พื้นฐานเรื่องแรงลม

     แรงลมคือแรงกระทำด้านข้างของอาคารที่เกิดจากการเคลื่อนที่มวลอากาศ และเมื่อมวลอากาศเคลื่อนที่ปะทะกับตัวอาคารจะทำให้เกิดจุดแยกลมที่มุมอาคาร เกิดแรงลมที่ผันผวนด้านข้างตัวอาคาร ทำให้เกิดแรงดันและแรงดูดที่ผิวอาคาร และส่งผลให้อาคารเกิดแรงตอบสนองเป็นแรงกระทำในทิศทางตามทิศทางลม, แรงกระทำทิศทางตั้งฉากกับทิศทางลมและ แรงบิด ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2

    กล่าวคือ จะเห็นได้ว่าแรงลมพัดมาในทิศทางแกน X เพียงทิศทางเดียว แต่ส่งผลให้เกิดแรงกระทำในอาคารทั้งทิศทาง X , Y และโมเมนต์บิดรอบแกน Z

     ในการคำนวณทางวิศวกรรมจะแปลงแรงลมที่มีความแปรปรวนและมีค่าไม่แน่นอนดังกล่าวให้เป็นแรงสถิตเทียบเท่าทั้งหมด 3 แรง ได้แก่ แรงลมสถิตเทียบเท่าเท่าในทิศทางลม (แรงแกน X หรือ Along Wind) , แรงสถิตเทียบเท่าในทิศทางตั้งฉากกับลม (แรงแกน Y หรือ Across Wind) และโมเมนต์บิดสถิตเทียบเท่า เพื่อใช้ในการคำนวณกำลังรับแรงและการโก่งตัวของโครงสร้างต่อไป

 

 

     จากรูปที่ 1 จะเห็นว่าแรงลมที่แท้จริงเป็นแรงลมแปรปรวน ตามสมการ $Windload=U(z)+u(z,t)$ แต่ค่าแรงลมที่เราจะใช้คำนวณในทางวิศวกรรมนั้นนั้นจะเป็นค่าแรงลมเฉลี่ยซึ่งจะมีค่ามากขึ้นตามความสูง และแปลงแรงลมเฉลี่ยเป็นแรงลมสถิตเทียบเท่าเพื่อการคำนวณ ดังรูปที่ 2 โดยจะกล่าวถึงเรื่องนี้อย่างละเอียดในหัวข้อถัด ๆ ไป

     สำหรับอาคารเตี้ย เช่นบ้านหรือโกดัง เมื่อแรงลมกระทำกับอาคาร นอกจากแรงดันลมจะก่อให้เกิดความเสียหายด้านข้างของอาคารแล้ว แรงลมที่พัดผ่านหลังคาจะเกิดแรงลมที่ผันผวนทำให้เกิดแรงดูดบนหลังคา ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายได้เช่นกัน ดังแสดงในรูปที่ 3-5