风荷载计算
10页1、4.2风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时,会在建筑物表面形成压力或吸力,这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算:式中:1.基本风压值Wo按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据,经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,基本风压采用100年重现期的风压值;对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的自振特性有关,目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时,采用100年一遇的风压。建筑结构荷载规范(GB500092001)给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数z荷载规范把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。A类:指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区;B类:指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区;C类:指有密集建筑
2、群的城市市区;D类:指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;风荷载高度变化系数z高度(m) 地面粗糙类别ABCD51.17 1.00 0.74 0.62 101.38 1.00 0.74 0.62 151.52 1.14 0.74 0.62 计算公式201.63 1.25 0.84 0.62 A类地区=1.379(z/10)0.24301.80 1.42 1.00 0.62 B类地区= (z/10)0.32401.92 1.56 1.13 0.73 C类地区=0.616(z/10)0.44502.03 1.67 1.25 0.84 D类地区=0.318(z/10)0.6602.12 1.77 1.35 0.93 702.20 1.86 1.45 1.02 802.27 1.95 1.54 1.11 902.34 2.02 1.62 1.19 1002.40 2.09 1.70 1.27 1502.64 2.38 2.03 1.61 2002.83 2.61 2.30 1.92 2502.99 2.80 2.54 2.19 3003.12 2.97 2.75 2.45 3503.12 3.1
3、2 2.94 2.68 4003.12 3.12 3.12 2.91 4503.12 3.12 3.12 3.12 位于山峰和山坡地的高层建筑,其风压高度系数还要进行修正,可查阅荷载规范。3.风载体型系数s 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值,它表示不同体型建筑物表面风力的大小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。 计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.22确定各个表面的风载体型系数或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图注:“”代表压力;“”代表拉力。 4.风振系数z 风振系数z反映了风荷载的动力作用,它取决于建筑物的高宽比、基本自振周期及地面粗糙度、基本风压。荷载规范规定对于基本自振周期大于0.25s的工程结构,如房屋、屋盖及各种高耸结构,以及对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋,均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。其中风振系数z可按下式计算:(4.22)式中:z基本振型z高度处的振型系数,当高度和质量沿高度分布均匀时,可以近似用z/H代替振型系数;脉动增大系数,查表时需要参数0T2,其中0为基本风压值,T为结构
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