Kết cấu

Máy tính áp lực vận tốc gió (ASCE 7)

Thiết kế chịu gió tại Hoa Kỳ bắt đầu từ áp lực vận tốc qz theo ASCE 7. Nhập tốc độ gió cơ bản lấy từ bản đồ ASCE 7 hoặc Công cụ Nguy cơ ASCE cùng các hệ số của vị trí xây dựng. Chỉ dùng để ước tính; kỹ sư PE có giấy phép phải thiết kế.

Áp lực vận tốc qz  psf
Áp lực ngoài lên tường đón gió qz·G·Cp  psf

Công thức

ASCE 7-16 Công thức 26.10-1: qz = 0.00256 × Kz × Kzt × Kd × Ke × V² (psf, V tính bằng mph). ASCE 7-22 chuyển Kd ra khỏi qz và đưa vào công thức áp lực, nhưng tích số vẫn như cũ. Áp lực ngoài lên tường đón gió = qz × G × Cp, với G = 0.85 đối với công trình cứng và Cp = 0.8. Áp lực trong (GCpi), áp lực phía khuất gió và áp lực lên mái được tính riêng.

Ví dụ minh họa

V = 115 mph, Phơi lộ C ở độ cao 15 ft (Kz = 0.85), địa hình bằng phẳng (Kzt = 1.0), Kd = 0.85, Ke = 1.0: qz = 0.00256 × 0.85 × 1.0 × 0.85 × 1.0 × 115² = 24.46 psf. Áp lực ngoài phía đón gió = 24.46 × 0.85 × 0.8 = 16.63 psf.

Giả định và giới hạn

  • Kz = 0.85 tương ứng với Exposure C ở độ cao 0 đến 15 ft; Exposure B ở độ cao 0 đến 30 ft là 0.70 (ASCE 7 Bảng 26.10-1).
  • V là tốc độ gió cơ bản ở mức cường độ đối với Nhóm Rủi ro của công trình.
  • Không kết hợp áp lực bên trong, lực hút phía khuất gió, lực nhấc mái hoặc áp lực lên các cấu kiện và lớp bao che.
  • Chỉ dùng để ước tính. Kỹ sư chuyên nghiệp (PE) có giấy phép phải thiết kế và đóng dấu cho mọi cấu kiện kết cấu, móng hoặc liên quan đến an toàn sinh mạng.

Câu hỏi thường gặp

Tôi tìm tốc độ gió thiết kế ở đâu?

Từ bản đồ gió ASCE 7 theo Nhóm Rủi ro của công trình, dễ nhất là qua Công cụ Rủi ro ASCE miễn phí (ascehazardtool.org), hoặc từ sở xây dựng địa phương.

Phơi lộ B, C và D là gì?

Vùng B là địa hình đô thị và ngoại ô với các chướng ngại vật đặt gần nhau, vùng C là địa hình trống với các chướng ngại vật rải rác, và vùng D là các khu vực bằng phẳng không có chướng ngại vật cùng mặt nước trong các khu vực dễ bị bão hoặc ven bờ. Mức phơi nhiễm làm thay đổi Kz.

Tại sao áp lực gió tỷ lệ với bình phương tốc độ?

Áp lực vận tốc là động năng của không khí chuyển động, ½ρV². Hằng số 0.00256 chuyển đổi mật độ không khí và mph sang psf.

Nguồn

Thêm công cụ tính