Uma carga de vento refere-se à intensidade da força que o vento aplica a uma estrutura. Embora você possa usar uma fórmula simples para calcular cargas de vento a partir da velocidade do vento, projetistas, engenheiros e construtores devem incorporar muitos cálculos adicionais para garantir que suas estruturas não soprem em um vento forte.

Pressão do vento

Você pode ter uma ideia geral da pressão em uma seção de 1 pé por 1 pé de uma estrutura usando a seguinte fórmula: pressão do vento por metro quadrado = 0,00256 x o quadrado da velocidade do vento. Por exemplo, uma velocidade do vento de 40 milhas por hora (mph) cria uma pressão de (0,00256 x (40) ^ 2) = 4,096 libras por pé quadrado (psf). De acordo com esta fórmula, uma estrutura destinada a resistir a ventos de 100 km /h deve ser construída para resistir a uma pressão de vento de 25,6 psf. Diversos sites oferecem calculadoras on-line multifatoras para determinar as pressões do vento em estruturas padrão.

Coeficiente de Arraste

A conversão da pressão do vento em carga eólica deve levar em conta a forma da estrutura, que determina o coeficiente de arrasto ( Cd), uma medida da resistência do vento. Engenheiros elaboraram valores padrão de Cd para diferentes formas. Por exemplo, uma superfície plana possui um Cd de 2,0, enquanto o Cd de um cilindro longo é de 1,2. Cd é um número puro sem unidades. Formas complexas exigem análise e testes cuidadosos para determinar seus valores de Cd. Por exemplo, os fabricantes de carros usam túneis de vento para encontrar o Cd de um veículo.

A carga é uma força

Armado com dados de pressão e arrasto, você pode encontrar a carga de vento usando a seguinte fórmula: força = área x pressão x Cd. Usando o exemplo de uma seção plana de uma estrutura, a área - ou comprimento x largura - pode ser definida como 1 pé quadrado, resultando em uma carga de vento de 1 x 25,6 x 2 = 51,2 psf para um vento de 100 mph. Uma parede de 10 pés por 12 pés reivindica uma área de 120 pés quadrados, significando que teria que suportar uma carga de vento de 100 mph de 120 x 51.2 = 6.144 psf. No mundo real, os engenheiros usam fórmulas que são mais sofisticadas e contêm variáveis ​​adicionais.

Outras Variáveis ​​

Os engenheiros devem levar em conta o fato de que a velocidade do vento pode variar com a altura acima do solo, pressão atmosférica , terreno, temperatura, formação de gelo, o efeito de rajadas e outras variáveis. Diferentes autoridades publicam valores de Cd conflitantes, que podem produzir resultados diferentes dependendo da autoridade escolhida. Os engenheiros normalmente "sobrecarregam" as estruturas para que possam suportar cargas de vento que excedam a velocidade máxima do vento prevista na localização da estrutura. Diferentes cargas se aplicam a ventos que sopram em uma estrutura lateral, atrás, acima ou abaixo.