पवन भार: गणना नियम, पेशेवरों से सिफारिशें

2024 लेखक: Aaron Duncan | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-15 04:26

इमारतों और संरचनाओं को डिजाइन करते समय, हवा के भार की गणना काफी बार करनी पड़ती है। इस सूचक की गणना विशेष सूत्रों का उपयोग करके की जाती है। इस तरह के भार को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, रूफ ट्रस सिस्टम के चित्र बनाते समय, होर्डिंग का स्थान और डिज़ाइन चुनना आदि।

एसएनआईपी मानक

दरअसल, इस पैरामीटर की परिभाषा ही SNiP 2.01 देती है। 07-85. इस दस्तावेज़ के अनुसार, पवन भार को कुल के रूप में माना जाना चाहिए:

• किसी संरचना या तत्व की संरचनाओं की बाहरी सतहों पर कार्य करने वाला दबाव;
• संरचना की सतह पर स्पर्शरेखा से निर्देशित घर्षण का बल, इसके ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज प्रक्षेपण के क्षेत्र को संदर्भित करता है;
• पारगम्य भवन लिफाफों या खुले उद्घाटन वाले भवन की भीतरी सतह पर सामान्य दबाव लागू होता है।

कैसे निर्धारित करें

पवन भार की गणना करते समय, दो मुख्य मापदंडों को ध्यान में रखा जाता है:

• औसत घटक;
• धड़कन।

लोड को इन दो मापदंडों के योग के रूप में परिभाषित किया गया है।

औसत घटक: मूल सूत्र

यदि डिजाइन के दौरान हवा के भार को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो यह बाद में भवन या संरचना के प्रदर्शन पर अत्यधिक नकारात्मक प्रभाव डालेगा। इसके औसत घटक की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जाती है:

डब्ल्यू=वोके.

यहाँ W पृथ्वी की सतह से z ऊँचाई पर पवन भार का परिकलित मान है, Wo इसका मानक मान है, k ऊँचाई के साथ दबाव परिवर्तन का गुणांक है। इस सूत्र के सभी प्रारंभिक डेटा तालिकाओं से निर्धारित होते हैं।

कभी-कभी पैरामीटर c का उपयोग गणना में भी किया जाता है - वायुगतिकीय गुणांक। इस मामले में सूत्र इस तरह दिखता है: W=Wokс.

सामान्य मूल्य

यह पता लगाने के लिए कि यह पैरामीटर क्या है, आपको रूसी संघ के पवन भार के लिए क्षेत्रों की तालिका का उपयोग करने की आवश्यकता है। उनमें से केवल आठ हैं। पवन भार की तालिका (रूस के एक विशेष क्षेत्र पर Wo मूल्यों की निर्भरता) नीचे प्रस्तुत की गई है।

देश के अल्प-अध्ययन वाले क्षेत्रों के साथ-साथ पर्वतीय क्षेत्रों के लिए, यह एसएनआईपी पैरामीटर आपको आधिकारिक रूप से पंजीकृत मौसम स्टेशनों के अनुसार और मौजूदा इमारतों और संरचनाओं के संचालन अनुभव के आधार पर निर्धारित करने की अनुमति देता है। इस मामले में, पवन भार के मानक मूल्य को निर्धारित करने के लिए एक विशेष सूत्र का उपयोग किया जाता है। यह इस तरह दिखता है:

वो=0.61 वी2ओ.

यहाँ V2o - 10 मीटर के औसत अंतराल के अनुरूप 10 मीटर के स्तर पर मीटर प्रति सेकंड में हवा की गतिमिनट और हर 5 साल में पार हो गया।

गुणांक k कैसे निर्धारित किया जाता है?

इस पैरामीटर के लिए एक विशेष टेबल भी है। इसे निर्धारित करते समय, उस क्षेत्र का प्रकार जहां संरचना या भवन के निर्माण को ध्यान में रखा जाना चाहिए। उनमें से तीन हैं:

1. टाइप "ए" - खुले समतल क्षेत्र: समुद्र के तट, झीलें और नदियाँ, सीढ़ियाँ, रेगिस्तान, टुंड्रा क्षेत्र, वन-स्टेप।
2. टाइप "बी" - 10 मीटर ऊंची बाधाओं से ढका इलाका: शहरी क्षेत्र, जंगल आदि।
3. टाइप "सी" - 25 मीटर से अधिक ऊंची इमारतों वाले शहरी क्षेत्र।

निर्माण क्षेत्र का प्रकार भी एसएनआईपी की आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए निर्धारित किया जाता है। डिजाइन करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। किसी भी इमारत को एक निश्चित प्रकार के इलाके में स्थित माना जाता है यदि बाद वाला 30 घंटे की दूरी पर हवा की तरफ स्थित है। यहाँ h संरचना की डिज़ाइन ऊँचाई 60 मीटर तक है। ऊँची इमारत की ऊँचाई के साथ, इलाके का प्रकार निश्चित माना जाता है यदि यह हवा की ओर से कम से कम 2 किमी दूर रहता है।

लहर लोड की गणना कैसे करें

एसएनआईपी पवन भार के अनुसार, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, औसत मानक और धड़कन के योग के रूप में निर्धारित किया जाना चाहिए। अंतिम पैरामीटर का मूल्य संरचना के प्रकार और इसके डिजाइन की विशेषताओं पर निर्भर करता है। इस संबंध में, वे भेद करते हैं:

• स्‍थापित सीमा मान से अधिक दोलन की प्राकृतिक आवृत्ति वाली संरचनाएं (चिमनी,टावर, मस्तूल, स्तंभ-प्रकार के उपकरण);
• उनके निर्माण की संरचनाएं या तत्व, जो एक डिग्री की स्वतंत्रता के साथ एक प्रणाली है (औद्योगिक एक मंजिला इमारतों, पानी के टॉवर, आदि के अनुप्रस्थ फ्रेम);

भवन के संदर्भ में सममित।

विभिन्न प्रकार की संरचनाओं के लिए सूत्र

पहले प्रकार की संरचनाओं के लिए, स्पंदित पवन भार का निर्धारण करते समय, सूत्र का उपयोग किया जाता है:

डब्ल्यू_{पी=डब्ल्यूजीवी।}

यहाँ W ऊपर प्रस्तुत सूत्र द्वारा निर्धारित मानक भार है, G ऊँचाई z पर दबाव स्पंदन गुणांक है, V धड़कन सहसंबंध गुणांक है। अंतिम दो पैरामीटर तालिकाओं द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।

स्थापित सीमा मान से अधिक प्राकृतिक दोलन आवृत्ति वाली संरचनाओं के लिए, स्पंदित पवन भार का निर्धारण करते समय निम्न सूत्र का उपयोग किया जाता है:

डब्ल्यू_{पी=डब्ल्यूक्यूजी।}

यहां क्यू डायनेमिक गुणांक है जो डायग्राम से निर्धारित होता है (नीचे प्रस्तुत किया गया है) पैरामीटर ई के आधार पर, सूत्र द्वारा गणना की जाती है E=√RW/940f (R लोड सेफ्टी फैक्टर है, f प्राकृतिक दोलनों की आवृत्ति है) और लघुगणकीय कमी में उतार-चढ़ाव। अंतिम पैरामीटर स्थिर है और इसके लिए स्वीकार किया जाता है:

• स्टील फ्रेम भवनों के लिए 0.3;
• मस्तूल, लाइनर आदि के लिए 0.15 के रूप में।

सममित इमारतों के लिए, स्पंदित पवन भार की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

• डब्ल्यू_{पी=एमक्यूएनवाई।}

यहाँ Q गतिशीलता का गुणांक है, m ऊँचाई z पर संरचना का द्रव्यमान है, Y पहले रूप के अनुसार z स्तर पर संरचना का क्षैतिज कंपन है। इस सूत्र में N एक विशेष गुणांक है, जिसे पहले संरचना को r में विभाजित करके, उन वर्गों की संख्या जिनकी सीमाओं के भीतर पवन भार स्थिर है, और विशेष सूत्रों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

एक और तरीका

आप थोड़े अलग तरीके से हवा के भार की गणना कर सकते हैं। इस मामले में, आपको पहले सूत्र का उपयोग करके हवा के दबाव को निर्धारित करने की आवश्यकता है:

(पीएसएफ)=.00256वी^2.

यहाँ V हवा की गति (मील प्रति घंटे) है।

फिर आपको ड्रैग गुणांक की गणना करनी चाहिए। यह बराबर होगा:

• 1.2 - लंबी खड़ी संरचनाओं के लिए;
• 0.8 - छोटी खड़ी रेखाओं के लिए;
• 2.0 - लंबी क्षैतिज संरचनाओं के लिए;
• 1.4 - छोटे लोगों के लिए (उदाहरण के लिए, किसी भवन का अग्रभाग)।

अगला, आपको किसी भवन या संरचना पर पवन भार के लिए सामान्य सूत्र का उपयोग करने की आवश्यकता है:

एफ=एपीसीडी।

यहाँ A क्षेत्र क्षेत्र है, P पवन दाब है, Cd ड्रैग गुणांक है।

आप थोड़ा और जटिल फॉर्मूला भी इस्तेमाल कर सकते हैं:

F=APCdKzGh.

जब लागू किया जाता है, तो जोखिम कारक K_z b और गस्ट सेंसिटिविटी G_{h को भी ध्यान में रखा जाता है। पहले की गणना z/33]^(2/7,दूसरा - 65+60 / (एच/33)^(1/7)। इन सूत्रों में, z संरचना के जमीन से मध्य तक की ऊंचाई है, h बाद वाले की कुल ऊंचाई है।}

विशेषज्ञों की सिफारिशें

विंड लोड की गणना करने के लिए, इंजीनियर अक्सर ओपन ऑफिस पैकेज से जाने-माने एमएस एक्सेल और ओओओ कैल्क प्रोग्राम का उपयोग करने की सलाह देते हैं। उदाहरण के लिए, इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग करने की प्रक्रिया हो सकती है:

• एक्सेल "पवन ऊर्जा" शीट पर सक्षम है;
• सेल डी3 में हवा की गति दर्ज की जाती है;
• समय D5 में है;
• वायु प्रवाह क्षेत्र - D6 में;
• वायु घनत्व या विशिष्ट गुरुत्व - D7 में;
• पवन टरबाइन दक्षता - D8 में।

इस सॉफ़्टवेयर को अन्य इनपुट के साथ उपयोग करने के अन्य तरीके भी हैं। किसी भी मामले में, इमारतों और संरचनाओं, साथ ही साथ उनकी व्यक्तिगत संरचनाओं पर हवा के भार की गणना करने के लिए एमएस एक्सेल और ओओओ कैल्क का उपयोग करना काफी सुविधाजनक है।