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风荷载计算器
风荷载计算器能够计算任何结构上的风力。无论是屋顶、标牌还是钢结构,使用这个风力计算器,您都可以根据风速确定作用在其上的风压,帮助您确保结构足够坚固以承受最恶劣的暴风雨。
当人类建造结构时,就开始了与自然的永恒斗争以保持其屹立不倒。侵蚀一点一点地拆解我们的建筑,屋顶在雪荷载下坍塌,洪水和火灾可能在几秒钟内毁掉您一生的心血。但最具破坏性的元素之一却是我们生存所依赖的:空气。仅在2019年,风暴就造成了超过400亿美元的损失和无数次停电。屋顶上的过度风荷载会导致建筑物倒塌并危及生命。
如何使用风荷载计算器
以下是如何使用风荷载计算器的步骤:
- 设置风的特性,即风速和空气密度。除非您居住在非常炎热、寒冷或高海拔地区,否则默认空气密度应该足够。在这种情况下,您可以使用计算器中空气密度字段下链接的工具确定空气密度并相应地更改数值。
- 输入结构的重要数值:总表面积和角度。如果您在确定结构面积时遇到问题,面积计算器可能会帮助您。角度是指地平线与您的结构之间的角度,因此对于屋顶来说就是坡度。
- 风力计算器将为您提供可以预期的风压。这样您就可以估算屋顶上的风荷载,并安全地规划您的建造,而不会有暴风雨导致倒塌的风险。
要计算结构上的风荷载,需要更多关于风和结构的信息。空气分子与物体碰撞产生动压,这取决于风速和空气密度。
风荷载计算公式
空气密度是湿度、温度和压力的函数。在此计算器中,我们假设默认值为1.225 kg/m³或0.0765 psi,相当于海平面15°C或59°F的温度。这些条件被称为标准温度和压力(STP)。
风荷载还取决于结构的有效表面积。有效表面是垂直于风向的表面。在假设风总是平行于地平线的情况下,我们可以从总表面积和角度计算有效表面。例如,与地面成90°的表面比45°屋顶坡度承受更多的风荷载,即使风速和表面积相同。
风荷载计算示例
让我们看一个100 mph风速对10'×10'垂直墙壁的风荷载计算示例:
计算过程:
1. 计算动压力:0.5 × 1.225 kg/m³ × (44.7 m/s)² = 1224 Pa
2. 转换为磅每平方英尺:1224 Pa × 0.020885 psf/Pa = 25.564 psf
3. 计算风荷载:25.564 psf × 100 ft² = 2556.4 lbs
4. 在10'×10'垂直墙上,风荷载为2556.4磅。
因此,100 mph的风速会产生25.564 psf的动压力,在100平方英尺的垂直墙上产生2556.4磅的风荷载。
风:朋友与敌人
但不要担心;这个风力计算器可以帮助您根据风速和结构的表面积估算施加在任何结构上的风荷载。因此,您可以确保不稳定的屋顶、窗户或标牌永远不会威胁到您的亲人和财产。
风能利用: 也许在确信风不会伤害您的情况下,您可以利用它并用您自己的风力涡轮机创造可持续、清洁和廉价的能源。或者将其用于一些有趣的运动,如帆板运动或更具挑战性的风筝冲浪。
我们为您提供帆板计算器和风筝冲浪计算器的支持。
不同风速的影响:
• 20 psf风荷载对应88.5 mph风速,这是一级飓风的典型风速
• 70 mph风速会产生12.527 psf动风压
• 50 mph风速会产生6.391 psf动压力
什么是结构上的风荷载?
空气颗粒撞击表面的力被称为特定结构上的风荷载。要计算精确的力,我们需要更多关于风和结构的信息:
空气分子与物体碰撞产生动压,这取决于风速和空气密度。空气密度是湿度、温度和压力的函数。如果您居住在条件明显不同的地方,我们建议使用空气密度计算器确定您的空气密度并相应地调整此计算器中的数值。
风荷载还取决于结构的有效表面积。有效表面是垂直于风向的表面。在假设风总是平行于地平线的情况下,我们可以从总表面和角度计算有效表面。
考虑到所有这些因素,风压计算器确定动压力和风荷载。从我们的专用工具屋顶坡度计算器了解更多关于屋顶坡度的信息。
常见问题
如何计算风荷载?
要计算结构上的风荷载,请按照以下步骤操作:
1. 将空气密度乘以风速的平方
2. 将此值除以2得到风的动压力
3. 将结构的外表面积乘以其与水平面夹角的正弦值得到有效表面积
4. 将动压力乘以结构的有效表面积得到风荷载
什么是20 psf风荷载?
20磅每平方英尺(psf)的风荷载(或动压力)对应88.5 mph的风速。这种风速在一级飓风中很典型。
100 mph的风有多大的力?
100 mph的风速会产生25.564 psf的动压力。在10'×10'的垂直墙上,风荷载为2556.4磅。
70 mph的风荷载是多少?
70 mph的风会产生12.527 psf的动风压。在100平方英尺的墙上,这意味着风荷载为1252.7磅。
50 mph的风有多大的力?
50 mph的风速会产生6.391 psf的动压力。在100 ft²的垂直墙上,风荷载为639.1磅。
如何将风速转换为力?
要将风速转换为作用在表面上的力,请按照以下步骤操作:
1. 将空气密度乘以风速的平方
2. 将此值除以2得到风的动压力
3. 将表面积乘以其与水平面夹角的正弦值得到有效面积
4. 将动压力乘以有效表面积得到风施加在表面上的力
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| surfaceAngle | number | 90.0 | 否 | 结构表面与水平面的夹角,单位为度(0-90度) |
| surfaceArea | number | 100.0 | 否 | 结构的总表面积 |
| windLoadUnit | string | N | 否 | 风荷载的计量单位 |
| surfaceAreaUnit | string | m² | 否 | 表面积的计量单位 |
| windVelocityUnit | string | m/s | 否 | 风速的计量单位 |
| windVelocity | number | 10.0 | 否 | 风的速度,用于计算动压力 |
| airDensity | number | 1.225 | 否 | 空气的密度,标准条件下为1.225 kg/m³(15°C,海平面) |
| airDensityUnit | string | kg/m³ | 否 | 空气密度的计量单位 |
| dynamicPressureUnit | string | Pa | 否 | 动压力的计量单位 |
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| dynamicPressure | number | 风产生的动压力值 | |
| effectiveSurfaceAreaUnit | string | 有效表面积的计量单位 | |
| windLoadUnit | string | 风荷载的计量单位 | |
| effectiveSurfaceArea | number | 垂直于风向的有效表面积 | |
| windLoad | number | 结构承受的风荷载力 | |
| dynamicPressureUnit | string | 动压力的计量单位 |
| 错误码 | 错误信息 | 描述 |
|---|---|---|
| FP00000 | 成功 | |
| FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例
