Как снизить ветровую нагрузку на забор


Когда ветер забору не страшен?

При строительстве забора важно учитывать множество нюансов. Его долговечность зависит не только от правильно подобранного материала, но и от  внешних, не зависящих от человека факторов – погодных условий. Главным таким фактором является ветер. Он способен вызвать довольно серьезную нагрузку на сооружение из-за своей особенности дуть хаотично – не только вдоль оси опорного столба, но и поперек забора. Такая нагрузка временами может превышать нагрузку от собственного веса конструкции, что, в конечном счете, способно привести к расшатыванию забора и его деформации. Изгибающий момент, в итоге действующий на опорный заборный столб, достигает своего максимального значения в месте выхода заборного столба из земли.

Именно по этой причине перед началом установки забора проводится расчет ветровой нагрузки. Он сводится к определению максимально допустимого изгибающего момента, действующего на столб у его основания.

Расчет ветровой нагрузки на забор производится индивидуально, с учетом рельефа местности, климатических условий, средних показателей силы ветра в конкретном регионе и т.д.

Целью расчета ветровой нагрузки на забор является выявление наиболее уязвимых и слабых мест сооружения, и нахождение оптимальных способов усиления сопротивления ветровой нагрузке для того, чтобы предотвратить разрушение или повреждение элементов конструкции под воздействием сильного ветра.

Расчет ветровой нагрузки на забор или любое другое сооружение позволит:

- верно подобрать подходящую конструкцию забора на этапе его проектирования;

- принять в расчет и исправить слабые моменты при строительстве;

- определиться с правильным материалом, из которого она будет сооружена.

Чаще всего решением считается приобретение столбов с толщиной стенки более 2 мм, так как разрушающий момент  у основания столба с толщиной стенки в 2 мм находиться в пределах 173.64 кгс, что соответствует нагрузке при силе ветра в 14 мс. Хотя, у нас часто бывает, что порывы ветра на открытых площадках доходят и до 20 мс.

Для справки: толщина стенки столба в 3 мм выдержит порывы ветра в 16 мс и разрушающий момент находиться на уровне 247,61 кгс; толщина стенки в 4 мм выдержит и 22 мс  так как разрушающим моментом является 313,8 кгс.

Многие не правильно используют расчётные данные полагая что если взять с «запасом», то это их точно избавит от проблем с забором. Большинство таких умельцев, полагающихся на «запас» не знают, что по мимо нагрузок и изгибающих моментов важно учитывать каким способом закреплён столб в земле, какая роза ветров и как влияет стена растительности перед его участком и т.д.

Возвращаемся к заголовку статьи, так когда же ветер забору не страшен, ответ – только тогда когда был создан проект и учтены все нагрузки влияющие на ваш забор. В противном случае, полагаясь только на опыт строителей, вы рано или поздно столкнётесь с необходимостью или замены забора или его реконструкции в лучшем случае.

Ну и конечно не много рекламы:) вы можете приобрести различные столбы для забора, различной толщины с нашего склада. Всем спасибо и успехов в надёжных постройках.

Как построить забор, чтобы выдержать сильный ветер

Подсказка

Если вам нужно построить длинный забор, возьмите напрокат пистолет для гвоздей в строительном магазине.

Предупреждение

Всегда проверяйте местные строительные ограничения перед началом строительства забора на своей собственности.

Промежутки между досками на заборе пропускают ветер.

Изображение предоставлено: Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

В районах, где из-за сезонной погоды дуют сильные ветры, грозы или ураганы, одним из первых предметов, которые падают на собственность, является деревянный забор.Эти заборы создают препятствие для ветра, который в конечном итоге опрокидывает забор на землю. Для защиты от ветра нужно соорудить забор с промежутками в нем, чтобы ветер дул сквозь него. Это снижает силу ветра, воздействующего на ограждение, и снижает вероятность его падения.

,

Как прогнозировать ветровую нагрузку на здания с помощью онлайн-моделирования

Дизайн-проект здания - это сложная задача, состоящая из нескольких этапов и требующая участия нескольких специалистов. Это также связано с большой неопределенностью, хотя ставки высоки - в конце концов, в отличие от массового производства потребительских товаров, дизайн которых может быть скорректирован при необходимости, каждое здание в конечном итоге очень уникально и должно соответствовать как ландшафту, так и требованиям заказчика.В этой сложной среде вычислительная гидродинамика (CFD) стала эффективным инструментом, который помогает архитекторам и инженерам-строителям уменьшить неопределенность и принимать обоснованные решения на ранних этапах процесса проектирования, позволяя им прогнозировать физические характеристики своих зданий в различных условиях, например как ветровые нагрузки.

Ветроэнергетика Использование CFD для улучшения проектирования зданий

Важно отметить, что стоимость проекта определяется на самых ранних этапах процесса проектирования, поэтому особенно важно принимать обоснованные решения по фундаментальным аспектам проектирования в это время.На карту поставлен не только бюджет проекта. Хорошо протестированная и тщательно продуманная конструкция может означать снижение энергопотребления и более устойчивую производительность, а также минимизацию риска отказа.

Эти важные решения охватывают различные аспекты дизайна, как внутренние, так и внешние, включая прогнозирование ветровых нагрузок, безопасность и контроль загрязнения, а также обеспечение комфорта пешеходов, а также теплового комфорта внутри здания.

С появлением облачных инструментов CFD выполнение необходимого моделирования и анализ соответствующих проектных параметров больше не является дорогостоящей и трудоемкой задачей, как раньше.Теперь от импорта модели САПР до принятия окончательного решения требуется всего несколько часов или дней (в зависимости от сложности), даже не выходя из веб-браузера. Однако это решение потенциально может сэкономить вам дни работы и значительную сумму денег, помогая избежать последующих изменений конструкции или проблем с производительностью.

Приложения с ветровой нагрузкой Пример приложения: анализ ветровой нагрузки и распространения вихрей в здании

Чтобы проиллюстрировать преимущества использования CFD и моделирования потоков в процессе проектирования зданий, мы провели онлайн-демонстрацию, запись которой вы можете посмотреть, заполнив эту форму.В этом случае мы исследовали влияние ветровой нагрузки и обсудили важность уменьшения распространения вихрей вокруг высоких зданий.

Последствия ветровой нагрузки Инженерная проблема - Последствия ветровой нагрузки для проектирования зданий

По мере того как высокие здания и небоскребы становятся все более сложными по конструкции и масштабу, они подвергаются большему риску воздействия ветра. В некоторых регионах с высокой скоростью ветра (например, прибрежные районы) даже при проектировании обычных зданий необходимо учитывать ветровые нагрузки.Задача архитекторов и инженеров-проектировщиков - обеспечить безопасное, устойчивое и экономичное проектирование, используя исследования ветроэнергетики и принимая во внимание аэродинамику здания. Эти исследования теперь являются отраслевым стандартом и проводятся сначала для оценки динамического воздействия ветра на конструкцию, а затем для оптимизации конструкции для смягчения этих эффектов.

В большинстве случаев проектировщики и инженеры испытывают две основные проблемы:

1.Давящие нагрузки на конструкцию и конструкцию фасада. Это в основном включает постоянный анализ для определения областей высокого и низкого пикового давления, которые будут испытывать большие силы и могут потребовать усиления для обеспечения безопасности. Несмотря на то, что часто можно получить нагрузки давления для простых конструкций с помощью базовой методологии кода, необходимо использовать подробные испытания в аэродинамической трубе или численный анализ, чтобы получить точные результаты для сложных форм.

2. Определение и смягчение динамических эффектов ветровой нагрузки. Для высоких конструкций с высоким коэффициентом удлинения анализ нестационарного образования вихрей является жизненно важным, поскольку это вызывает колебательные силы бокового ветра с определенной частотой. Если эти колебания совпадают с собственной частотой конструкции, движение может усилиться, что приведет либо к повреждению, либо даже к разрушению конструкции.

Расчет ветровой нагрузки Стратегии проектирования по снижению ветрового воздействия

Некоторые из основных стратегий модификации конструкции, которые могут быть предприняты для уменьшения или подавления вихрей, включают:

  1. Создание спойлеров потока или возмущения
  2. Смягчение углов
  3. Изменение высоты или изменение формы поперечного сечения
  4. Добавление пористости, открытых полов / секций или выпускных щелей

Эти модификации могут быть изучены во время цикла проектирования, и они сами по себе могут уменьшить и уменьшить силы, вызываемые ветром, на 25-60% [1].

Ветровая инженерия CFD на исследование оптимизации проектирования зданий

В большинстве случаев обычной практикой является использование испытаний в аэродинамической трубе для исследования вышеупомянутых модификаций конструкции. CFD обеспечивает численный подход к моделированию виртуальной аэродинамической трубы, а также к быстрому и эффективному выполнению экономичного анализа нагрузок от давления и динамических ветровых нагрузок. Численный анализ представляет как трехмерные визуальные контуры, так и количественные данные по давлению, силе и скорости, которые легко понять и которые очень подробны.Области сложного рециркулирующего потока и локализованных вихрей легко моделируются и идентифицируются. Моделирование средних профилей ветра и пограничных слоев атмосферы относительно просто, и несколько сценариев и схем можно моделировать параллельно.

Обзор проекта

Целью этого конкретного проекта является исследование и уменьшение распространения вихрей вокруг 50-этажного здания при высокой скорости ветра 45 м / с. Здание имеет высоту 150 метров и имеет фиксированное квадратное крестовое основание 20 х 20 метров.Анализируются два дизайна; исходный дизайн имеет острые углы, а второй вариант оптимизирован с помощью смягчения углов с помощью закругленных углов. Для изучения динамических эффектов ветровой нагрузки проводится переходный анализ с несжимаемым турбулентным потоком.

Ветровая нагрузка Результаты моделирования CFD

Результаты показывают изолинии нагружения давлением и скорости для первоначального проекта и сравнение эффектов динамической ветровой нагрузки от вихрей для модифицированного проекта.

Вы можете сравнить изолинии скорости, показывающие образование вихрей для двух конструкций:

Сравнение контуров скорости, показывающих распространение вихрей для двух конструкций зданий.

Изображения ясно показывают, что исходная конструкция с острыми углами создавала сильное явление образования вихрей. Это приводит к возникновению прерывистых сил большой амплитуды в направлении бокового ветра, которые могут повредить конструкцию, если расчетная частота сопоставима с ее собственной частотой. В этом случае расчетная частота оригинального дизайна составляет около ~ 0.23 Гц, что довольно близко к типичному значению собственной частоты ~ 0,2 Гц для такого 50-этажного дома [2].

С другой стороны, модифицированная конструкция создает более слабые вихри, что приводит к силам малой амплитуды. Моделирование показывает, что конструкция с закругленными углами значительно снизила вызванные ветром динамические силы в направлении бокового ветра, тем самым снизив риск повреждения и разрушения конструкции.

Ветровая нагрузка Вывод

CFD раньше предназначались для специалистов крупных корпораций, имеющих доступ к сложному аппаратному и программному обеспечению, необходимому для выполнения сложных анализов.Это уже не так. Инструменты инженерного моделирования в последние годы претерпели кардинальные изменения, становясь все более доступными; Независимо от того, являетесь ли вы архитектором, дизайнером или инженером, опережать эту тенденцию и использовать все доступные инструменты для создания лучших проектов - это очень важно и проще, чем кажется.

Как начать?

В этом случае мы исследовали влияние ветровых нагрузок на строительные конструкции и соответствующие последствия для проектирования, но это лишь один пример того, как архитекторы и инженеры могут использовать CFD для улучшения своих проектов.Библиотека публичных проектов SimScale имеет широкий выбор шаблонов моделирования, охватывающих различные аспекты ветроэнергетики, включая комфорт ветра для пешеходов, контроль загрязнения, тепловой комфорт, естественную вентиляцию и многое другое.

Ссылки

  • Проблемы ветра в дизайне высотных зданий, Питер А. Ирвин, RWDI, Совет по проектированию высотных зданий в Лос-Анджелесе, 7 мая 2010 г.
  • Вихри и высокие здания: рецепт резонанса, Питер А.Ирвин, 2010 Американский институт физики, S-0031-9228-1009-350-6 www.physicstoday.org


.

Скорость ветра и ветровая нагрузка

Когда движение воздуха - ветер - останавливается поверхностью - динамическая энергия ветра преобразуется в давление. Давление, действующее на поверхность, преобразуется в силу

F w = p d A

= 1/2 ρ v 2 A (1)

где

F w = сила ветра (Н)

A = площадь поверхности (м 2 )

p d = динамическое давление (Па)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

v = скорость ветра (м / с)

Примечание. На практике сила ветра, действующая на объект, создает более сложные силы из-за сопротивления и других эффектов.

Калькулятор ветровой нагрузки

Плотность воздуха (кг / м 3 )

Скорость ветра (м / с)

площадь (м 2 )

1) Плотность воздуха 1,2 кг / м 3

  • 1 м / с = 3,6 км / ч = 196,85 фут / мин = 2,237 миль / ч
  • 1 Па = 1 Н / м 2 = 1,4504x10 -4 psi (фунт / дюйм 2 )

Пример - Ураганная ветровая нагрузка, действующая на поверхность стены

Ураган со скоростью ветра 35 м / с воздействует на 10 м 2 стенка.Динамическая сила может быть рассчитана как

F w = 1/2 ρ v 2 A

= 1/2 (1,2 кг / м 3 ) (35 м / с) 2 (10 м 2 )

= 7350 Н

= 7,35 кН

Или - из приведенной выше таблицы ветровая нагрузка на квадратный метр составляет 735 Н / м 2 . Общая нагрузка на стену может быть рассчитана как

(735 Н / м 2 ) ( 10 м 2 ) = 7350 Н

Ураган, действующий на 10 м 2 стена создает силу, равную весу ок. 750 кг .

.

способов уменьшить шум ветра при записи на улице

При съемке на улице режиссеры сталкиваются с рядом проблем, которых просто не существует в помещении. Один из них - борьба со стихией, при этом шум ветра является одной из главных причин сложной съемки.

Ветер во всех его формах может нанести огромный ущерб записи звука и, к сожалению, для кинематографистов, которые часто работают в ветреную погоду, это может стать дополнительным препятствием в творческом процессе.Однако есть много способов уменьшить шум ветра при записи на улице, и большинство из них дешевы, просты и эффективны. Давайте взглянем.

Это первая из серии Audio for Film 101 , в которой исследуются различные элементы записи звука для фильмов. Вы можете посмотреть все видео здесь и не отрывать глаз от блога RØDE, чтобы найти больше статей.

Что вызывает шум ветра?

Проще говоря, микрофоны плохо справляются с сильным движением воздуха от любого источника, будь то хриплый вокалист или бурная погода.Микрофоны очень чувствительны к движению воздуха. Они предназначены для преобразования акустической энергии в звуковой сигнал через диафрагму, которая вибрирует при попадании звуковых волн. А поскольку человеческий голос - и другие источники звука, которые предназначены для улавливания микрофонов - излучает относительно небольшое количество акустической энергии, эта диафрагма очень чувствительна.

Wind, для сравнения, создает значительное движение воздуха, вызывая большое количество низкочастотной вибрации в диафрагме (это важно отметить при попытке уменьшить шум ветра в пост-продакшн).Эта интенсивная вибрация часто слышна в записях как неистовый грохот , который довольно неприятно слушать. Итак, как это исправить?

Различные типы микрофонов и их реакция на шум ветра

Краткое примечание о различных типах микрофонов и о том, как они реагируют на шум ветра. Вообще говоря, всенаправленные микрофоны лучше справляются с уменьшением шума ветра, взрывных устройств и других источников резкого звука. Диафрагмы в omnis обычно более прочные, чем направленные микрофоны, то есть они менее чувствительны к давлению, создаваемому ветром.Вот почему большинство микрофонов Lav и гарнитуры (например, в Wireless GO или HS2) имеют всенаправленные микрофоны, и одна из причин того, что направленные микрофоны, такие как дробовики, требуют какой-то диффузии для уменьшения шума ветра.

При этом всенаправленные микрофоны не идеальны для многих ситуаций съемки. Направленные микрофоны - это наиболее популярные видеомикрофоны, поскольку они отклоняют звук с боков, фокусируясь на источнике звука, на который они направлены. У них также лучший диапазон, чем у omnis, что означает, что вы можете быть дальше от источника звука и по-прежнему получать чистый звук.Если вы не снимаете что-то, где вам нужно захватывать звук во всех направлениях (или не используете микрофон), вам подойдут микрофоны-дробовики. Что подводит нас к…

Способы уменьшения шума ветра при съемке на открытом воздухе

Есть много разных способов уменьшить неприятный шум ветра при съемке на улице. То, как вы подойдете к этому, будет зависеть от условий вашей съемки и от того, какое снаряжение вы используете.

Защита от использования

Большинство видеомикрофонов будут поставляться с каким-либо физическим ветровым стеклом, которое либо встроено в конструкцию микрофона (например, наша линейка VideoMic), либо является дополнительной опцией.Они бывают в виде ветровых стекол из пенопласта, пушистых или мертвых кошек и дирижаблей.

Лобовые стекла

Ветровые стекла из пеноматериала обычно являются первой линией защиты от шума ветра. Покрытие из пенопласта с открытыми ячейками вокруг микрофона рассеивает и снижает акустическую энергию ветра, ударяющего по капсюлю микрофона, уменьшая низкую вибрацию. Они должны быть обтекаемыми, чтобы ветер обтекал их, а не входил в них. Чем уютнее, тем лучше. Большинство наших видеомикрофонов оснащены высококачественным ветровым стеклом.

Deadcats

Ветровые стекла из пенопласта эффективны для уменьшения ветра, но если вы снимаете в особенно ветреную погоду, вам может потребоваться дополнительный уровень защиты. Deadcat - также известный как deadkitten, deadwombat в зависимости от размера или просто пушистый - это ветровое стекло из искусственного меха, предназначенное для снижения шума в условиях сильного ветра, оставаясь при этом акустически прозрачным.

Они работают аналогично пенопласту с открытыми ячейками, поскольку поглощают энергию ветра, ударяющего по капсюлю микрофона.Более высокая плотность этих пушистых друзей обеспечивает еще большую защиту от шума ветра. Здесь следует отметить, что более плотные материалы также могут отрицательно влиять на звук, попадающий в капсулу, обычно за счет ослабления высоких частот. Так что, если вы используете пушистые, вам, возможно, придется учесть это, немного увеличив их при постобработке.

Дирижабли

Дирижабли (или «дирижабли») - это большие трубчатые ветровые стекла, полностью окружающие микрофон, обеспечивая еще большую защиту от шума ветра.Они включают в себя систему крепления мертвой кошки и амортизатора и могут быть прикреплены к ручной рукоятке или стреле для облегчения маневрирования.

Размышляя о размещении

В некоторых случаях для уменьшения шума ветра достаточно внести несколько незначительных изменений в расположение микрофона.

Прикрыть

Если вы находитесь на месте и боретесь с шумом ветра, найдите время, чтобы поискать где-нибудь, где есть немного укрытия для стрельбы.Деревья и кусты, стены и заборы, здания и автомобили - все это может обеспечить защиту от ветра. Возможно, это не идеально для вашего снимка, но вам, возможно, придется пойти на компромисс, чтобы получить отличный звук.

Скрытие микрофона

Это действительно актуально только в том случае, если вы используете какую-то петлю. Прикрепляя микрофон к своему таланту, подумайте, как его размещение повлияет на шум ветра. Может помочь такая простая вещь, как закрепление микрофона внутри кармана рубашки, а не снаружи галстука.Перед съемкой проведите несколько тестов, чтобы выяснить, где лучше всего разместить микрофон, чтобы уменьшить шум ветра и при этом получить четкий сигнал.

Блок с корпусом

Подумайте о том, где ваш талант стоит по отношению к ветру. Если они носят петличный микрофон, небольшое вращение может помочь заблокировать порыв ветра.

EQ’ing

Как мы уже упоминали, шум ветра в основном состоит из низкочастотного содержимого, примерно в диапазоне от 20 Гц до 250 Гц (басы и суб-басы), поэтому в некоторых случаях приручение заключается просто в ослаблении этих частот посредством эквализации.Это можно сделать во время производства или по почте.

В процессе производства

Применение инструментов эквалайзера на съемочной площадке - эффективный способ уменьшить шум ветра до того, как он ударит по записывающему устройству. Многие микрофоны оснащены переключателями эквалайзера для усиления и ослабления определенных частотных диапазонов. Микрофоны, используемые в производстве видео, часто имеют фильтры высоких частот для уменьшения низких частот, такие как наш VideoMic Pro +. Используйте это в своих интересах!

Постпродакшн

Устранение шума ветра при пост-обработке должно быть крайней мерой - например, если вы не можете управлять шумом во время съемки и не можете повторно записать звук.Всегда делайте на съемочной площадке как можно больше, чтобы добиться наилучшего результата.

Вставьте звук в DAW или программное обеспечение для редактирования видео, откройте любые инструменты эквалайзера, которые вы обычно используете, и либо вручную обрежьте частоты в диапазоне от 20 Гц до 250 Гц, либо примените фильтр высоких частот или фильтр низких частот, чтобы укротить эти неприятные частоты.

Видеомикрофоны и аксессуары

RØDE заняли первое место в своем классе по захвату звука для видео. Ассортимент варьируется от компактных микрофонов для смартфонов до профессиональных ружей для вещания и всего остального, и вы найдете их в руках каждого - от видеоблогеров-любителей до звезд YouTube и профессиональных кинематографистов.Узнайте больше о линейке видеомикрофонов RØDE здесь.

,

Смотрите также