建筑荷载风荷载
建筑结构与风雨水荷载的计算和分析

建筑結構與風雨水荷載的計算和分析建筑结构和风雨水荷载的计算和分析是建造稳固和安全建筑非常关键的环节。
在建筑过程中,结构设计师必须考虑很多因素来决定建筑材料的选用和结构参数的设置,如建筑的用途、底层土壤的性质、地震、风、雨等自然灾害等。
建筑的结构设计要从地下基础到楼顶的每个细节都需考虑到,因为建筑物的稳定性和安全性极其依赖于它的结构。
因此,需要运用各种技术来计算和分析结构梁、柱、墙和板的物理特性、受荷情况和响应,以确保它们能承受相应的荷载。
核心计算原理是将构件分解成小的、唯一受力的部分,在每个部分上应用受力平衡和变形计算的基本原理。
这样,设计师可以预测建筑在不同载荷下的响应,并为不同的抗荷载设置预案。
有事先准备的预期荷载,如常见的荷载,如结构荷载、建筑荷载、风荷载、雨荷载、雪荷载、沙尘暴、自重、热膨胀、地震等,以及计算高度、视线质量要求、气流要求、振动频率等多种因素。
设计的计算方法有多种:有限元法、框架简化法、弹性计算法、Plaxis方法、瞬时计算等,这些方法不仅流行于建筑结构设计中,还在其他领域广泛应用,如汽车设计、医学研究等。
建筑师通常会合理地假定荷载作用下的最坏情况,并在实际测量中验证该假设是否正确。
这些负载通常会在不同方向、角度和时段测量,并考虑可能使用的材料强度、抵抗拉力和变形能力。
另一个需要去考虑的问题是建筑材料的选取,材料必须能够满足预期荷载,不仅能负荷相应的荷载,还需要考虑到天气、紫外线、腐蚀等长期耐久性。
例如,在地震易发区的建筑中,应通过更接近地面的重量改进基础,为砖墙的结构提供额外的支撑等方式来增强建筑的稳定性。
在建筑结构设计中,根据不同的国家和地区采用的标准和指南,建筑师和结构设计师需要了解并遵守所有的法规和要求。
Therefore, it is essential to have reliable design data to ensure construction safety and longevity.总之,建筑的结构设计和负载计算分析是确保建筑物稳定性和安全性的关键环节。
高层建筑风荷载计算

高层建筑风荷载计算高层建筑风荷载计算,这可是个相当有趣但又有点复杂的话题呢!咱先来说说啥是风荷载。
简单来讲,风荷载就是风对高层建筑施加的力。
想象一下,在刮大风的日子里,你走在路上是不是感觉被风推着走或者拽着走?高层建筑也是一样,风会使劲儿“推搡”它们。
我记得有一次,我去一个正在施工的高层建筑工地参观。
那天天公不作美,风特别大。
我站在远处,就看到那个高楼好像在风中微微颤抖。
工地上的塔吊也被风吹得晃来晃去,吓得我心里直犯嘀咕。
风荷载的计算可不简单,要考虑好多因素。
比如说风速,风刮得越快,施加的力就越大。
还有建筑的形状、高度、朝向等等。
如果建筑是个四四方方的形状,那受到的风荷载可能相对均匀些;但要是造型奇特,像那种有很多凹凸面或者弯曲部分的,风荷载的分布就变得复杂啦。
而且呀,不同地区的风况也不一样。
有些地方常年风大,有些地方只是偶尔来一阵狂风。
所以在计算风荷载时,还得参考当地的气象资料。
计算风荷载的方法也有好几种。
像什么规范法、风洞试验法等等。
规范法呢,就是按照国家或者行业的标准公式来算,相对简单直接,但可能不够精确。
风洞试验法就高级多了,把建筑模型放到风洞里,模拟实际的风环境,这样得出的数据更准确,但成本也高。
对于设计师来说,算准风荷载可太重要了。
要是算少了,风一吹,建筑可能就不安全,出现裂缝、摇晃甚至倒塌;要是算多了呢,又会造成材料的浪费,增加成本。
再举个例子,有个设计师朋友跟我吐槽,他之前负责的一个项目,因为风荷载计算有点偏差,导致在施工过程中发现一些结构部件的强度不够,不得不重新设计和加固,不仅耽误了工期,还让甲方很不满意。
总之,高层建筑风荷载计算可不是闹着玩的,得认真对待,综合考虑各种因素,才能保证建筑既安全又经济。
这就像是给高层建筑穿上一件合适的“防风衣”,让它们在风中稳稳地站立。
希望以后的技术越来越先进,能让风荷载的计算更加准确可靠,让我们的高楼大厦都能经受住风的考验!。
建筑荷载的名词解释

建筑荷载的名词解释建筑荷载是指施加在建筑物上的各种力或重量。
不同类型的建筑荷载对于结构设计和安全评估都具有重要的影响。
在本文中,我们将对建筑荷载的一些常见名词进行解释,以帮助读者更好地理解这一概念。
静载荷(Dead Load)静载荷是指自重以及常驻在建筑物上的其他固定荷载,例如楼板、墙体、屋顶结构本身的重量等。
静载荷是建筑物始终承受的恒定荷载,不会发生瞬时性或暂时性变化。
活载荷(Live Load)活载荷是指建筑物上非恒定的荷载,包括人的活动、物体的移动、设备的操作等。
例如,人员在楼板上行走、储存的货物、家具、机械设备的负荷等都属于活载荷。
活载荷是变化的,具有一定的不确定性和难以预测性。
雪荷载(Snow Load)雪荷载是指在寒冷地区,建筑物所承受的积雪的重量。
积雪会在建筑物的屋顶、挡土墙等表面逐渐积累,并对建筑物结构产生一定的压力。
雪荷载的大小取决于地区的气候条件、季节以及积雪的密度等因素。
风荷载(Wind Load)风荷载是指建筑物所受到的气流力。
风的作用会产生压力,对建筑物的外墙、窗户、屋顶等部位施加力量。
风荷载的大小取决于地理位置、建筑物高度、结构形式、风速等多个因素。
对于高层建筑而言,风荷载的考虑尤为重要。
地震荷载(Seismic Load)地震荷载是指地震引起的建筑物振动产生的力。
地震是一种短期、突发、强烈的地壳运动,对建筑物结构造成冲击和摆动。
不同地震区域和建筑物的性质会决定地震荷载的大小和性质。
地震荷载的考虑是确保建筑物在地震发生时有足够的抗震性能和安全性的重要因素。
温度荷载(Temperature Load)温度荷载是指由温度变化引起的建筑物结构的伸缩和热变形。
材料在温度变化时会发生体积的变化,从而产生力。
温度荷载的大小取决于材料的热膨胀系数和温度变化的范围。
特别是对于长跨度、高温差的建筑结构,温度荷载需要得到充分考虑。
水荷载(Water Load)水荷载是指由于水的压力和浮力对建筑物的影响。
荷载种类及计算条件

荷载种类及计算条件荷载是指施加于建筑结构或其他构筑物上的外力或外荷,常用于分析和设计建筑、桥梁、道路、船舶等工程的强度和稳定性。
根据实际情况分析和选择合适的荷载种类和计算条件,可以确保结构的安全性和经济性。
本文将介绍常见的荷载种类及其计算条件。
一、荷载种类1.死荷载死荷载是指在结构使用和工作过程中始终存在的固定荷载,如自重、装修材料、固定设备等。
死荷载的大小与结构自身的质量和构造方式有关。
2.活荷载活荷载是指结构使用过程中人员、设备、货物等所有活动的荷载。
根据不同情况,活荷载可以分为移动活荷载和停止活荷载。
移动活荷载是指在结构上频繁移动的活荷载,如行人、车辆等。
停止活荷载是指在结构上停留的活荷载,如货物、设备等。
3.风荷载风荷载是指结构受到风力作用时所承受的荷载。
风荷载的大小与结构的外形、高度、地理位置、风速等有关。
一般需要根据当地的风速数据和结构的风荷载系数来进行计算。
4.雪荷载雪荷载是指结构受到积雪作用时所承受的荷载。
雪荷载的大小与结构的外形、地理位置、设计寿命等有关。
一般需要根据当地的雪厚度和结构的雪荷载系数来进行计算。
5.地震荷载地震荷载是指结构受到地震时所承受的荷载。
地震荷载的大小与地震的震级、地震波形、结构的设计地震参数等有关。
一般需要根据地震区域划分、地震烈度等级等来进行计算。
6.温度荷载温度荷载是指结构受到温度变化引起的热应力时所承受的荷载。
温度荷载的大小与结构的材料、尺寸、温度差等有关。
一般需要根据结构的热膨胀系数和温度差来进行计算。
二、荷载计算条件1.荷载标准荷载计算需要根据国家和地区的荷载标准进行。
常见的荷载标准有《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载标准》等。
2.荷载计算方法荷载计算方法包括静力计算方法和动力计算方法。
静力计算方法适用于荷载作用下结构的静力平衡条件,动力计算方法适用于考虑结构的动态响应。
3.荷载系数荷载系数是指荷载计算中所引入的系数,用于考虑各种不确定因素,以确保结构的安全性。
风荷载计算

风荷载计算参考规范:《建筑结构荷载设计规范》gb50009-2022《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2021一般情况下的风荷载:风荷载的标准值为荷载规范8.1.1和4.2.1wk??ZsZw0(1)风荷载标准值计算公式适用于主要承重(主)结构的风荷载计算;(2)风荷载的标准值为沿风向的风荷载;(3)风荷载垂直于建筑物表面;(4)风荷载的作用面积应为垂直于风向的最大投影面积;(5)适用于高层建筑任意高度的风荷载计算。
对于荷载规范3.2.5第2条中的雪荷载和风荷载,重现期应视为设计使用寿命。
8.1.2在荷载规范中,基本风压应为根据本规范规定的方法确定的重现期为50年的风压,但不得小于0.3kn/o。
荷载规范的E.5和高度规范的4.2.2。
对风荷载敏感的高层建筑,其承载力按基本风压的1.1倍设计。
(文章描述)。
一般情况下,对于高度超过60m的高层建筑,在承载力设计中可按基本风压的1.1倍计算风荷载。
吸烟守则第5.2.1条。
基本风压不应小于0.35kn/o。
对于安全等级为I级的烟囱,应根据每100年一次的风压采用基本风压。
8.2.1地面粗糙度a类近海海面和岛屿、海岸、湖岸和沙漠地区B类田地、村庄、丛林、丘陵和城镇,房屋稀疏,城市地区C类密集建筑,城市地区D类密集建筑,房屋高大。
荷载规范表8.2.1显示了墙和柱的风压高度随墙顶的变化系数。
柱顶与地面之间的距离被视为计算高度Z,通过查表插入法确定。
荷载规范中的风压体型系数8.3.1围护结构:根据第32项,高度规范中取1.3 4.2.31,圆形平面建筑取0.8;2正多边形和截断三角形平面建筑的计算公式如下:?s0.8? 1.2/n3对于高宽比H/b不大于4的矩形、方形和交叉平面建筑,取1.3;4.以下建筑采用1.4:1)V形、Y形、弧形、双十字形和井形平面建筑;2)高宽比H/b大于4的L形、槽形和十字形平面建筑;风压高度变异系数3)高宽比H/b大于4,长宽比L/b小于1.5的矩形和鼓形平面建筑。
风荷载取值规范

《荷载规范》 在附录D中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值, 工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求, 一般按照下列方法选用风压标准值的取值年 限:
1临时性建筑物:取n=10年一遇的基本风压标准值;
2一般的工业与民用建筑物:取n=50年一遇的基本风压标准值;
图3.1.3b抗侧力构件多向布置示意图 般按照抗侧力构件布置方向, 沿着相互垂直的主3.1.3b所示。
注意: 同一方向,左风荷载作用效应和右风荷载作用效应要分别进行计算。
4、风洞试验
《高层规程》3.2.8明确,对于特别重要的建筑物、特别不规则的建筑物,风荷载标准 值计算公式(3.1-2)中的相关计算参数有必要通过风洞试验来确定,以便较精确地计算建 筑物受到的风荷载作用效应,确保建筑结构的抗风能力。
3、关于风荷载作用的方向问题 建筑物受到的风荷载作用来自各个方向, 风荷载的主要作用方向与建筑物所在地的风玫 瑰图方向一致(全国主要城市风玫瑰图,可以查相应的建筑设计资料) 。工程设计中,一般 按照风荷载作用的最大值,来计算建筑物受到的风荷载作用效应。
对于抗侧力构件相互垂直布置的建筑物: 一般按照两个相互垂直的主轴方向来考虑风荷 载的作用效应,详图3.1.3a所示。
3特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物(建筑物高度大于60m):取
表3.1.12浙江省主要城镇基本风压(kN/m2)取值参考表
城镇名称
海拔高度
(m)
基本风压(kN/m2)
n=10年
n=50年
n=100年
杭州市
41.7
0.30
0.45
0.50
临安县天目山
1505.9
0.55
建筑荷载设计规范

ASSISTANT建筑荷载设计规范是建筑工程设计中的重要内容之一,它规定了建筑物在使用寿命内所承受的各种外力作用,为建筑结构的安全可靠提供了依据。
本文将从建筑荷载的定义、分类、规范制定、设计方法等方面进行阐述。
一、建筑荷载的定义建筑荷载是指建筑物及其构件受到的各种外部作用力,包括自重、活载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。
建筑荷载是建筑物结构设计的基础,它是建筑物结构计算的前提和依据。
二、建筑荷载的分类建筑荷载按作用方式和来源不同,可以分为以下几类:1.自重荷载:指建筑物和构件本身的重量,包括结构和非结构部分。
自重荷载大小取决于建筑物的材料、截面形状、尺寸等因素。
2.活载荷载:指建筑物在使用过程中所受到的可变荷载,如人员、家具、设备等。
活载荷载是建筑物荷载中最不稳定的一种,其大小和分布不确定,需要根据建筑物的使用情况进行估算。
3.风荷载:指建筑物在风力作用下所受到的外部作用力,包括静风荷载和动风荷载。
静风荷载是指建筑物表面积在风向上的压力,动风荷载是指建筑物在风向上所受到的涡流和脉动压力。
4.地震荷载:指建筑物在地震作用下所受到的外部作用力。
地震荷载是建筑荷载中最复杂的一种,其大小和方向取决于地震波的强度、频率和方向等因素。
5.温度荷载:指建筑物在温度变化作用下所受到的外部作用力。
温度荷载通常由温度变形引起,其大小和方向取决于材料的线膨胀系数和温度变化量等因素。
三、建筑荷载的规范制定为了确保建筑物结构的安全可靠,各国都制定了相应的建筑荷载规范。
在我国,目前使用的是《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)。
该规范是我国建筑工程设计中的基本规范之一,它规定了建筑物和构件在使用寿命内所承受的各种荷载,并提供了荷载计算的方法和依据。
该规范主要包括以下内容:1.荷载标准值:规定了建筑物和构件在使用寿命内所承受的荷载标准值,包括自重、活载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。
2.荷载组合:规定了不同荷载作用下的荷载组合方式,包括基本组合、特殊组合和抗震组合等。
什么是建筑的风荷载?

什么是建筑的风荷载?建筑物体形系数对建筑能耗有何影响?
建筑的风荷载是指空气流动形成的风遇到建筑物时,在建筑物表面产生压力或吸力。
风荷载的大小主要与近地风的性质、风速、风向有关,与建筑所在地的地貌及周围环境有关,同时也与建筑物本身的高度、形状有关。
体形系数对建筑能耗影响较大,在0.3的基础上每增加0.01,能耗约增加
2.4%~2.8%;每减少0.01,能耗约减少2.3%~3%。
严寒地区如果将体形系数放宽,会使得维护结构传热系数限值变得很小。
使得维护结构在现有的技术条件下实现有难度,同时投入的成本高。
本文由南阳银通科技撰写。
负风压会对空腔保温墙体带来哪些不利影响?
风荷载作用于建筑物的压力分布是不均匀的,迎风面所受的为推力,为正风压;侧风面和背风面所受为吸力,为负风压。
对有空腔的外保温体系来说,当保温墙面局部所受负风压较大时,空腔内与外表面的压力差必然会提高,从而产生向外推力,加大风荷载作用于保温墙面向外吸力,由于内外压力差造成的对保温层向外推力,是造成有空腔保温墙面破坏的主要因素之一(银通YT无机活性墙体保温隔热系统属无空腔保温系统,不存在此类影响因素)。
风荷载作用随建筑物的高度增加而增加,在高层建筑结构中,应特别重视风荷载对外保温层的影响。
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建筑荷载风荷载8风荷载8.1风荷载标准值及基本风压8.1.1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下列规定确定:1计算主要受力结构时,应按下式计算:式中:w k——风荷载标准值(kN/m2);βz——高度z处的风振系数;μs——风荷载体型系数;μz——风压高度变化系数;w0——基本风压(kN/m2)。
2计算围护结构时,应按下式计算:式中:βgz——高度z处的阵风系数;μs1——风荷载局部体型系数。
8.1.2基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的风压,但不得小于0.3kN/m2。
对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压的取值应适当提高,并应符合有关结构设计规范的规定。
8.1.3全国各城市的基本风压值应按本规范附录E中表E.5重现期R为50年的值采用。
当城市或建设地点的基本风压值在本规范表E.5没有给出时,基本风压值应按本规范附录E规定的方法,根据基本风压的定义和当地年最大风速资料,通过统计分析确定,分析时应考虑样本数量的影响。
当地没有风速资料时,可根据附近地区规定的基本风压或长期资料,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可比照本规范附录E中附图E.6.3全国基本风压分布图近似确定。
8.1.4风荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数可分别取0.6、0.4和0.0。
8.2风压高度变化系数8.2.1对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表8.2.1确定。
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类:A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
表8.2.1风压高度变化系数μz8.2.2对于山区的建筑物,风压高度变化系数除可按平坦地面的粗糙度类别由本规范表8.2.1确定外,还应考虑地形条件的修正,修正系数η应按下列规定采用:1对于山峰和山坡,修正系数应按下列规定采用:1)顶部B处的修正系数可按下式计算:式中:tanα——山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tanα大于0.3时,取0.3;k——系数,对山峰取2.2,对山坡取1.4;H——山顶或山坡全高(m);z——建筑物计算位置离建筑物地面的高度(m);当z>2.5H时,取z=2.5H。
2)其他部位的修正系数,可按图8.2.2所示,取A、C图8.2.2山峰和山坡的示意处的修正系数ηA、ηC为1,AB间和BC间的修正系数按η的线性插值确定。
2对于山间盆地、谷地等闭塞地形,η可在0.75~0.85选取。
3对于与风向一致的谷口、山口,η可在1.20~1.50选取。
8.2.3对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物,风压高度变化系数除可按A类粗糙度类别由本规范表8.2.1确定外,还应考虑表8.2.3中给出的修正系数。
表8.2.3远海海面和海岛的修正系数η8.3风荷载体型系数8.3.1房屋和构筑物的风荷载体型系数,可按下列规定采用:1房屋和构筑物与表8.3.1中的体型类同时,可按表8.3.1的规定采用;2房屋和构筑物与表8.3.1中的体型不同时,可按有关资料采用;当无资料时,宜由风洞试验确定;3对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。
表8.3.1风荷载体型系数8.3.2当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数μs乘以相互干扰系数。
相互干扰系数可按下列规定确定:1对矩形平面高层建筑,当单个施扰建筑与受扰建筑高度相近时,根据施扰建筑的位置,对顺风向风荷载可在1.00~1.10范围内选取,对横风向风荷载可在1.00~1.20范围内选取;2其他情况可比照类似条件的风洞试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定。
8.3.3计算围护构件及其连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数μs1:1封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3的规定采用;2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取—2.0;3其他房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。
表8.3.3封闭式矩形平面房屋的局部体型系数8.3.4计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时,局部体型系数μs1可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用:1当从属面积不大于1m2时,折减系数取1.0;2当从属面积大于或等于25m2时,对墙面折减系数取0.8,对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6,对其他屋面区域折减系数取1.0;3当从属面积大于1m2小于25m2时,墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数:8.3.5计算围护构件风荷载时,建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用:1封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取—0.2或0.2;2仅一面墙有主导洞口的建筑物,按下列规定采用:1)当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时,取0.4μs1;2)当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时,取0.6μs1;3)当开洞率大于0.30时,取0.8μs1。
3其他情况,应按开放式建筑物的μs1取值。
注:1主导洞口的开洞率是指单个主导洞口面积与该墙面全部面积之比;2μs1应取主导洞口对应位置的值。
8.3.6建筑结构的风洞试验,其试验设备、试验方法和数据处理应符合相关规范的规定。
8.4顺风向风振和风振系数8.4.1对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋,以及基本自振周期T1大于0.25s 的各种高耸结构,应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。
顺风向风振响应计算应按结构随机振动理论进行。
对于符合本规范第8.4.3条规定的结构,可采用风振系数法计算其顺风向风荷载。
注:1结构的自振周期应按结构动力学计算;近似的基本自振周期T1可按附录F计算;2高层建筑顺风向风振加速度可按本规范附录J计算。
8.4.2对于风敏感的或跨度大于36m的柔性屋盖结构,应考虑风压脉动对结构产生风振的影响。
屋盖结构的风振响应,宜依据风洞试验结果按随机振动理论计算确定。
8.4.3对于一般竖向悬臂型结构,例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构,均可仅考虑结构第一振型的影响,结构的顺风向风荷载可按公式(8.1.1-1)计算。
z高度处的风振系数βz可按下式计算:式中:g——峰值因子,可取2.5;I10——10m高度名义湍流强度,对应A、B、C和D类地面粗糙度,可分别取0.12、0.14、0.23和0.39;R——脉动风荷载的共振分量因子;B z——脉动风荷载的背景分量因子。
8.4.4脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算:式中:f1——结构第1阶自振频率(Hz);k w——地面粗糙度修正系数,对A类、B类、C类和D类地面粗糙度分别取1.28、1.0、0.54和0.26;ζ1——结构阻尼比,对钢结构可取0.01,对有填充墙的钢结构房屋可取0.02,对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05,对其他结构可根据工程经验确定。
8.4.5脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定:1对体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑和高耸结构,可按下式计算:式中:1(z)——结构第1阶振型系数;H——结构总高度(m),对A、B、C和D类地面粗糙度,H的取值分别不应大于300m、350m、450m和550m;ρx——脉动风荷载水平方向相关系数;ρz——脉动风荷载竖直方向相关系数;k、a1——系数,按表8.4.5-1取值。
表8.4.5-1系数k和a12对迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化,而质量沿高度按连续规律变化的高耸结构,式(8.4.5)计算的背景分量因子B z应乘以修正系数θB和θv。
θB为构筑物在z高度处的迎风面宽度B(z)与底部宽度B(0)的比值;θv可按表8.4.5-2确定。
表8.4.5-2修正系数θv8.4.6脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定:1竖直方向的相关系数可按下式计算:式中:H——结构总高度(m);对A、B、C和D类地面粗糙度,H的取值分别不应大于300m、350m、450m和550m。
2水平方向相关系数可按下式计算:式中:B——结构迎风面宽度(m),B≤2H。
3对迎风面宽度较小的高耸结构,水平方向相关系数可取ρx=1。
8.4.7振型系数应根据结构动力计算确定。
对外形、质量、刚度沿高度按连续规律变化的竖向悬臂型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑,振型系数1(z)也可根据相对高度z/H按本规范附录G确定。
8.5横风向和扭转风振8.5.1对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物,宜考虑横风向风振的影响。
8.5.2横风向风振的等效风荷载可按下列规定采用:1对于平面或立面体型较复杂的高层建筑和高耸结构,横风向风振的等效风荷载w Lk 宜通过风洞试验确定,也可比照有关资料确定;2对于圆形截面高层建筑及构筑物,其由跨临界强风共振(旋涡脱落)引起的横风向风振等效风荷载w Lk可按本规范附录H.1确定;3对于矩形截面及凹角或削角矩形截面的高层建筑,其横风向风振等效风荷载w Lk可按本规范附录H.2确定。
注:高层建筑横风向风振加速度可按本规范附录J计算。
8.5.3对圆形截面的结构,应按下列规定对不同雷诺数Re的情况进行横风向风振(旋涡脱落)的校核:1当Re<3×105且结构顶部风速v H大于v cr时,可发生亚临界的微风共振。
此时,可在构造上采取防振措施,或控制结构的临界风速v cr不小于15m/s。
2当Re≥3.5×106且结构顶部风速v H的1.2倍大于v cr时,可发生跨临界的强风共振,此时应考虑横风向风振的等效风荷载。
3当雷诺数为3×105≤Re<3.5×106时,则发生超临界范围的风振,可不作处理。
4雷诺数Re可按下列公式确定:式中:v——计算所用风速,可取临界风速值v cr;D——结构截面的直径(m),当结构的截面沿高度缩小时(倾斜度不大于0.02),可近似取2/3结构高度处的直径。
5临界风速v cr和结构顶部风速v H可按下列公式确定:式中:T i——结构第i振型的自振周期,验算亚临界微风共振时取基本自振周期T1;St——斯脱罗哈数,对圆截面结构取0.2;μH——结构顶部风压高度变化系数;w0——基本风压(kN/m2);ρ——空气密度(kg/m3)。
8.5.4对于扭转风振作用效应明显的高层建筑及高耸结构,宜考虑扭转风振的影响。
8.5.5扭转风振等效风荷载可按下列规定采用:1对于体型较复杂以及质量或刚度有显著偏心的高层建筑,扭转风振等效风荷载w Tk 宜通过风洞试验确定,也可比照有关资料确定;2对于质量和刚度较对称的矩形截面高层建筑,其扭转风振等效风荷载w Tk可按本规范附录H.3确定。