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La fórmula para calcular el área depende de la forma del plano. Para una pared plana, usa la fórmula área = largo x alto. Aproximar el área de la cara de una columna con área = diámetro x altura. Lo siguiente se aplica a los cálculos SI: a está en metros cuadrados (m). Para cálculos imperiales, a está en pies cuadrados (ft). 
Esta fórmula se basa en el estándar de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles. El coeficiente 0,00256 es el resultado de un cálculo basado en valores típicos de la densidad del aire y la aceleración de la gravedad. Los ingenieros utilizan una fórmula más precisa para tener en cuenta factores como el terreno circundante y el tipo de construcción. Puede buscar la fórmula usando el código ASCE 7-05, o . Si no está seguro acerca de la velocidad del viento, puede buscarla en su área utilizando el estándar de la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA). Por ejemplo, la mayor parte de EE. UU. se encuentra en la Zona A con vientos de 86,6 mph, pero las áreas costeras pueden estar en la Zona B (100 mph) o en la Zona C (111,8 mph). 
El coeficiente de arrastre estándar para un cilindro largo es de 1,2 y para un cilindro corto de 0,8. Estos se aplican a los tubos de antena como los de muchos edificios. El coeficiente estándar para una superficie plana, como el frente de un edificio, es de 2,0 para una superficie plana larga o de 1,4 para una superficie plana más corta. El coeficiente de arrastre no tiene unidades. 
Comience por estimar el área proyectada. En este caso, 
Calcular la presión del viento: 
. Para un cilindro corto, el coeficiente de arrastre es 0.8. Sustituye esto en la ecuación: 
Entonces, la carga de viento en la antena es de 1.25 lbs. 
a, pags y CD son las mismas variables que se utilizan en la ecuación general. kz es el coeficiente de exposición y se calcula a partir de la altura desde el suelo hasta el centro del objeto. la unidad de kz es el numero de pies. gh es el factor de respuesta para ráfagas y se calcula teniendo en cuenta la altura total del objeto. las unidades de gh son 1/pie o pie. 
Para una pared plana, usa la fórmula área = largo x ancho, midiendo el largo y el ancho de la pared que golpea el viento. Para un tubo o columna, también puede estimar el área usando su largo y ancho. En este caso, el ancho es el diámetro de la tubería o columna. 
Por ejemplo, si la velocidad del viento es de 70 mph, entonces la presión del viento es 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Una alternativa al cálculo de la presión del viento a una determinada velocidad del viento es utilizar el estándar para diferentes zonas del viento. Por ejemplo, según la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA), la mayor parte de EE. UU. se encuentra en la Zona A con vientos de 86,6 mph, pero las áreas costeras pueden estar en la Zona B (100 mph) o en la Zona C (111).8 mph) acostado. 
El coeficiente de arrastre estándar para un cilindro largo es de 1,2 y para un cilindro corto de 0,8. Estos se aplican a los tubos de antena como los de muchos edificios. El coeficiente estándar para una superficie plana, como el frente de un edificio, es de 2,0 para una superficie plana larga o de 1,4 para una superficie plana más corta. La diferencia entre el coeficiente de arrastre para objetos planos y cilíndricos es de aproximadamente 0,6. El coeficiente de arrastre no tiene unidades. 
Por ejemplo, si tiene una antena de 3 pies de largo y 48 pies del suelo, z igual a 46,5 pies. Kz = [z/33] = [46,5/33] = 1.1 pie. 
Por ejemplo, si tiene una antena de 3 pies a una altura de 48 pies del suelo, entonces: Gh = 0,65 + 0,60/[(h/33)] = 0,65 + 0,60/(51/33) = 1,22 pies. 
Por ejemplo, supongamos que desea determinar la carga de viento en una antena de 3 pies de largo con un diámetro de 0,5 pulgadas, en una ráfaga de 70 mph. La antena se coloca en la parte superior de un edificio de 48 pies de altura. Empezar a calcular el área proyectada. En este caso A = largo x ancho = 3 pies x (0,5 pulgadas x (1 pie/12 pulgadas)) = 0,125 pies. Calcular la presión del viento: P = 0,00256 x V = 0,00256 x 70 = 12,5 libras por pie cuadrado. Para un cilindro corto, el coeficiente de arrastre es 0.8. Calcular el coeficiente de exposición: Kz = [z/33] = [46,5/33] = 1,1 pies. Calcule el factor de respuesta de ráfaga: Gh =0,65+0,60/[(h/33)] =0,65+0,60/(51/33) = 1,22 pies Sustituir en la ecuación: 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. La carga de viento en la antena es de 1,68 libras. 
Para una pared plana, usa la fórmula área = largo x ancho, asumiendo el largo y el ancho del plano donde golpea el viento. Para un tubo o columna, puedes estimar el área usando su largo y ancho. En este caso, el ancho es el diámetro de la tubería o columna. 
"La exposición B es terreno con edificios, árboles u otras irregularidades superficiales que cubren al menos el 20 por ciento del área circundante y se extienden 1,6 kilómetros o más desde el sitio". `La exposición C es un terreno plano y mayormente abierto, 0,8 km o más alrededor del sitio`. "La exposición D es la más severa, con velocidades de viento estándar de 129 km/h o más y un terreno plano y sin obstrucciones, frente a grandes masas de agua". 
El coeficiente de arrastre estándar para un cilindro largo es de 1,2 y para un cilindro corto de 0,8. Se aplica a tubos de antena como los de muchos edificios. El coeficiente estándar para una superficie plana, como el frente de un edificio, es de 2,0 para una superficie plana larga o de 1,4 para una superficie plana más corta. La diferencia entre el coeficiente de arrastre para una cara plana y un cilindro es de aproximadamente 0,6. El coeficiente de arrastre no tiene unidades. 
Por ejemplo, si la velocidad del viento es de 70 mph, entonces el estancamiento de la presión del viento será de 0,00256 x 70 = 12,5 psf. Una alternativa a este cálculo es utilizar el estándar para diferentes zonas de viento. Por ejemplo, según la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA), la mayor parte de EE. UU. se encuentra en la Zona A con vientos de 86,6 mph, pero las áreas costeras pueden estar en la Zona B (100 mph) o en la Zona C (111).8 mph) acostado 
Los cálculos para edificios con un uso estándar tienen un factor de importancia de uno. 
Por ejemplo, supongamos que desea determinar la carga de viento en una antena de 3 pies con un diámetro de 0,5 pulgadas en una ráfaga de 70 mph. La antena se coloca en la parte superior de un edificio de 48 pies de altura, en un área de terreno de `exposición B`. Comience por calcular el área proyectada. En este caso: A = largo x ancho = 3 pies x (0,5 pulgadas x (1 pie/12 pulgadas)) = 0,125 pies. Determinar Ce. Con base en la Tabla 16-G y suponiendo una altura de 48 pies y un terreno de `exposición B`, Ce 0.84. Para un cilindro corto, el coeficiente de arrastre es cq igual a 0.8. calcular preguntas: Qs = 0,00256 x V = 0,00256 x 70 = 12,5 libras por pie cuadrado. Determinar el factor de importancia. Este es un edificio estándar, por lo que yo es 1. Sustituir en la ecuación: 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. Entonces, la carga de viento en la antena es de 1.05 lbs.
Calcular la carga del viento
Contenido
El viento es una masa de aire que se mueve principalmente en dirección horizontal desde un área de alta presión a un área de baja presión. Los vientos fuertes pueden ser muy destructivos porque generan presión contra la superficie de una estructura. La intensidad de esta presión es la carga del viento. El efecto del viento depende del tamaño y la forma de la estructura. El cálculo de la carga de viento es necesario para el diseño y la construcción de edificios para edificios más seguros y resistentes al viento y la colocación de objetos como antenas en la parte superior de los edificios.
Pasos
Método 1 de 3: Cálculo de la carga del viento con una fórmula general
1. Definir la fórmula general. La fórmula general para la carga de viento es F = A x P x Cd, por lo cual F la fuerza o carga del viento es, a el área proyectada del objeto, pags es la presión del viento y CD el coeficiente de arrastre. Esta ecuación es útil para estimar la carga del viento sobre un objeto en particular, pero no cumple con los estándares de construcción para la planificación de nuevos proyectos de construcción.
2. Determinar el área proyectada a. Esta es el área del plano bidimensional que golpea el viento. Para un análisis completo, repita el cálculo para cada lado del edificio. Por ejemplo, si un edificio tiene un lado oeste con un área de 20 m, usa ese valor para a al calcular la carga de viento en el plano occidental.
3. Calcular la presión del viento. La fórmula simple para la presión del viento P en unidades imperiales (libras por pie cuadrado) es 
, por lo cual V la velocidad del viento es en millas por hora (mph). Para encontrar la presión del viento en unidades SI (Newtons por metro cuadrado), use 
, y medirte V en metros por segundo.
, por lo cual V la velocidad del viento es en millas por hora (mph). Para encontrar la presión del viento en unidades SI (Newtons por metro cuadrado), use , y medirte V en metros por segundo.4. Determine el coeficiente de arrastre para el objeto en cuestión. El coeficiente de arrastre es la fuerza que el aire ejerce sobre un edificio, influenciado por la forma del edificio, la rugosidad de la superficie y una serie de otros factores. Los ingenieros suelen medir el coeficiente de arrastre directamente mediante experimentos, pero para obtener una estimación aproximada, puede buscar los coeficientes de arrastre típicos para una forma particular que desee medir. Por ejemplo:
5. Calcular la carga del viento. Usando los valores determinados anteriormente, ahora puede calcular la carga de viento con la ecuación F = A x P x Cd.
6. Por ejemplo: digamos que desea determinar la carga de viento en una antena de 3 pies de altura con un diámetro de 0,5 pulgadas en una ráfaga de 70 mph.
.Método 2 de 3: Cálculo de la carga de viento usando la fórmula de la Asociación de Industrias Electrónicas
1. Definir la fórmula desarrollada por la Asociación de Industrias Electrónicas. La fórmula para la carga de viento es F = A x P x Cd x Kz x Gh por lo cual a el área proyectada es, pags la presión del viento, CD el coeficiente de arrastre, kz el coeficiente de exposición y gh el factor de respuesta para una ráfaga de viento. Esta fórmula tiene algunos parámetros más que se tienen en cuenta para determinar la carga de viento. Esta fórmula generalmente se usa para calcular la carga de viento en las antenas.
2. Comprender las variables de la ecuación. Para usar una ecuación correctamente, primero debes entender qué es cada variable y cuáles son sus unidades.
3. Determinar el área proyectada. El área proyectada de su objeto depende de su forma y tamaño. Si el viento golpea una pared plana, el área proyectada es más fácil de calcular que si el objeto es redondeado. La superficie proyectada será una aproximación de la superficie que contactará el viento. No existe una fórmula general para calcular el área proyectada, pero puede estimarla con algunos cálculos simples. la unidad del area es ft.
4. Calcular la presión del viento. La presión del viento viene dada por la ecuación P = 0,00256 x V, por lo cual V la velocidad del viento es en millas por hora (mph). La unidad de carga de viento es libras por pie cuadrado (psf).
5. Determine el coeficiente de arrastre para el objeto en cuestión. El coeficiente de arrastre es la fuerza neta en la dirección del flujo debido a la presión sobre la superficie de un objeto. El coeficiente de arrastre representa la resistencia que experimenta un objeto en un líquido y depende de la forma, el tamaño y la rugosidad de un objeto.
6. Calcular el coeficiente de exposición, kz.kz se calcula de acuerdo con la formula [z/33], por lo cual z la altura es desde el suelo hasta el centro del objeto.
7. Calcular el factor de respuesta de la ráfaga gh. El factor de respuesta de ráfaga se calcula usando la ecuación Gh = 0,65 + 0,60/[(h/33)] por lo cual h es la altura del objeto.
8. Calcular la carga del viento. Usando los valores determinados anteriormente, ahora puede calcular la carga de viento con la ecuación F = A x P x Cd x Kz x Gh. Rellena todas tus variables y realiza el cálculo.
Método 3 de 3: Cálculo de la carga de viento usando la fórmula del Código Uniforme de Construcción (UBC) `97
1. Definir la fórmula UBC `97. Esta fórmula se desarrolló en 1997 como parte del Código Uniforme de Construcción (UBC) para calcular la carga de viento. la fórmula es F = A x P, por lo cual a el área proyectada y pags la presión del viento es; sin embargo, esta fórmula tiene un cálculo alternativo para la carga de viento.
- La presión del viento (PSF) se calcula como P = Ce x Cq x Qs x Iw, por lo cual Ce el factor de respuesta combinado de altitud, exposición y ráfagas es, cq un coeficiente de presión (igual al coeficiente de arrastre en las dos ecuaciones anteriores), preguntas es la presión de estancamiento del viento, y yo el factor de importancia. Todos estos valores se pueden calcular u obtener de las tablas correspondientes.
2. Determinar el área proyectada. El área proyectada de su objeto depende de su forma y tamaño. Si el viento golpea una pared plana, el área proyectada es más fácil de calcular que si el objeto es redondeado. Una superficie proyectada será una aproximación de la superficie que el viento contactará. No existe una fórmula separada para calcular el área proyectada, pero puede estimarla con algunos cálculos simples. la unidad de area es m.
3. Determinar Ce, el factor de respuesta combinado de altitud, exposición y ráfagas. Este valor fue elegido con base en la Tabla 16-G de UBC y tiene en cuenta tres posiciones de terreno con diferentes alturas y Ce valores para cada uno.
4. Determine el coeficiente de presión para el objeto en cuestión. El coeficiente de presión, cq, es igual al coeficiente de arrastre (CD). La resistencia es la fuerza neta en la dirección del flujo debido a la presión sobre la superficie de un objeto. El coeficiente de arrastre representa el arrastre de un objeto a través de un fluido y depende de la forma, el tamaño y la rugosidad del objeto.
5. Determinar el estancamiento de la presión del viento.preguntas es el estancamiento de la presión del viento y equivalente al cálculo de la presión del viento de las ecuaciones anteriores: Qs = 0,00256 x V, por lo cual V la velocidad del viento es en millas por hora (mph).
6. Determinar el factor de importancia.yo es el factor de importancia y se puede determinar usando la Tabla 16-K de la UBC. Es una multiplicación utilizada en el cálculo de carga que tiene en cuenta el uso del edificio. Si un edificio contiene materiales peligrosos, el factor de importancia será mayor que el de un edificio tradicional.
7. Calcular la carga del viento. Usando los valores determinados anteriormente, ahora puede calcular la carga de viento con la ecuación F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw. Sustituye todas tus variables y calcula la ecuación.
Consejos
- Saber que la velocidad del viento varía a diferentes alturas. La velocidad del viento aumenta con la altura estructural y más cerca del suelo es más impredecible ya que se ve afectado por la interacción con las cosas en el suelo.
- Tenga en cuenta que esta imprevisibilidad puede dificultar la realización de cálculos de viento precisos.
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