英国风荷载计算
中英规范中船舶系缆力计算的对比
•工程设计•中英规范中船舶系缆力计算的对比中交上海港湾工程设计研究院有限公司宗嬪慧张±f ［摘要］本文主要对比中英规范中有关船舶系缆力规定的差异,通过系缆力计算方法、船舶所受风荷载及船舶所受水流力三方面的分析，结合马来西亚沙巴州尿素出运码头实例，总结引起差异的影响因素，并得出结论。
［关键词］船舶荷载系缆力风荷载水流力船舶荷载是码头设计的主要荷载之一，对码头结构计算和桩基布置等都有较大影响。
由于目前的海外工程常要求按英国标准设计，本文主要对比中英两国规范中规定的船舶系缆力计算差异。
其中，中国规范釆用《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010),英国标准采用BS 6349系列规范的规定。
1计算方法1.1中国规范船舶系缆力计算方法按照《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)的相关规定，系缆力应考虑风和水流对船舶共同作用所产生的横向分力总和与纵向分力总和叭船舶系缆力示意图见图1。
N’=Nsin0式中：N—系缆力标准值(kN)；K—受力不均匀系数；n—受力系船柱数目；a-系船缆水平投影与码头前沿线所形成的夹角(°);0—系船缆与水平面的夹角(°);N*、N,N—分别为系缆力的横向、纵向、竖向分力(kN)；YFx、YFy—可能同时岀现横向、纵向分力总和(kN)。
除了按照上式规定计算外，规范还要求系缆力标准值不应小于表1和表2所列数值。
N=斷工匸，.严］rt I sin a x cos(3sin0Xcosa丿Nx二N sinacos0Ny=Ncosacos0表1海船系缆力标准值船舶载重量DW/t系缆力标准值/kN 1000150200020050003001000040020000500300005505000065080000750100000100012000011001500001300200000150025000020003000002000表2内河货船和驳船系缆力标准值船舶载重量DW/t系缆力标准值/kN DWW10030100VDWW50050500<DWWl0001001OOO<DWW20001502000VDWW30002003000VDWW50002501.2英国标准船舶系缆力计算方法根据《海工建筑物》BS6349第一分册、第四分册，系缆力计算主要分为排水量在20000t 以下的船舶和排水量超过20000t的船舶两大类。
211245991_高墩大跨梁桥风荷载计算方法及数值比较
设计计算DESIGN & CALCULATION高墩大跨梁桥风荷载计算方法及数值比较魏利军（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710075）［摘要］抗风计算是桥梁设计中的一个重要环节，各国现行规范对风阻力计算有不同的规定和公式。
本文采用6种不同国家的规范，在不同地形、桥墩高度和梁长条件下，对大跨高墩梁桥进行了横向风荷载计算，并将这6种规范计算的横向风荷载墩底剪力和弯矩结果与抖振频域法计算的结果进行了比较。
结果表明，基于中国2015年公路桥涵设计通用规范、中国2018年的公路桥梁抗风设计规范、日本公路桥梁抗风设计手册、英国钢混桥梁荷载规范的B类地形的风荷载结果非常相似；而A类、C类和D类地形之间存在一定差异；2017年美国公路桥梁设计规范和中国2012年建筑结构荷载规范在各种地形上与其他4种规范存在显著差异。
我国建筑结构荷载规范的风荷载计算主要依赖建筑结构的经验参数，尺寸较大，对桥梁结构的适用性有限。
对于高墩大跨梁桥，如跨宽比或跨深比超过30，或墩高宽比超过10.7的桥梁，由于忽略了气动弹性力的影响，使用这些规范计算出来的风荷载通常低于实际风荷载数值，在设计这类桥梁时必须考虑到这一点。
［关键词］高墩大跨梁桥；风荷载；抗风设计规范；数值比较［中图分类号］U445.57 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2023）05-0148-05 Calculation methods and numerical comparison of wind loads onlong-span beam bridges with high piersWEI Li-jun随着山区高速公路的建设，大跨径高墩梁桥的数量也越来越多。
风荷载对低墩中、短跨梁桥影响不大，但随着桥梁高度和跨径的增大，横向风荷载逐渐成为影响桥梁设计的最重要的限制因素。
风荷载一般由三部分组成：波动风的平均风效应、背景风效应和惯性效应（气动弹性力效应）。
工程中风压-风荷载理论定义和计算方法
第一章风、风速、风压和风荷载第一节风的基本概念风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。
气流一遇到结构的阻塞，就形成高压气幕。
风速愈大，对结构产生的压力也愈大，从而使结构产生大的变形和振动。
结构物如果抗风设计不当，或者产生过大的变形会使结构不能正常地工作，或者使结构产生局部破坏，甚至整体破坏。
风引起对结构作用的风荷载，是各种工程结构的重要设计荷载。
风荷载对于高耸结构(如塔、烟囱、桅杆等)、高层房屋、桥梁、起重机、冷却塔、输电线塔、屋盖等高、细、长、大结构，常常起着主要的作用。
因而，风力的研究，对工程结构，特别对上述工程结构，是设计计算中必不可少的一部分。
对结构安全产生影响的是强风，可分为热带低压、热带风暴、台风或飓风、寒潮风暴、飑风、龙卷风等。
不同的季节和时日，町以有不同的风向，给结构带来不同的影响。
每年强度最大的风对结构影响最大，此时的风向常称为主导风向，可从该城市(地区)的风玫瑰图得出。
由于风玫瑰图是由气象台得出的，建筑所在地的实际风向可能与此不同，因而在结构风丁程上，除了某些参数需考虑风向外，一般都可假定最大风速出现在各个方向上的概率相同，以较偏于安全地进行结构设计。
关于需考虑风向的参数将在下面有关章节中加以说明。
风可以有一定的倾角，相对于水平一般最大可在±10°到—10°内变化。
这样，结构上除水平分风力外，还存在上下作用的竖向分风力。
竖向分风力对细长的竖向结构，例如烟囱等，一般只引起竖向轴力的变化，对这类工程来讲并不重要，因而只有像大跨度屋盖和桥梁结构，竖向分风力才应该引起我们的注意。
但其值也较水平风力为小，但属于同一数量级。
根据大量风的实测资料可以看出，在风的时程曲线中，瞬时风速。
包含两种成分：一种是长周期部分，其值常在10min以上；另一种是短周期部分，常只有几秒左右。
图1—1是风从开始缓慢上升至稳定值后的一个时程曲线示意图。
根据上述两种成分，实用上常把风分为平均风(即稳定风)和脉动风(即阵风脉动)来加以分析。
中国与英国规范风荷载计算分析比较
ＫＥＹ ＯＲＤＳ Ｂｒｔｓ ａｎ ｒ ｎｓ ｉｕｔｏｎ Ｗ ｉｉ ｈ Ｓｔ ｄａ ｄ Ｉ ｔｔ ｉ ｃ ｐａ ｉｏｎ ｏｍ ｒｓ ｗ ｉｄ ｌ ａ ｎ ｏ ｄ
近年 来 ， 随着 涉外 工程 的增加 ， 如何 深 人 了解 并 掌握 国外 通用 的主 流 规 范及 其 与 中 国 规 范 的异 同 ， 正确使 用 国外 通用 的 主 流 规范 进 行 工 程 设 计 ， 为 成
Ｐ — — 建筑 物外 部表 面 风压 ， ａ Ｐ； ｑ — — 动态 风压 ， ａ Ｐ ； Ｃ 。—— 外部 风压 系数 ； Ｃ —— 外部 风压 尺 寸影 响系 数 。
际工 程 出发 ， 英 国风 荷载 规 范 （ Ｓ６ ９ —２ ＿ （ 对 Ｂ ３ ９ ）】 以
设 计人 员 的 当务之 急 。英 国 Ｂ Ｓ系列 规 范 是 由英 国 标准 协会 制订 的全 球 最流 行 的标 准之一 。本文 从 实
英 国 Ｂ ３９ Ｓ６ ９ —２风荷 载 规范 ， 作用 于建 筑物 外 表 面 的外 部风 压 为 ：
Ｐ 一 ｑ Ｃ Ｃ （） ２
式中
仅 介 绍英 国规 范 中 的 标 准 法 并 与 中 国 规 范 进 行 比
较 ， 方法 适用 于正 交 风 向作用 ， 采用 了必要 的简 该 并
化 ， 得计 算过 程相 对 简单 。 使
１ 计 算公 式 “ 中国规 范” 荷 载部 分 中 ， 直 作 用 于 主要 承 风 垂
风荷载计算方法
风荷载计算方法
风荷载计算是指根据建筑物高度、结构形式、地理位置、建筑物
表面积、风速等参数，计算出风力对建筑物产生的作用力，以确定建
筑物在风力作用下的稳定性和安全性。
风荷载计算是建筑结构设计的
重要基础计算，对保证建筑物的安全性和稳定性具有极为重要的意义。
计算风荷载的方法主要采用美国标准和欧洲标准两种方法。
美国标准采用ASCE7标准，根据建筑物的形状、高度、地理位置、建筑物表面积、风速等参数参考标准的风荷载量进行计算。
首先根据
不同的地区选择适用的地区风速，然后按照建筑的高度和类型选择适
当的风荷载系数，利用公式计算出所需的风荷载。
欧洲标准采用Eurocode 1标准，根据建筑物的高度、风速、地形
等参数确定风压力大小，并根据建筑物的形状和功能，采用不同的计
算公式进行计算。
首先根据不同的地区选择适用的地区风速，然后根
据建筑物的高度、形状和暴露面积，采用对应的风荷载系数计算风压
力大小。
计算结果通常以单位面积上的风荷载或风压力表示。
无论是美国标准还是欧洲标准，计算风荷载都需要考虑到建筑物
的结构特征、地理环境和气象情况等因素，以获取合理的结果。
同时，风荷载计算也需要考虑到建筑物在不同时期产生的不同风荷载，以便
为结构设计提供全面且准确的参考数据。
总之，风荷载计算是建筑工程设计中不可或缺的一部分，对保证
建筑物的稳定性和安全性具有非常重要的意义。
了解并运用标准的计
算方法能够为工程师们提供准确的数据，同时也能够提高建筑物的抗
风能力和设计质量，从而提高建筑物在自然灾害等情况下的防护能力。
条文说明08
8风荷载8.1 风荷载标准值及基本风压影响结构风荷载因素较多，计算方法也可以有多种多样，但是它们将直接关系到风荷载的取值和结构安全，要以强制性条文分别规定主体结构和围护结构风荷载标准值确实定方法，以到达保证结构安全的最低要求。
对于主要受力结构，风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起结构风振的等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。
由于在高层建筑和高耸结构等悬臂型结构的风振计算中，往往是第1振型起主要作用，因而我国与大多数国家相同，采用后一种表达形式，即采用平均风压乘以风振系数βz ，它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。
对非悬臂型的结构，如大跨空间结构，计算公式〔8,1.1-1〕中风荷载标准值也可理解为结构的静力等效风荷载。
对于围护结构，由于其刚性一般较大，在结构效应中可不必考虑其共振分量，此时可仅在平均风压的基础上，近似考虑脉动风瞬间的增大因素，可通过局部风压体型系数μsl 和阵风系数βgz 来计算其风荷载。
基本风压确实定方法和重现期直接关系到当地基本风压值的大小，因而也直接关系到建筑结构茌风荷载作用下的安全，必须以强制性条文作规定。
确定基本风压的方法包括对观测场地、风速仪的类型和高度以及统计方法的规定，重现期为50年的风压即为传统意义上的50年一遇的最大风压。
基本风压w 0是根据当地气象台站历年来的最大风速记录，按基本风速的标准要求，将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地10m 高，自记10min 平均年最大风速数据，经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速υ0，再按以下贝努利公式计算得到：20021ρυ=w 详细方法见本标准附录E 。
对风荷载比较敏感的高层建筑和高耸结构，以及自重较轻的钢木主体结构，这类结构风荷载很重要，计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，因此基本风压应适当提高。
工程中风压-风荷载理论定义和计算方法
第一章风、风速、风压和风荷载第一节风的基本概念风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。
气流一遇到结构的阻塞，就形成高压气幕。
风速愈大，对结构产生的压力也愈大，从而使结构产生大的变形和振动。
结构物如果抗风设计不当，或者产生过大的变形会使结构不能正常地工作，或者使结构产生局部破坏，甚至整体破坏。
风引起对结构作用的风荷载，是各种工程结构的重要设计荷载。
风荷载对于高耸结构(如塔、烟囱、桅杆等)、高层房屋、桥梁、起重机、冷却塔、输电线塔、屋盖等高、细、长、大结构，常常起着主要的作用。
因而，风力的研究，对工程结构，特别对上述工程结构，是设计计算中必不可少的一部分。
对结构安全产生影响的是强风，可分为热带低压、热带风暴、台风或飓风、寒潮风暴、飑风、龙卷风等。
不同的季节和时日，町以有不同的风向，给结构带来不同的影响。
每年强度最大的风对结构影响最大，此时的风向常称为主导风向，可从该城市(地区)的风玫瑰图得出。
由于风玫瑰图是由气象台得出的，建筑所在地的实际风向可能与此不同，因而在结构风丁程上，除了某些参数需考虑风向外，一般都可假定最大风速出现在各个方向上的概率相同，以较偏于安全地进行结构设计。
关于需考虑风向的参数将在下面有关章节中加以说明。
风可以有一定的倾角，相对于水平一般最大可在±10°到—10°内变化。
这样，结构上除水平分风力外，还存在上下作用的竖向分风力。
竖向分风力对细长的竖向结构，例如烟囱等，一般只引起竖向轴力的变化，对这类工程来讲并不重要，因而只有像大跨度屋盖和桥梁结构，竖向分风力才应该引起我们的注意。
但其值也较水平风力为小，但属于同一数量级。
根据大量风的实测资料可以看出，在风的时程曲线中，瞬时风速。
包含两种成分：一种是长周期部分，其值常在10min以上；另一种是短周期部分，常只有几秒左右。
图1—1是风从开始缓慢上升至稳定值后的一个时程曲线示意图。
根据上述两种成分，实用上常把风分为平均风(即稳定风)和脉动风(即阵风脉动)来加以分析。
世界各地风荷载雪荷载
亚洲 西亚/西南亚
中亚
世界各地风压和雪压表
朝鲜
风压 （KN/㎡）
雪压 （KN/㎡）
地震
备注 （所在区域）
韩国
0.7
蒙古
0.6
乌兰巴托
日本
越南
0.6
老挝
柬埔寨
0.7
缅甸
泰国 马来西亚
新加坡
印度尼西亚 菲律宾
0.6 2.33
文莱
0.6
东帝汶
斯里兰卡
马尔代夫
巴基斯坦
0.8
印度 孟加拉 尼泊尔
1.89
不丹 阿富汗
伊朗 阿尔拜疆 亚美尼亚
0.6
1.5
格鲁吉亚
1.1
土耳其
塞浦路斯
叙利亚
黎巴嫩
1.2
巴黎斯坦 约旦
伊拉克
0.6
科威特
0.6
沙特阿拉伯
0.3
也门 阿曼
0.3/0.95
0.5
0.3
实际风荷载0.04 6
阿联酋 以色列 卡塔尔
0.3/0.815 2/0 0.8 0.5
巴林 土库曼斯坦
乌兹别克斯坦
3
图瓦卢
基里巴斯共和国
所罗门群岛
0.3
萨摩亚
巴布亚新几内亚 1.7
帕劳共和国
斐济
密克罗尼西亚联
邦
库克群岛（新）
关岛（美）
新喀里多尼亚
（法）
法属波利尼西亚
0.945
皮特凯恩岛
（英）
不大
6 6
瓦利斯与富图纳
（法）
0.7
纽埃（新）
托克劳（新）
美属萨摩亚
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Project: Project No: Subject: Sheet No: 1 Rev: Date: 4-15-2013
Wind load calculation (As per CP3)
WIND LOAD CALCULATION (AS PER CP3)
PROJECT:LUM CHANG Wind speed calculation: Length of The Building, l= Width of The Building, w= Heigth of The Building, h= l/w= h/w= Basic Wind Speed, V= Topography factor S1= Ground roughness, building size and height above ground, factor S2= Statistical factor S3= Design wind speed VS=V*S1*S2*S3= Dynamic pressure calculation: Values of k = Dynamic pressure of the wind q=kV s2= Pressure coefficients and force coefficients: External pressure coefficient Cpep= Cpen= Local pressure coefficient Cp= Internal pressure coefficient Cpi= Local pressure coefficient CpL= Force pressure coefficient Cfp1=Cpep-Cpi/CpL= Force suction coefficient Cfs1=Cpen-Cpi/CpL= Force local suction coefficient Cfl1=Cp-Cpi/CpL= Max force pressure coefficient Cfp= Max force suction coefficient Cfs= Max force local suction coefficient CfL= Design pressure calculation: Max design wind pressure qfp=Cfp*q= Max design wind suction qfs=Cfs*q= Max design wind local suction qfL=CfL*q= 921.97 737.57 1198.56 N/m2 N/m N/m
2 2
49.71 37.50 44.03 1.33 1.17 35 1.0
m m m
m/s (As per clause 5.4 of CP3,page 6)
1.108 1.0 38.78 m/s
(As per clause 5.5 of CP3,page 6) (As per clause 5.6 of5.1 of CP3)
(As per Appendix E of CP3,page 40)
Design wind load qw=
1.20
Kpa
0.613 921.97 N/m2
(in SI units (N/m2 and m/s) (As per clause 6.0 of CP3)
0.7 -0.6 -1.1 -0.3 0.2 1.0 -0.8 -1.3 1.0 0.8 1.3
( From table 7 of CP3,page14 ) (for 1/2 < h/w ≤ 3/2 & 1 < l/w ≤ 3/2 )