抗风等级计算
07-26
我举个例子：
楼顶有一个有Φ50mm钢管制作的高度5米避雷针；靠4个M10的螺钉固定；在10级风下的风压和抗风强度计算如下：
首先：风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
根据伯努利方程，风的动压为：wp=0.5·ro·v2
其中wp为风压[kN/m2]；ro为空气密度[kg/m3]；v为风速[m/s]。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为：r=ro·g；因此 ro=r/g；得：wp=0.5·r·v2/g；
在标准状态下, 空气密度r=0.01225 [kN/m3]；重力加速度g=9.8[m/s2],得：wp=v2/1600
将风速代入, 10 级大风相当于 24.5-28.4m/s, 取风速上限 28.4m/s, 得风压wp=0.51[kN/m2]
就是每平方米面积承受约51千克力。
对于此避雷针，其迎风面积等于0.25m2；它所承受的10级风下的压力为：12.75kN；力臂长度2.5m；
依据力学中的杠杆公式，此时固定螺钉所承受的力矩为：31.875kN.m； 假设螺钉长度为10厘米；则4个螺钉所承受的总拉力为318.75kN；
查机械设计手册[也可参照GB/T 3098.13-1996]，M10的螺钉的破坏扭矩为102kN，则其合力为408kN；
因为：408kN大于318.75kN；所以10 级风下这个避雷针不会吹倒。 呵呵。明白了吗？