风荷载计算解析及例题
风荷载计算解析
风荷载计算解析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年⼀风压。
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地⽅的设计基本风压。
2.风压⾼度变化系数µz《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µz计算公式A类地区=1.379(z/10)0.24B类地区= (z/10)0.32C类地区=0.616(z/10)0.44D类地区=0.318(z/10)0.6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µs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4.2－2确定各个表⾯的风载体型或由风洞试验确定。
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。
风荷载例题
风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。
由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。
因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。
1．高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。
根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+（压力），背风面体型系数为（吸力），顺风向总体型系数为1.3s μ=。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：2．高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。
3．实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。
100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。
结构的基本自振周期1 2.5T s =。
求风产生的建筑底部弯矩。
解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。
(2) 体型系数 1.3s μ=。
(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ=4 1.45z μ=5 1.62z μ=（4） 风振系数的确定，由201a w T ＝××2＝221.71/kN s m ⋅查表得脉动增大系数 1.51ξ=计算各区段中点高度处的第1振型相对位移11ϕ＝ 12ϕ＝ 13ϕ＝ 14ϕ＝ 15ϕ＝因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。
风荷载计算解析
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，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年一遇的压。
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。
2.风压高度变化系数μz《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μz计算公式A类地区=1.379(z/10)0.24B类地区= (z/10)0.32C类地区=0.616(z/10)0.44D类地区=0.318(z/10)0.6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μs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4.2－2确定各个表面的风载体型系或由风洞试验确定。
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。
围墙风荷载计算例题
围墙风荷载计算例题摘要：一、围墙风荷载计算的基本原理二、围墙风荷载计算的具体步骤三、围墙风荷载计算的实例解析四、围墙风荷载计算的注意事项正文：一、围墙风荷载计算的基本原理围墙风荷载计算是根据建筑结构荷载规范（GB50009-2012）进行的。
其计算原理主要包括以下几个方面：1.风压计算：根据当地基本风压和地面粗糙度类别确定风压值；2.迎风面积计算：计算建筑物的迎风面积，以确定风荷载的作用面积；3.风荷载计算：根据迎风面积和风压值计算风荷载的标准值；4.体型系数计算：根据建筑物的平面形状和尺寸确定体型系数；5.风压高度变化系数计算：根据建筑物的高度和地面粗糙度类别确定风压高度变化系数；6.风振系数计算：根据建筑物的结构类型和设计要求确定风振系数。
二、围墙风荷载计算的具体步骤围墙风荷载计算的具体步骤如下：1.确定当地基本风压和地面粗糙度类别；2.计算建筑物的迎风面积；3.根据迎风面积和风压值计算风荷载的标准值；4.查表确定体型系数；5.根据建筑物的高度和地面粗糙度类别确定风压高度变化系数；6.根据建筑物的结构类型和设计要求确定风振系数；7.计算风荷载的实际值：实际风荷载= 风荷载标准值× 体型系数× 风压高度变化系数× 风振系数。
三、围墙风荷载计算的实例解析假设某建筑物为10 层现浇钢筋混凝土结构框架——剪力墙办公楼，平面和剖面如图所示，当地基本风压为0.7kN/m，地面粗糙度为A 类。
根据上述计算步骤，我们可以得到以下结果：1.当地基本风压值为0.7kN/m；2.地面粗糙度类别为A 类，风压高度变化系数为1.2；3.迎风面积为1000m；4.体型系数查表得0.8；5.风振系数根据设计要求取值为0.8；6.计算风荷载的实际值：实际风荷载= 0.7 × 1.2 × 1000 × 0.8 × 0.8 = 448kN。
因此，该建筑物围墙的风荷载为448kN。
风荷载计算
风荷载计算第二部分风荷载计算一：风荷载作用下框架的弯矩计算（1）风荷载标准值计算公式：W k z s z w0其中W k为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值z为z高度上的风振系数，取z 1.00z为z高度处的风压高度变化系数s为风荷载体型系数，取s 1.30W o为攀枝花基本风压，取W。
0.40该多层办公楼建筑物属于C类，位于密集建筑群的攀枝花市区。
（2）确定各系数数值因结构高度H 19.8m 30m，高宽比 % 19.%44 1.375 1.5，应采用风振系数z来考虑风压脉动的影响。
该建筑物结构平面为矩形，s 1.30，由《建筑结构荷载规范》第3.7查表得s 0.8 （迎风面）s 0.5 （背风面），风压高度变化系数z可根据各楼层标高处的高度确定，由表4-4查得标准高度处的z值，再用线性插值法求得所求各楼层高度的z值。
（3）计算各楼层标高处的风荷载z。
攀枝花基本风压取0 ，取②轴横向框架梁，其负荷宽度为7.2m，由W k z s z w0得沿房屋高度分布风荷载标准值。
q z 7.2 0.4 z s z 2.88 z s z，根据各楼层标高处的高度已，查得z代入上式，可得各楼层标高处的q（z）见表。
其中qdz）为迎风面，q2（z）背风面。
风正压力计算：7. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.79 0.8 2.370KN / m6. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.77 0.8 2.306KN / m5. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m4. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m3. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m2. qdz) 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.8 2.216KN / m1. qdz)2.88 z s z 2.88 0.00 1.30 0.74 0.8 0.000KN / m风负压力计算:7. q2⑵288 z s z 2.88 1.00 1.30 0.79 0.5 1.480KN /m6. q2⑵288 z s z 2.88 1.00 1.30 0.77 0.5 1.441KN /m5. q2⑵ 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m4. q2⑵ 2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m3. q2（z）2.88 z s z 2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN /m2. q 2(z) 2.88 z s z2.88 1.00 1.30 0.74 0.5 1.385KN/m 1. q 2(z) 2.88 z sz2.88 0.00 1.30 0.74 0.50.000KN /m(4)将分布风荷载转化为节点荷载第六层：即屋面处的集中荷载 F 6要考虑女儿墙的影响05[(2306 2216)2.306]333702306 10 5[八441 1385) 1.441] 331441皿。
风荷载例题
风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。
由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。
因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。
1．高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。
根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+0.8（压力），背风面体型系数为-0.5（吸力），顺风向总体型系数为 1.3s μ=。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：2．高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。
3．实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。
100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝0.22，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。
结构的基本自振周期1 2.5T s =。
求风产生的建筑底部弯矩。
解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。
(2) 体型系数 1.3s μ=。
(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ=4 1.45z μ=5 1.62z μ=（4） 风振系数的确定，由201a w T ＝0.62×0.44×2.52＝221.71/kN s m ⋅查表得脉动增大系数 1.51ξ=计算各区段中点高度处的第1振型相对位移11ϕ＝0.10 12ϕ＝0.30 13ϕ＝0.50 14ϕ＝0.70 15ϕ＝0.90因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。
风荷载的计算例题高层建筑结构（共5篇）
风荷载的计算例题高层建筑结构（共5篇）第一篇：风荷载的计算例题高层建筑结构建筑荷载的计算三大力学：理论力学，材料力学，结构力学。
三大力学是设计建筑结构的理基础。
只有熟练的学习好三大力学才能灵活运用到建筑结构设计方面。
以下为计算试题，仅供参考。
第二篇：《建筑结构荷载规范》《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）新内容有关调整部分：新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ9-87）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共13条，具体分配为：第1章有1条、第3章有3条、第4章有5条、第6章有2条、第7章有2条；楼面活荷载作了一些调整和增项，屋面不上人活荷载也作了一些调整；风、雪荷载由原按30年一遇重新规定为按50年一遇，同时对滁州市的风、雪荷载值也作了一点调整：10米高50年一遇基本风压值为0.35KN/M2，雪压值为0.40KN/M2，雪荷载准永久值系数为0.2，属于第Ⅱ分区；在计算风载时，风压高度变化系数根据地面粗糙度类别来确定：原规范（GBJ9-87）将地面粗糙度类别分为三类（A、B、C）。
随着我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区的粗糙程度也有不同程度的提高，新规范（GB50009-2001）特将地面粗糙度改为四类（A、B、C、D），其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m，新增添的D 类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α为0.3，梯度风高度HG取450m；专门规定了围护结构构件的风荷载及相关计算；在常用材料和构件的自重之“附表A”中，增设了“建筑墙板”一览表。
强制性条文部分：第1章“总则”之强制性条文：第1.0.5条：规范采用的设计基准期一律为50年；第3章“荷载分类和荷载效应组合”之强制性条文：第3.1.2条：建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值：对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
3风荷载例题
μz
=
1.52
+
16 20
− −
10 15
（1.62
−
1.52）
=
1.542
则厂房两侧平均风荷载标准值分别为：
q1k = μs1μzω0B = 0.8 × 1.436 × 0.4 × 6 = 2.76kN q2k = μs2μzω0B = 0.4 × 1.436 × 0.4 × 6 = 1.38kN
作用于排架上的风荷载设计值：
q1k = γQq1k = 1.4 × 2.76 = 3.864kN q2k = γQq2k = 1.4 × 1.38 = 1.932kN
柱顶以上部分受到的风荷载:
注：该荷载以集中力的形式作用于排架柱上
设计值：
谢谢欣赏
THANK YOU FOR TCHING
144米和16米时z138144?1015?10152?13815032z15216020?15162?1521542作用于排架上的风荷载设计值
风荷载例题
如图所示某双跨单层厂房。柱距为6m， 地处海边，基本风压为0.40kN/m2 试求：作用在排架上的风荷载。
风荷载
答案：据表10-4，按地面粗糙度类别，海边为A类， 风压高度变化系数μz按A类为：
10米时，μz=1.38， 15米时，μz=1.52 20米时，μz=1.63。
利用插入法求得：12米时，
μz
=
1.38
+
12 15
− −
10 10
（1.52
−
1.38）
=
1.436
利用插入法求得：14.4米和16米时，
14.4 − 10 μz = 1.38 + 15 − 10 （1.52 − 1.38） = 1.5032