Wiskundige berekeningen zijn aanwezig in verschillende alledaagse situaties, bijvoorbeeld bij de constructie van een gebouw gebruiken we tal van berekeningen die als essentieel worden beschouwd voor het succes van het gebouw. Onder andere de hoeveelheid stenen, de dikte van de betonnen balken en ijzeren staven, het exacte aandeel zand, water en cement, de diepte van de sleuven. Wat we ons niet realiseren is dat er op dit moment iets heel belangrijks in de bouw van een gebouw wordt besproken van het projectontwerp, aangezien elke verticale constructie rekening moet houden met de horizontale kracht die wordt opgelegd door de wind.
De kracht die door de wind wordt uitgeoefend is exponentieel, want als we de windsnelheid verdubbelen, wordt de kracht verviervoudigd. Winden met een snelheid van 80 km/u genereren bijvoorbeeld een horizontale kracht van 360 N/m² (Newton per vierkante meter), in dit geval produceren winden in de orde van grootte van 160 km/u een kracht van 1440 N/m². Laten we bijvoorbeeld de kracht bepalen die wordt uitgeoefend op een gebouw van 400 meter hoog, dat 40 meter breed is, getroffen door wind van 160 km/u.
Het zijoppervlak van het gebouw wordt gegeven door 400 * 40, wat resulteert in 16000 m². De horizontale kracht zal dus 16000 * 1440 = 23.040.000 N/m² of ongeveer 2348 ton zijn. Deze kracht heeft de neiging om de basis te destabiliseren en hoe hoger het gebouw, hoe groter de windsnelheid.
Het meest interessante is dat er twee krachten op hetzelfde moment werken, een ervan duwt de gebouw en de andere lijkt aan het gebouw te trekken, omdat de luchtstroom aan de ene kant een vacuüm genereert aan de andere kant kant. Kijk maar:
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Naast de kracht van de wind die op het gebouw inwerkt, is er het optreden van oscillatiebewegingen, vanwege het feit dat de gebouwen van vandaag erg licht zijn. Maar dit probleem kan worden opgelost door het gebruik van zeer grote betonnen stabilisatoren aan de bovenkant van het gebouw.
Schommelstabilisator van een gebouw
Ze werken door te bewegen tegen de oscillatie die wordt veroorzaakt door de kracht van de wind. Kijk maar:
door Mark Noah
Afgestudeerd in wiskunde
Brazilië School Team
Trigonometrie - Wiskunde - Brazilië School
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
SILVA, Marcos Noé Pedro da. "The Engineering van grote gebouwen"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/a-engenharia-dos-grandes-edificios.htm. Betreden op 27 juni 2021.
