Расчет ветровой нагрузки панель кронштейна: Расчет ветровой нагрузки рекламных конструкций в Москве

Содержание

Расчет ветровой нагрузки рекламных конструкций в Москве

Одним из основных воздействий на рекламные уличные конструкции является ветровая нагрузка. Порядок её расчета прописан в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». В этой статье мы постараемся систематизировать методику определения ветровой нагрузки применительно к рекламным вывескам.

Для расчета ветровой нагрузки нам понадобятся:

1. Исходные данные:

месторасположение рекламной установки на территории РФ.
тип местности, на которой установлена реклама
габаритные размеры вывески
высота расположения вывески над поверхностью земли.
монтажная схема вывески ( отдельностоящая, на фасаде здания и т.д.)

2. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздествия» ( ссылка как на [1] ), Скачать СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»

3. Калькулятор

1. Согласно п. 6.2 [1] – ветровую нагрузку следует определять как сумму среденей и пульсационной составляющих:

W = Wm + Wp,

где
Wm – нормативное значение среденей составляющей,
Wp – нормативное значение пульсационной составляющей,

2. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

Wm = w0 · k ·c,

где
w0 – нормативное значение ветрового давления ( см. п. 6.4 [1] ),
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте ( см. п. 6.5 [1] ),
c – аэродинамический коэффициент ( см. п. 6.6 [1] ). В конце статьи в Таблице 1 приведены аэродинамические коээфициенты наиболее часто встречающихся расчетных схем.

Нормативное значение ветрового давления w0 следует принимать в зависимости от ветрового района РФ по данным табл.5 [1]. К примеру, Москва – Ι ветровой район, w0= 0,23 кПа

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по табл. 6 [1] в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;
В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м.
С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Как правило, к рекламщикам относятся типы местности В и С. Нужно определить к какому типу местности относится наша вывеска. Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h ( h – высота сооружения )

3. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте z следует определять:

а) для сооружений ( и их конструктивных элементов), у которых первая частота собственных колебаний f1, Гц, больше предельного значения собственной частоты fl=2,9, по формуле:

Wp= Wm·ζ ·ν,

где
Wm – определяется в соответствии с пунктом 2 данной статьи,
ζ – коэффициент пульсаций давления ветра на уровне z, принимаемый по табл. 7 [1],
ν – коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра ( см. п 6.9[1] ).

б) для сооружений ( и их конструктивных элементов), которые можно рассматривать как систему с одной степенью свободы ( например, водонапорная башня) , при f1< 2,9

Wp=Wm·ξ·ζ ·ν,

где
ξ – коэфиициент динамичности , определяемый по черт.2 [1] в зависимости от параметра и логарифмического декремента колебаний б=0,15 ( см. 6.8 [1] ),
γf – коэффициент надежности по нагрузке = 1,4,
w0 – нормативное значение ветрового давления, Па, см табл.5 [1]. ( к примеру, для Москвы =23000 Па).

4. После того, как определены нормативные составляющие ( средняя и пульсационная), определяем расчетную величину ветровой нагрузки.

Wрасч = (Wm + Wр ) ·γf,

где
γf – коэффициент надежности по нагрузке = 1,4

Таблица аэродинамических коэффициентов , с
№	Схема	с	Примечание
1		с=1,4	Отдельностоящие рекламные конструкции ( реламные щиты, пилоны, стеллы и т. д.), панель-кронштейны, крышные установки. Вывески прямоугольной формы, где присутствует ветровое давление как с наветренной стороны, так и с заветренной
2		с=-0,6	Вывески , расположенные на фасадах боллее 1,5 м от краев и углов здания. Ветер отрывает вывеску от фасада.
3		с=-2	Вывески, расположенные на фасадах в области 1,5 м от краев и углов здания, и во внурненних углах здания. Зона повышенного отрицательного давления ветра!!!
4		с(ф)=1,4·φ	Плоская ферма φ= ∑f1/ F -коэффициент заполнения, где ∑f1- сумма проекции элементов фермы на плоскость фермы F= h·L- площадь всей фермы
5		с(пр)=с(ф)(1+m) при f ≥0,6 и b/h=6. ..m=0,4; f ≥0,6 и b/h=4…m=0,3; f ≥0,6 и b/h=2…m=0,2; f ≥0,6 и b/h=1…m=0,05; f =0 и при любом b/h…m=1;	Пространственная ферма с(пр)- аэродинам. коэфф-т пространственной фермы с(ф)- аэродинам. коэфф-т плоской фермы Для промежуточных значений геометрических параметров аэродинамический коэфф-т определяется интерполяцией.

ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?
ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНУЮ КОНСУЛЬТАЦИЮ ПО ТЕЛЕФОНУ
+7 (926) 010-15-96

Заказать Расчет ветровой нагрузки рекламных конструкций
check-done
Спасибо за ваше сообщение! Мы свяжемся с вами в ближайшее время!
Расчёт на нагрузки – ALTEKA
Вся наша продукция проходит 2 этапа проверок: расчёт нагрузок в конструкторском бюро и практические испытания.
Ниже представлен пример отчёта по проведенным расчётам. Расчетные нагрузки от сил тяжести конструкции, воздействий ветра и снега определяются в соответствии с СП 20.13330.2016 и ГОСТ 27751-2014. Расчётное место установки корзин г. Москва, здание 25 этажей, тип местности С по СП 20.13330.2016. Вылет корзины (расстояние от стены до задних краев боковых панелей) 350 мм. Крепление корзины к железобетонной или кирпичной стене анкерами М10. Номинальная масса устанавливаемого кондиционера (наружного блока) 25 кг.
Расчёт на жесткость
В соответствии с СП 20.13330.2016 расчет на жесткость производится при нормативных (коэффициенты надежности равны 1) постоянных и длительных нагрузках, т.е. в данном случае при действии сил тяжести.
Максимальный прогиб 5,5 мм– не превышает предельного прогиба по СП 20.13330.2016 для консольной конструкции 945/75 = 12,6 мм, где 945 мм – расстояние от стены до передней панели корзины. Жесткость корзины обеспечивается.
Расчёт на прочность
При действии сил тяжести
Расчетные нагрузки (нагрузка от кондиционера 100 кГ при отсутствии снега, ветра и гололеда)
Напряжения, МПа
Основные напряжения в конструкции на уровне 50. ..130 МПа – не превышают расчетного сопротивления 209 МПа.
Имеются зоны локальной концентрации напряжений с пластическими деформациями (рис. ниже) до (0,00041) 0,04% – не превышают допустимого уровня 0,2…0,4%.
Пластические деформации
При действии сил тяжести, снега и ветра
Расчетное сочетание нагрузок 1: силы тяжести конструкции, расчетная сила тяжести кондиционера (при нормативной массе 25 кг), снеговая нагрузка и 0,9 ветровой боковой (данная ветровая нагрузка вызывает сдвиговые деформации в корзине и создает момент, увеличивающий действие сил тяжести и снега). Здесь и далее коэффициенты сочетания для кратковременных нагрузок принимаются в соответствии с СП 20.13330.2016.
Напряжения, МПа
Основные напряжения в конструкции на уровне 70…200 МПа – не превышают расчетного сопротивления 209 МПа.
Имеются зоны локальной концентрации напряжений с пластическими деформациями (рис. ниже) до 0,35% – на допустимом уровне 0,2. ..0,4%.
Пластические деформации
Проверка на упругую устойчивость
В данном пункте рассматривается расчет модели в допущении упругой работы материалов (без учета пластических деформаций) с целью определения коэффициентов запаса по упругой устойчивости.
Для анализа принято расчетное сочетание нагрузок 1 поскольку при нем имеют место наибольшие напряжения в основной части корзины.
Формы потери упругой устойчивости
Первая форма (с минимальным запасом)
Вторая форма
На низших формах наблюдается потеря упругой устойчивости боковой панели.
Коэффициент запаса упругой устойчивости по отношению к расчетным нагрузкам 1,19 (не менее 1,1), по отношению к нормативным нагрузкам – примерно 1,19*1,4 = 1,66, где 1,4 – коэффициент надежности по ветровой и снеговой нагрузкам.
Рассмотрено также расчетное сочетание нагрузок для случая расположения корзины на наветренной стороне здания при прямом (на переднюю панель корзины) ветре, где ветровые нагрузки меньше и составляют 1,2/2,2 = 0,55 от расчетных ветровых нагрузок в зоне отсоса, но на переднюю панель ветровая нагрузка сжимающая (рис.
ниже), что может снизить запас по упругой устойчивости панелей. Масса кондиционера и снеговая нагрузка как в расчетном сочетании 1.
Формы потери упругой устойчивости
Первая форма
Пятая форма
В данном сочетании нагрузок запасы упругой устойчивости по отношению к расчетным нагрузкам выше – не менее 3,5, что достаточно.
По желанию заказчика мы имеем возможность производить расчет на нагрузки для конкретной конструкции в рамках договора поставки. Расчет на нагрузку включает в себя:
разработку поэлементных чертежей;

сборку готовой модели конструкции;

определение исходных условий для расчетов;

моделирование условий работы конструкции;

непосредственно проведение расчета каждого элемента конструкции.

Проектирование навесных стен на ветровые нагрузки – Детали и расчеты
🕑 Время чтения: 1 минута
Навесные стены являются первым конструктивным элементом, который подвергается ветровым нагрузкам. Бывают случаи, когда ветровая нагрузка определяет конструктивный дизайн навесных стен, что может включать анализ аэродинамики тела обтекания, использование применимых норм, осторожное определение геометрии и состава материала, а также рассмотрение ограничений производства и размещения.
Элементом конструкции, который сильно влияет на конструкцию навесной стены, являются плиты перекрытия, которые обеспечивают правильное расположение для крепления системы навесной стены.
Итак, навесные стены устроены в виде вертикальных элементов, прикрепленных к плитам перекрытий и непрерывно простирающихся от этажа к этажу.
В этой статье обсуждаются и объясняются конструкции навесных стен для ветровых нагрузок.
Рис.1: Направление ветра на здании
Рис.2: Навесные стены на здании
Содержимое:
9 0027 Расчет навесных стен на ветровые нагрузки
Заказ на навесную стену Расчет конструкции и путь нагрузки
Расчет толщины стекла навесной стены
Механизмы крепления оконного стекла к раме
Структурное стекло
Важность масштаба
Особенности изготовления и размещения
Процедура расчета расчетной ветровой нагрузки на навесные стены 900 30
Защитное остекление
Навесная стена Аналитические модели и деталировка соединений, анкеров и крепежных деталей
Преобразование динамического давления в эквивалентное статическое давление
Ниже приведены вопросы, которые обсуждаются при расчете навесных стен с учетом ветровой нагрузки:
Заказ на структурный расчет навесной стены и траекторию нагрузки
Расчет толщины стекла навесной стены
Крепление оконного стекла к раме механизмы
Структурное стекло
Важность масштаба
Особенности изготовления и размещения
Методика расчета расчетной ветровой нагрузки
Объединения ветряной нагрузки
Безопасные осленьки
Аналитические модели и детализацию, связанные с соединениями, якорями и крепежом
Порядок для конструктивной конструкции шрифтов и пути нагрузки
Вин опоры периметра панелями остекления, после чего элементы каркаса прямо или косвенно воспринимают ветровые нагрузки от опор периметра.
Часто элементы каркаса формируются ортогонально из стоек балок и колонн, которые тянутся от этажа к этажу и передают ветровую нагрузку на конструкцию здания, как это видно из рис. 3 и рис. 4.
Горизонтальные элементы между вертикальными стойками считаются второстепенными элементами, передающими часть постоянных и ветровых нагрузок на вертикальные элементы.
Наконец, при наличии отверстий, таких как большие механические вентиляционные или открывающиеся двери и окна, путь передачи нагрузки может меняться, и может создаваться внутреннее давление, которое может гармонировать или не гармонировать с внешним давлением, поэтому принимая эту возможность необходимо учитывать при проектировании навесных стен.
Рис.3: Система навесных стен
Рис.4: Система навесных стен
Расчет толщины стекла навесных стен 90 081
Основные факторы, влияющие на расчет толщины стекла навесной стены включает в себя прилагаемые нагрузки, значение пролета и, возможно, влияние температуры затенения, которые могут повлиять на расчет допустимой нагрузки.
На прочность листового стекла существенное влияние оказывает термическая обработка, применяемая в процессе производства стекла. Требования, установленные промышленностью, определяют пределы напряжений для трех типов стекол, а именно: отожженных, термоупрочненных и полностью модифицированных.
Что касается контролирующего влияния нагрузок, то ветровая нагрузка обычно является контролирующим эффектом, но бывают ситуации, когда необходимо учитывать воздействие взрывной волны или обломков.
Эксплуатационные характеристики стекла для навесных стен, которые могут включать ограничения на прогиб и другие факторы, которые могут повлиять на конструкцию стекла, устанавливаются архитекторами.
При указании значения прогиба в центре стекла необходимо учитывать удобство проживания, взаимодействие с соседними материалами и возможные накопленные движения.
Что касается граничных условий стеклянных панелей, которые используются при структурном анализе, то для обычных соединений, например, для остекления карманов с сухой прокладкой и силиконового остекления, предполагается наличие свободно опертых кромок.
Кроме того, боковое давление на стеклянные панели считается равномерно распределенным по всей поверхности панели.
Наконец, сообщается, что наиболее широко используемая толщина стекла в Соединенных Штатах для высокопроизводительных коммерческих проектов составляет 0,635 см. Кроме того, стеклопакет 2,54 см состоит из 0,635 см внешнего легкого стекла, 1,27 см пустоты и 0,635 см внутреннего легкого стекла.
ASTM E1300 содержит подробную процедуру определения размеров стекла после получения как геометрической, так и расчетной нагрузки. Рис. 5: Толщина стекла навесной стены и другие детали системы навесной стены 0003
Структурное силиконовое остекление
Это метод, используемый для крепления стеклянных плиток к периметру каркаса. Детали структурного силиконового остекления показаны на Рисунке-6. Каучуковый клей – это всего лишь компонент технологии структурного силиконового остекления, который удерживает стеклопакет от силы ветра.
Для достижения надлежащей целостности по краю стеклопакета нет механических ограничений, поэтому для достижения требуемой целостности необходимо объединить опыт инженера-строителя с теорией сверхэластичной резины.
Наконец, необходимо спроектировать стеклянную панель в виде диафрагмы, чтобы противостоять силам плоского ветра, так как в плоскости может возникнуть сила ветра.
Рис. 6: Детали структурного силиконового остекления
Стекло с точечной опорой
Было разработано несколько средств для удержания стеклянных панелей, так как этот метод был разработан, например, небольшие прямоугольные зажимы, которые называются накладными фитингами, применявшимися изначально.
После этого болты с Т-образной головкой, которые вставляются в полностью просверленное отверстие в стекле, используются для удержания стеклянных панелей на месте.
Затем в стекле делаются раззенкованные отверстия для предотвращения появления на внешней поверхности металлической арматуры. Следует помнить, что размеры, необходимые для потайного отверстия, влияют на определение толщины стеклянной панели.
Для сбора точечных опор можно использовать различные типы конструктивных рам, например, крестовины на пространственных рамах, кабельных сетях и натяжных рамах можно применять вместо ортогональной сетки алюминиевых рам.
Рис.7: Точечное опорное стекло
Рис.8: Опора с потайным болтом для стекла
Структурное стекло 90 081
Наиболее распространенными типами структурного стекла являются ребристые стекла, которые работают аналогично вертикальные импосты в навесной стене. Структурное стекло применялось при строительстве рам и ограждающих конструкций, таких как здание яблочного магазина.
Следует иметь в виду, что стекло может внезапно и разрушительно разрушиться, поэтому необходимо провести точную оценку для получения структурной целостности.
Наконец, надлежащая устойчивость может быть достигнута за счет обеспечения больших коэффициентов безопасности, расходуемых слоев и дополнительного или альтернативного пути нагрузки.
Важность масштаба
В отличие от стальных и бетонных конструкций, где значения размеров часто округляются до ближайшего миллиметра, различные компоненты навесных стен должны иметь достаточно точные размеры и размеры, поскольку подрядчики навесных стен хотят не только свести к минимуму использование дорогих материалов, но также сложная подгонка деталей в сборе требует предельной точности от 2 мм до ста миллиметров.
Следует знать, что прогиб играет решающую роль в конструкции навесной стены. Вдобавок к этому отклонение перемычек по периметру здания из-за временных нагрузок повлияет на деформационные швы навесной стены.
Соображения по изготовлению и размещению
Как правило, желание проектировщика состоит в том, чтобы спроектировать навесную стену, которая эффективно противостоит ветровым нагрузкам. Тем не менее, производители и монтажники ожидают от конструкции снижения использования дорогостоящих материалов и простоты установки компонентов навесных стен на строительной площадке, соответственно. Таким образом, при проектировании необходимо учитывать требования как производителей, так и установщиков, чтобы в конечном итоге создать успешный продукт.
Для достижения вышеуказанной цели проектировщику необходимо принять удовлетворительное решение во время проектирования, чтобы удовлетворить требования всех сторон, участвующих в строительстве навесной стены.
Следует знать, что правильные решения не могут быть приняты до тех пор, пока не будет доступна адекватная информация о методах изготовления и возможностях оборудования в дополнение к пониманию строительных допусков, монтажной оснастки и уровня квалификации стекольщика.
Процедура расчета расчетной ветровой нагрузки на навесные стены
Расчетную ветровую нагрузку можно найти в соответствии с ASCE 7-10 (минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений). Процедуры расчета ветровой нагрузки разделены на два раздела, а именно: ветровые нагрузки для основных систем сопротивления ветровым нагрузкам и ветровые нагрузки на элементы и облицовку.
Существует четыре различных процедуры расчета для расчета первой, тогда как для расчета ветровой нагрузки на компоненты и облицовку используются два метода, а именно аналитические процедуры и процедура аэродинамической трубы.
Обычно для расчета проектных ветровых нагрузок для навесных стен используется Аналитическая процедура. подробные этапы расчета ветровой нагрузки на навесные стены приведены в ASCE 7-10, глава 30, части 1–6. В большинстве случаев применяется следующая комбинация ветра, представленная ниже, поскольку она создает наиболее критические ситуации:
З _u =1 Постоянная нагрузка+1 Ветровая нагрузка (уравнение-1)
Защитное остекление
Существует несколько условий, при которых следует исследовать безопасность остекления, и есть случаи, когда проект безопасного остекления превзошел бы конструкция навесной стены на ветровые нагрузки. как правило, необходимые меры и методы обеспечения безопасности предусмотрены в применимых нормах и правилах.
Стекло в огнеупорных конструкциях, верхнее остекление, стекло в дверях и открываемых окнах, а также стекло, прилегающее к пешеходным дорожкам, являются примерами условий, в которых необходимо рассмотреть безопасное остекление.
Аналитические модели навесной стены и деталировка, относящиеся к соединениям, анкерам и крепежным деталям решающий ключ к хорошо выполненному дизайну навесной стены.
Необходимы знания и опыт для создания модели, имитирующей поведение навесной стены.
Кроме того, есть некоторые важные данные, которые должны быть получены, иначе аналитические модели не могут быть созданы, например, нагрузки и геометрические параметры и механические свойства материалов.
Аналитические модели навесных стен и детализация будут объяснены в следующих разделах:
Преобразование динамического давления в эквивалентное статическое давление
Уравнение Бернулли используется для преобразования динамического давления ветра в эквивалентное статическое давление, и это давление воздействует на поверхность остекления перпендикулярно. Первичные и вторичные элементы каркаса анализируются с применением локальных равномерно распределенных боковых нагрузок и треугольных моделей нагрузки соответственно.
Свободные диаграммы тел
Этот метод считается наиболее подходящим для представления поведения конструкции навесной стены. Обычно вертикальные стойки (основные элементы рамы) анализируются как неразрезные балки, проходящие от пола к этажу с равномерно распределенной нагрузкой. Когда требуется большая точность, каждое основное пространство рамы или пролет анализируются с использованием трапециевидных или треугольных моделей нагрузки.
Горизонтальные балки (второстепенные элементы рамы) рассчитываются как свободно опертые балки с трапециевидной или треугольной схемой нагрузки. Как вертикальные, так и горизонтальные элементы каркаса вместе со схемами их свободных тел показаны на Рисунке-9..
Рис.9: Диаграмма свободного тела навесной стены
Анализ методом конечных элементов
Трехмерные модели навесной стены могут быть созданы с использованием программ конечных элементов, таких как ANSYS, которые могут точно отображать большинство условий навесной стены.
Моделирование граничных условий обычно является наиболее рискованной задачей, поскольку периметры часто содержат гибкие опоры и прокладки. Кроме того, следует помнить, что для таких материалов, как стекло или алюминий, должны использоваться подходящие постоянные физические свойства.
Соединительные узлы
Предполагается, что проектирование соединительных узлов является наиболее сложной задачей при проектировании навесных стен. Моделирование граничных условий соединительных узлов в большинстве случаев основано на личных представлениях и ощущениях.
Тем не менее, модели узлов соединения должны быть созданы для представления передачи нагрузки от одного элемента к другому.
Механические соединения, в которых используется сварка или крепеж, моделируются как твердые тела с геометрией смещенных нагрузок для задания скручивающих и опрокидывающих действий.
Конструкции анкеров и закладные
Существуют различные анкеры и закладные, с которыми дизайнер должен ознакомиться, чтобы выбрать лучший тип анкера для текущих условий. Примерами анкеров являются сварная сталь, болты и швеллеры.
Щелевые каналы широко используются в высокоэффективных системах навесных стен. Специфицирован широкий спектр устанавливаемых после установки анкеров, чтобы обеспечить гибкость при отсутствующих закладных или допусках.
Общение между инженером-строителем и проектировщиком навесных стен необходимо для того, чтобы уточнить предположение о конструкции анкеров и определить влияние нагрузок и моментов, воздействующих на конструкцию навесными стенами.
Наконец, необходимо сделать места для перемещения конструкции на стыке анкер-стена.
Подробнее:
Типы систем навесных стен – детали, функции и преимущества
Типы панелей остекления, методы и детали конструкции
Функциональные требования к стенам в строительстве
Конструктивное проектирование – Ветровая нагрузка панели
Я не квалифицированный инженер-строитель. Этот совет является теоретическим и не может быть использован для какого-либо фактического дизайна в реальном мире. Только для информационных целей.
В гражданском строительстве мы всегда разрабатываем вещи для наихудших сценариев по уважительной причине. Если эта панель упадет и поранит ребенка, как это произошло с магазином Hugo Boss в Bicester Village, Англия, в 2015 году, может быть возбуждено уголовное дело, а также юридические вопросы, которые стоят огромных денег. Никакое проектирование любой конструкции не выполняется без полной оценки ее возможного воздействия на окружающую среду, что означает, как эта конструкция будет работать в своем положении и какие последствия она может иметь в аварийных ситуациях.

Чтобы сформулировать любой последовательный проект, мы должны сделать обоснованные предположения, которые учитывают факторы безопасности, факторы окружающей среды, смягчение экстремальных нагрузок, альтернативные проектные решения для преодоления любых непредвиденных проблем.
В этом случае нам нужно предположить, что максимальная скорость ветра не только возможна, но и вероятна, а затем использовать что-то вроде пределов коэффициента безопасности Еврокодов для повышения безопасности конструкции.
Панель должна быть в состоянии выдерживать равномерно распределенную нагрузку от ветра при гораздо более высокой нагрузке, чем 15 миль в час, по уважительной причине: ветер имеет тенденцию быть НЕравномерным, и порывы ветра могут быть в 80% раз выше средней скорости. Это означает, что 15 миль в час могут быть порывистыми до 27 миль в час.

Должен быть включен коэффициент безопасности, чтобы противостоять моменту боковых сил, и обычно он составляет от 5 до 30% дополнительного допуска по силе.
Высота над уровнем моря также играет важную роль при расчете ветровой нагрузки. Хотя ветер является динамической нагрузкой, все строительные конструкции обычно рассчитываются на равномерную нагрузку из соображений безопасности и упрощения расчетов прочности материала. Чем выше доска над уровнем земли, тем больше будет неограниченная скорость ветра. Часто существует огромная разница в скорости ветра между 4 футами и 40 футами в зависимости от окружающих факторов окружающей среды.
В зависимости от расположения панели сила ветра может быть значительно выше в определенных местах, например, между зданиями на высоте от 2 до 12 футов над землей, по сравнению с открытым пространством игрового поля.

Аэродинамика также должна учитываться, поскольку она плоская и может использоваться специально в качестве аэродинамического профиля или, если точнее, крыла.
Нет никаких указаний на то, будет ли это крыло зафиксировано или будет двигаться на поплавке во время парада.
Судя по предоставленной схеме, он вообще не будет закреплен (фиксирован). Он имеет два ролика, что означает, что его можно перемещать механически. Если это так, то нам нужно рассмотреть вопрос об использовании вантовых опор для фиксированного устройства и уравновешивания реакции массы и момента для подвижных конструкций.
Нет никаких указаний на то, какой материал будет использоваться, потому что мы пока не знаем величины сил, которые могут воздействовать на крыло.
Для точного расчета безопасной рабочей конструкции необходимо учитывать собственный вес всей системы. 92 $$

Скорость ветра:
Расчетная максимальная скорость клиента: 15 миль в час
Возможная скорость: $30 \text{миль/час}$ с оценкой скорости порыва ветра: $\приблизительно <60\%$ $$ 30 \text{миль в час}+(30 \умножить на 6)=48 \text{миль в час} $$
Запас прочности: 25% $$ 48 \text{миль/час}\times 1,25 = 60 миль/час $$
Итак, теперь у нас есть расчетная скорость для силы ветра 48 миль в час, для которой на другом веб-сайте есть расчеты, которые мы можем использовать для определения давления и, следовательно, меры поперечной силы, которая может воздействовать на панель с запасом погрешности 60 миль в час. 92$, и, следовательно, сила ветра будет рассчитана как 1671 Н в соответствии с Engineering Toolbox
. Из результата видно, что эта доска должна выдерживать постоянную нагрузку 170,4 кгс или 375,66 фунт-сил на верхнем вертикальном краю панель.

Краткий обзор конструкции и рекомендации
Мы можем использовать несколько различных способов предотвращения опрокидывания доски, перечисленных ниже:
Грузовой груз, приваренный к основанию платформы, прикрепленному к раме;
92$
Учитывая, что это всего лишь деревянный лист, вы можете рассмотреть возможность использования вуали поверх каркасной опоры в качестве альтернативы или холста с глазами. Эти опции предназначены для экономии веса устройства, а также для защиты от ветра. Это важное соображение, поскольку изгибающие моменты вашей деревянной опоры потребуют большой массы на небольшой площади, чтобы предотвратить опрокидывание системы.
Если вы считаете, что общая поперечная сила эффективно применяется как комбинированный момент силы на верхнем крае панели в поперечном направлении, вам потребуется равная, но противоположная сила, чтобы противодействовать этой силе в двух противоположных направлениях. Это вызывает серьезную озабоченность, поскольку ветер дует с направления 540$^\circ$ на уровне земли. \circ$ по высоте, что фактически представляет собой полусферу действия ветра по направлению к центроиду массы силовой системы, которая должна иметь очень низкий центр тяжести.
Центроид – это место, где расположен центр масс в сочетании с гравитацией и инерцией ветра. Например, вся конструкция будет двигаться, поэтому мы не можем использовать вантовые вставки, которые не являются также подвижными в тандеме с панелью и несущей конструкцией.
В идеале, если платформу предполагается транспортировать, было бы неплохо использовать храповые ремни, которые тянут панель вниз к основанию опоры. Четыре ремня шириной в один дюйм, обернутые вокруг панели, должны удерживать ее на месте до тех пор, пока основание и вершина надежно прикреплены друг к другу. В отношении предыдущих идей:
1. Сварная рама и основание собственного веса Хотя это, вероятно, неплохая идея, если перевозка тяжелых грузов над человеческой коляской не является проблемой, это требует финансовых затрат, если вы не сварщик и у вас нет герметизирующей рамы. По соображениям экономической эффективности это, возможно, должно быть забытым выводом и устаревшим.
2. Кабельные ножки Выполнимо при использовании транспортного средства, такого как пикап, но потребует некоторого противодействия боковому моменту более широкой базы.
3. Система заземляющих шипов Это явно ничем не поможет. Сброшен в Файл 13 для мусора.
4. Система равностороннего треугольника с грузом. Это модификация варианта 1, но с изменением дизайна вашего первоначального предложения в следующем разделе, потому что, честно говоря, моя рекомендация.
Конструктивные соображения
Моменты силы
Основная формула для расчета моментов вокруг точки: $M_O = Fd$, где F — общая сила, умноженная на суммарное расстояние от точки вращения. Поскольку наибольшая сила накапливается в верхней части системы, мы объединяем равномерно распределенную нагрузку в единую точку силы в точке максимального вращения, чтобы рассчитать силы вращения, которым необходимо противодействовать.