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AS 1170.2 结构设计作用与风的作用第 1 章 综述1.1 范围本标准涉及风速的确定步骤和受风力作用影响的结构在结构设计中需 使用的、由此引起的风力作用，这种风力作用不同于龙卷风造成的风力作用本标准包含以下标准范围内的结构：(a) 高度低于 200米的建筑物；(b) 屋顶跨度低于 100米的结构；(c) 除海上结构、桥梁和输电塔以外的结构注:1 本标准是上述标准范围内的结构的独立文件通常，本标准可用于所有结构，但需提供其他信息风洞试验的指导方针、可靠参考和可供选择参数在结构设计 — 风力作用 —注释一节的 AS/NZS 1170.2 附录1(AS/NZS 1170.2:2002 附录)中有规定2 如果结构的自然频率低于 1 Hz ，则第 6章要求进行动态分析 (见第6章)1.2 应用阅读本标准时，应结合 AS/NZS 1170.0一起阅读本标准可用作证明结构是否遵守澳大利亚建筑标准第 B1部分要求的手段1.3 参考文件本标准中参阅了以下文件：AS4040 薄板屋顶和墙壁包层的试验方法4040.3 第3部分: 旋风地区的抗风压性能AS/NZS1170 结构设计1170.0 第0部分: 一般原则ISO2394 结构可靠性的一般原则4354 风力对结构的作用澳大利亚建筑标准委员会62澳大利亚建筑标准1.4 风力作用的确定应确定设计中使用的风力作用值 (W)，风力作用值应适合结构或结构元件的类型、其预期用途、设计工作寿命和风力作用影响。

当按照第 2章中详述的步骤使用本标准中规定的值进行测定时，则可以认为满足了本条要求1.5 单位除了特别说明外，本标准使用国际标准单位的公斤、米、秒、帕斯卡、牛顿和赫兹 (kg, m, s, Pa, N, Hz)1.6 定义本标准中使用的术语定义列在附录 A中1.7 符号本标准中使用的符号列在附录 B中第 2 章 风力作用的计算2.1 综述测定作用在结构和结构元件或建筑物上的风力 (W)的步骤应如下：(a) 确定现场风速 (见第2.2条)；(b) 由现场风速确定设计风速 (见第2.3条)；(c) 确定设计风压和分布力 (见第2.4条)；(d) 计算风力作用 (见第2.5条)2.2 现场风速在地面以上 (见图2.1)参考高度 (z)处8个基本方向 (β)上所定义的现场风速(Vsit, β) 应如下：Vsit,β = VR Md (Mz,cat M s Mt) . . . 2.2其中，VR = 第3章规定的区域性 3s阵风风速，单位为米 /秒，年超过数概率为 1/R；Md = 第3章规定的 8个基本方向 (β)上的风向放大系数； Mz,cat = 第4章规定的地形 /高度放大系数；Ms = 第4章规定的屏蔽放大系数； Mt = 第4章规定的地势放大系数。

通常，风速是在平均屋顶高度 (h)处测定的有些情况下会有所不同，根据适当章节的规定，有时风速是根据结构来测定的在不知道建筑物方位的情况下，应假定区域性风速是从任意基本方向上都起作用的 (即所有方向 Md = 1.0) 2.3 设计风速建筑物正交设计风速 (Vdes, θ)应作为最大基本方向现场风速 (Vsit, β)，它成直线插入方位基点之间，方位基点处于与设想的正交方向成 45度的扇面内(见图2.2 和2.3)注: 就是说，在[β = θ 45 度]范围内，Vdes, θ 等于现场风速 (Vsit, β)的最大值， β是从正北顺时针的基本方向， θ是与建筑物正交轴所成的角度在结构为墙壁、 板围和网格塔架的情况下， 如果设想角度为 45，则Vdes,θ 应为Vsit,β 值，此值处于从设想的 45方向 22.5 的扇面中对于最终极限状态设计， Vdes, θ 不应低于 30米/秒注: 对于最恶劣的方向， 保守的方法是用风速和放大系数对结构进行设计 例如， 陡坡上的建筑物，可以轻易地检验出暴露面 (朝向陡坡 )的VR Md (M z,cat Ms Mt)是否是最坏情况另外，为简化设计，此数值可用作建筑物所有方向上的设计风速。

屋顶平均高度图 2.1 结构的参考高度图 2.2 风向和建筑物正交轴的关系基本方向注: 在θ45 度的范围内， Vdes, θ值是Vsit, β的最大值，在此处所示情况下， Vdes, θ值为风速X图 2.3 Vsit, β 转化成Vdes, θ的例子2.4 设计风压和分布力2.4.1 设计风压结构和结构元件的设计风压 (p)，单位为帕斯卡，应按如下所示进行测定：2p = (0.5 ρ air ) [Vdes, θ] Cfig Cdyn 2.4(1)其中p = 正常作用于表面的设计风压，单位为帕斯卡；= pe, pi 或 pn，其符号由用于 Cfig评估的Cp值来限定注: 压力取为正数，表明超过环境压力和负压，表面低于环境压力ρair = 空气密度，应取为 1.2 kg/m3Vdes, θ = 建筑物正交设计风速 (通常, 根据第 2.3条， θ = 0 , 90 270),180,和注: 对于某些应用来说 , Vdes, θ可以是一个单一值或者表示为高度 (z)的函数，例如：高大建筑物的迎风墙 (>25m) Cfig = 第5部分规定的空气动力形状系数Cdyn = 第6部分规定的动态响应系数 (除非结构对风敏感， 否则数值为 1.0，见第6章)。

2.4.2 设计风的分布力2结构和结构元件单位面积上设计风的摩擦阻力 (f)，单位为帕斯卡，应按如下所示测出：f = (0.5 ρair) [Vdes, θ] C fig Cdyn 2.4(2)2.5 风力作用2.5.1 综述AS/NZS 1170.0中使用的风力作用 (W)应按照第 2.5.2至2.5.5条的规定测定，加速度应按照第 2.5.6条规定测定2.5.2 需考虑的方向应通过对与结构成一条直线的至少四个正交方向上的风进行考虑来获得风力作用2.5.3 表面或结构元件上的力2.5.3.1 从风压得到的力为了测定风力作用， 施加在墙壁或屋顶之类的表面或结构元件上的力 (F)（单位为牛顿）应为力的矢量和，它是根据适用于假定区域 (A)的压力来计算的，其计算如下F = Σ(pz A z) 2.5(1)其中，pz = 第2.4.1条中计算的设计风压，单位为帕斯卡 (作用于表面的正常力 ), 高度为z注: 压力符号规定造成正压时力朝向表面，负压时力离开表面Az = 参考区域，单位为平方米，高度为 z, 在此高度上压力 (pz) 起作用对于封闭的建筑物，应测出内部压力，使内部压力与外部压力同时起作用，包括局部压力系数的影响 (Kl)。

应选择将内部和外部压力结合起来最恶劣的情况来进行设计当考虑到表面压力随高度而变化时，应对区域进行细分，以便将规定压力载送到适当区域 (见第4.2条－风速随高度而变化 )2.5.3.2 从摩擦阻力得到的力为了测定风力作用，施加在墙壁或屋顶之类的建筑元件上的力 (F)（单位为牛顿）应为力的矢量和，它是根据适用于假定区域的分布摩擦压力来计算的，其计算如下：F = Σ(fz Az) 2.5(2)其中，fz = 第2.4.2条中在高度 z处计算的平行于表面的设计摩擦分布力， 单位为帕斯卡2.5.3.3 从力系数得到的力附录E和F中涉及到的结构，其形状系数是以力系数的形式限定的，而不是以压力系 数的形式规定的在这些情况下，为了测定风力作用，以牛顿为单位表示的力 (F) 应按如下所示进行测定：F= (0.5 ρair) [ Vdes,θ] 2 Cfig C dyn Aref其中，Aref==按照附录 F所述，代表石板l b，代表附录 E和附录F中包含的其他结构或结构元件. . . 2.5(3)2.5.4 整个结构上的力和力矩为了测定风力作用，应测出作用在整个结构上的全部合力和倾覆力矩，作为建筑物所有表面上外部压力作用的总和。

对于系数 d/h或d/b (见第5.4条)大于4的矩形封闭建筑物， 作用在整个结构上的全部合力应包括按照第 5.5条计算的摩擦阻力对于动态影响，应按照第 6章将顺风和侧风反应结合起来进行计算2.5.5 疲劳敏感元件的性能在C区和D区，在按照本标准测定的、 作用于外表面和内表面上的最终极限状态风压的基础上， 包层及其连接部分和直接支撑元件应表明其在 AS 4040.3中规定的压力序列下的性能2.5.6 风敏感结构的耐用性对于风敏感烟囱、桅杆和圆形截面杆子（按照第 6.1条规定）耐用性的风力作用计算来说，应按照第 6章来计算挠度注: 其他风敏感结构峰值加速度的信息列在附录 G 中第 3 章 地区性风速3.1 综述本章节应用于对适合建造结构所在地区的阵风速度进行计算 ,包括风向的影响3.2 地区性风速 (VR)对于图 3.1中所示地区，在 3个二级阵风参数基础上的任意方向的地区性风速(VR)应如表 3.1所示，其中 R(平均重复周期 )是风速年度超过数概率的倒数适合于结构设计的年度超过数概率值的信息，参见 AS/NZS 1170.0表 3.1地区性风速注: 计算值应四舍五入到最接近的 1 m/s 。

3.3 风向放大系数 (Md)3.3.1 A 区和W区A区和W区的风向放大系数 (Md)应如表 3.2所示3.3.2 B 区， C区和D区B区， C区和D区任意方向的风向放大系数 (Md)应为如下所述：(a) 测定整个建筑物上的合力和倾复力矩以及测定主要结构元件 (抗整个结构倒塌的构件 )上的风力作用时，系数为 0.95b) 在其他任何情况下，系数为 1.0 (包括包层 )3.4 C 区和D区系数 (FC, FD)表3.1中所示 C区和D区风速包括另外的系数 (FC和FD)，系数应如下所示：(a) 对于最终极限状态风速 , FD = 1.1.(b) 对于最终极限状态风速 , FC = 1.05.(c) 对于耐用性极限状态风速 , FC 和FD = 1.0.注: 1998 至2002 年间穿过 D区的第 5类气旋的频率比历史数据所预测的频率大得多， 本标准中的风速便是基于历史数据所预测的频率测定的当以记录的风速为基础时，采用了本条中的系数，允许在预测 C 区和D区(热带气旋地区 )最终设计风速时可能有的不确定性这些系数值将来在模拟后可以修改， 模拟是在所记录的气旋轨迹的基础上进行 的。

像这样的分析自然要包含遍及澳大利亚北部沿海 (即： C区和D区) 的气旋活动长期气候变化的影响也要包含在内表 3.2风向放大系数 (M d)第 4 章 现场暴露放大系数4.1 综述本章节应用来对与现场情况有关的暴露放大系数进行计算，它与地形 /高度(Mz,cat ), 屏蔽(Ms)和地势(Mt)有关。