Un carico del vento si riferisce all'intensità della forza che il vento applica a una struttura. Sebbene sia possibile utilizzare una semplice formula per calcolare i carichi del vento dalla velocità del vento, i progettisti di edifici, gli ingegneri e i costruttori devono incorporare molti calcoli aggiuntivi per garantire che le loro strutture non possano soffiare con un vento forte.

Pressione del vento

Puoi avere un'idea generale della pressione su una sezione di 1 piede per 1 di una struttura usando la seguente formula: pressione del vento per piede quadrato = 0,00256 x il quadrato della velocità del vento. Ad esempio, una velocità del vento di 40 miglia all'ora (mph) crea una pressione di (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 libbre per piede quadrato (psf). Secondo questa formula, una struttura destinata a resistere a venti di 100 miglia orarie deve essere costruita per resistere a una pressione del vento di 25,6 psf. Diversi siti Web offrono calcolatori online multifattori per determinare le pressioni del vento su strutture standard.

Coefficiente di trascinamento

La traslazione della pressione del vento al carico del vento deve tenere conto della forma della struttura, che ne determina il coefficiente di resistenza ( Cd), una misura della resistenza al vento. Gli ingegneri hanno elaborato valori Cd standard per forme diverse. Ad esempio, una superficie piatta ha un Cd di 2,0, mentre il Cd di un cilindro lungo è 1,2. Cd è un numero puro senza unità. Le forme complesse richiedono analisi e test accurati per determinare i loro valori Cd. Ad esempio, le case automobilistiche usano tunnel del vento per trovare il Cd di un veicolo.

Il carico è una forza

Armati di dati di pressione e resistenza, puoi trovare il carico del vento usando la seguente formula: forza = area x pressione x Cd. Utilizzando l'esempio di una sezione piatta di una struttura, l'area - o lunghezza x larghezza - può essere impostata su 1 piede quadrato, risultante in un carico del vento di 1 x 25,6 x 2 = 51,2 psf per un vento da 100 mph. Un muro di 10 piedi per 12 piedi rivendica un'area di 120 piedi quadrati, il che significa che dovrebbe resistere a un carico del vento di 100 miglia all'ora di 120 x 51,2 = 6.144 psf. Nel mondo reale, gli ingegneri usano formule che sono più sofisticate e contengono variabili addizionali.

Altre variabili

Gli ingegneri devono tenere conto del fatto che la velocità del vento può variare con l'altezza dal suolo, la pressione atmosferica , terreno, temperatura, formazione di ghiaccio, l'effetto di raffiche e altre variabili. Diverse autorità pubblicano valori Cd in conflitto, che possono produrre risultati diversi a seconda dell'autorità scelta. Gli ingegneri normalmente "sovraccaricano" le strutture in modo che possano resistere a carichi del vento superiori alla velocità massima del vento prevista nella posizione della struttura. Carichi diversi si applicano ai venti che soffiano su una struttura dal lato, dietro, sopra o sotto.