeto, p é a pressão do vento e CD o coeficiente de arrasto. Essa equação é útil para estimar a carga de vento em um objeto específico, mas não atende aos padrões de construção para planejar novos projetos de construção.
2. Determine a área projetada uma. Esta é a área do plano bidimensional que o vento atinge. Para uma análise completa, repita o cálculo para cada lado do edifício. Por exemplo, se um prédio tem um lado oeste com área de 20m, você usa esse valor para uma ao calcular a carga do vento no plano ocidental.
3. Calcule a pressão do vento. A fórmula simples para a pressão do vento P em unidades imperiais (libras por pé quadrado) é 
, através do qual V a velocidade do vento é em milhas por hora (mph). Para encontrar a pressão do vento em unidades SI (Newtons por metro quadrado), use 
, e medir você V em metros por segundo.
, através do qual V a velocidade do vento é em milhas por hora (mph). Para encontrar a pressão do vento em unidades SI (Newtons por metro quadrado), use , e medir você V em metros por segundo.4. Determine o coeficiente de arrasto para o objeto em questão. O coeficiente de arrasto é a força que o ar exerce sobre um edifício, influenciado pela forma do edifício, a rugosidade da superfície e uma série de outros fatores. Os engenheiros geralmente medem o coeficiente de arrasto diretamente usando experimentos, mas para uma estimativa aproximada, você pode procurar coeficientes de arrasto típicos para uma forma específica que deseja medir. Por exemplo:
5. Calcule a carga do vento. Usando os valores determinados acima, agora você pode calcular a carga do vento com a equação F = A x P x Cd.
6. Por exemplo: digamos que você queira determinar a carga de vento em uma antena de 3 pés de altura com um diâmetro de 0,5 polegadas em uma rajada de 70 mph.
.Método 2 de 3: Calculando a carga de vento usando a fórmula da Electronic Industries Association
1. Defina a fórmula desenvolvida pela Electronic Industries Association. A fórmula para a carga de vento é F = A x P x Cd x Kz x Gh através do qual uma a área projetada é, p a pressão do vento, CD o coeficiente de arrasto, kz o coeficiente de exposição e gh o fator de resposta para uma rajada de vento. Esta fórmula tem mais alguns parâmetros que são levados em consideração para determinar a carga de vento. Esta fórmula é geralmente usada para calcular a carga de vento nas antenas.
2. Entenda as variáveis da equação. Para usar uma equação corretamente, você deve primeiro entender o que é cada variável e quais são suas unidades.
3. Determine a área projetada. A área projetada do seu objeto depende de sua forma e tamanho. Se o vento atingir uma parede plana, a área projetada é mais fácil de calcular do que se o objeto for arredondado. A superfície projetada será uma aproximação da superfície que o vento entrará em contato. Não existe uma fórmula abrangente para calcular a área projetada, mas você pode estimá-la com alguns cálculos simples. A unidade para a área é ft.
4. Calcule a pressão do vento. A pressão do vento é dada pela equação P = 0,00256 x V, através do qual V a velocidade do vento é em milhas por hora (mph). A unidade para carga de vento é libras por pé quadrado (psf).
5. Determine o coeficiente de arrasto para o objeto em questão. O coeficiente de arrasto é a força resultante na direção do fluxo devido à pressão na superfície de um objeto. O coeficiente de arrasto representa a resistência que um objeto experimenta em um líquido e depende da forma, tamanho e rugosidade de um objeto.
6. Calcular o coeficiente de exposição, kz.kz é calculado pela fórmula [z/33], através do qual z a altura é do chão ao centro do objeto.
7. Calcular o fator de resposta à rajada gh. O fator de resposta à rajada é calculado usando a equação Gh = 0,65 + 0,60/[(h/33)] através do qual h é a altura do objeto.
8. Calcule a carga do vento. Usando os valores determinados acima, agora você pode calcular a carga do vento com a equação F = A x P x Cd x Kz x Gh. Preencha todas as suas variáveis e faça o cálculo.
Método 3 de 3: Calculando a carga de vento usando o Código Uniforme de Construção (UBC) `97. fórmula
1. Definir a fórmula UBC `97. Esta fórmula foi desenvolvida em 1997 como parte do Uniform Building Code (UBC) para calcular a carga do vento. A fórmula é F = A x P, através do qual uma a área projetada e p a pressão do vento é; no entanto, esta fórmula tem um cálculo alternativo para a carga de vento.
- A pressão do vento (PSF) é calculada como P = Ce x Cq x Qs x Iw, através do qual Ce o fator combinado de altitude, exposição e resposta a rajadas é, qq um coeficiente de pressão (igual ao coeficiente de arrasto nas duas equações anteriores), Perguntas é a pressão de estagnação do vento, e iw o fator de importância. Todos esses valores podem ser calculados ou obtidos nas tabelas apropriadas.
2. Determine a área projetada. A área projetada do seu objeto depende de sua forma e tamanho. Se o vento atingir uma parede plana, a área projetada é mais fácil de calcular do que se o objeto for arredondado. Uma superfície projetada será uma aproximação da superfície que o vento entrará em contato. Não existe uma fórmula separada para calcular a área projetada, mas você pode estimá-la com alguns cálculos simples. A unidade de área é m.
3. Determinar Ce, a altitude combinada, exposição e fator de resposta a rajadas. Este valor foi escolhido com base na Tabela 16-G da UBC e leva em consideração três posições do terreno com diferentes alturas e Ce valores para cada.
4. Determine o coeficiente de pressão para o objeto em questão. O coeficiente de pressão, qq, é o mesmo que o coeficiente de arrasto (CD). A resistência é a força resultante na direção do fluxo devido à pressão na superfície de um objeto. O coeficiente de arrasto representa o arrasto de um objeto através de um fluido e depende da forma, tamanho e rugosidade de um objeto.
5. Determine a estagnação da pressão do vento.Perguntas é a estagnação da pressão do vento e equivalente ao cálculo da pressão do vento das equações anteriores: Qs = 0,00256 x V, através do qual V a velocidade do vento é em milhas por hora (mph).
6. Determine o fator de importância.iw é o fator de importância e pode ser determinado usando a Tabela 16-K da UBC. É uma multiplicação utilizada no cálculo da carga que leva em consideração o uso da edificação. Se um edifício contém materiais perigosos, o fator de importância será maior do que o de um edifício tradicional.
7. Calcule a carga do vento. Usando os valores determinados acima, agora você pode calcular a carga do vento com a equação F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw. Substitua todas as suas variáveis e resolva a equação.
Pontas
- Saiba que a velocidade do vento varia em diferentes alturas. A velocidade do vento aumenta com a altura estrutural e mais perto do solo é mais imprevisível, pois é afetada pela interação com as coisas no solo.
- Esteja ciente de que essa imprevisibilidade pode dificultar cálculos precisos de vento.
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