美国中国风荷载计算对比

浅议中美规范风荷载计算对比

浅议中美规范风荷载计算对比吴纯华【摘要】结构工程设计中,风荷载是必须考虑的重要荷载因素.各国的荷载规范在计算风荷载时都有不同的规定.一些涉外工程项目中,美国规范具有最广泛的应用,因此对美国规范在风荷载计算上与我国规范进行探讨比对,具有一定的实用价值.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2015(037)006【总页数】4页(P95-98)【关键词】中美规范基本风速基本风压体形系数;风荷载标准值【作者】吴纯华【作者单位】上海核工程研究设计院,上海200233【正文语种】中文【中图分类】TU312.1在风荷载计算中，我国目前主要应用的规范是GB50009-2012《建筑结构荷载规范》简称国标)，美国规范则是Minimum Design Loads for Building and Other Structure(ASCE/SEI 7，简称美标)。

目前，美标(ASCE/SEI 7)主要有2010和2005两种版本，在风荷载设计上的差异主要体现在设计重现期的不同，2005版基本重现期为50年，2010版则根据风灾害类别不同，将重现期分别调整到到300年、700年、1700年，并用分项系数减小进行风荷载值的调整换算。

两个版本在风荷载设计上的其它内容及计算出的最终风荷载效应基本没有变动。

考虑到我国2012版新规范中，风荷载重现期基准依旧是50年，且美国规范没有新版替代旧版的要求，为更便于说明对比，本文中所阐述的ASCE/SEI 7采用的依旧是2005(简称美标)老版本。

中美规范关于场地类别规定基本相同，国标中A/B/C/D类分别对应美标中的D/C/B/A类。

为便于比对，中美规范均以空旷场地为基准(即美标的C类场地，国标的B类场地)。

关于两国基本风速定义如下：国标基本风速V10min：空旷平坦(场地类别B类)地面10m高度处所得50年一遇的10min年均最大风速。

美标基本风速 V3s为 C 类场地(空旷地区)10m高度处所得的50年一遇的 3s 阵风风速。

中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法

中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法风荷载是建筑设计中非常重要的一个考虑因素，它对建筑物的结构稳定性和安全性有着直接的影响。

中美两国在建筑设计规范中对于风荷载计算有一些差异和不同的方法。

一、规范差异2.风速确定：在风速的确定上，中美两国采用的方法略有差异。

中国规范中，风速按地理位置进行划分，采用所在地的基本风速，然后进行修正，考虑高度、地形和建筑物的特性等因素。

而美国规范中则采用基本风速与风速加成相结合的方法，将地理位置、高度、地形和建筑物特性等因素进行考虑。

3.风荷载系数：中美两国对于风荷载的计算方法有一些差异。

中国规范中，将建筑物分类为不同的结构类型，每种结构类型有相应的风荷载系数。

而美国规范中则采用不同的方法，将建筑物按照不同的风荷载级别进行划分，每个级别有相应的风荷载系数。

4.结构风荷载：对于结构组件的风荷载计算，中美两国也有一些不同之处。

中国规范中，对于结构构件的风荷载计算，采用了不同的方法，如正压系数和负压系数进行计算。

而美国规范中，则采用了风荷载分布图和相关系数进行计算。

二、转换方法由于中美两国规范的差异，可能需要将设计或计算结果在两种规范之间进行转换。

以下是一些常用的转换方法：1.风速转换：中美两国的风速计量单位不同，需要进行转换。

通常情况下，中国规范中的风速单位为米/秒，而美国规范中的风速单位为英尺/秒。

转换公式为1米/秒=3.28英尺/秒。

2.风荷载系数转换：由于中美两国的风荷载系数计算方法不同，可能需要进行系数的转换。

这涉及到对应关系的确定和转换公式的使用。

3.结构风荷载转换：在进行结构组件风荷载计算时，需要将中美两国规范中的方法进行对应转换。

这可能包括正负压系数的转换、风荷载分布图的转换等。

4.风荷载级别转换：在进行建筑物风荷载级别的划分时，可能需要将中美两国的风荷载级别进行对应转换。

这需要对各个级别的风荷载系数进行比较和调整。

以上仅是一些常用的转换方法，实际应用中可能还需要考虑一些其他因素。

中、美、英三国风荷载规范重要参数的比较

标准与规范
中、美、英三国风荷载规范重要参数的比较
申跃奎方圆高宝中肖龙。
（１．西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１００５５；２．深圳博德维建筑技术有限公司，广东深圳５１８０５７）摘要：风荷载作为工程到关注。世界各国风荷载规范基本上都是以多参数
标准值，按式（１）计算：
ＺＵ，ｋ— 。。Ｗｏ（１）
过对中国ＧＢ５０００９ —２００１｛建筑结构荷载规范》ｌ２］、
美国（ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７ —０５）＿ｌ３＿、英国（ＢＳ６３９９ —２）ｌ４中
ＳｈｅｎＹｕｅｋｕｉ
ＦｏｎｇＹｕａｎ
ＧａｏＢａｏｚｈｏｎｇ
ＸｉａｏＬｏｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００５５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂｒｏａｄｗｅｌｌ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５７，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅｗｉｎｄｌｏａｄｓ，ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｏａｄｓｉｎｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ，ａｒｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐａｉｄａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｃｏｄｅｓｏｆｗｉｎｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄａｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｓｈｏｗｉｔｓｗｉｎｄｌｏａｄｓｂｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｗｉｎｄｌｏａｄｓａｍｏｎｇｔｈｅｃｏｄｅｓｏｆＣｈｉｎａ，ＡｍｅｒｉｃａａｎｄＢｒｉｔａｉｎｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｒｅａｓｏｎｓｔｈａｔｗｈｙｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｒｅｇｉｖｅｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｌｏａｄｃｏｄｅｓ；ｗｉｎｄｌｏａｄｓ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ

中美规范风荷载的计算比较

ｌ基本风压的定义
（）国现行规范《筑结构荷载规范》１我建Ｇ０９２０（Ｂ５０ — ０１以下简称中国规范）中定义的基本风压为： “ 据全国各气象台站历年来的根最大风速记录，按基本风压的标准要求，将
பைடு நூலகம்
ＷｉｄＬｏｄＢｅｗｅｎＣｈｎｎｅｃｉｅｏｎａｔｅｉａａｄＡｍｒａＣｒｔｒｎｉｉ
ＷＡＮＧＹｏ — ｕｎｇｈａ
（ｎｉｇＥｅｔｃｏｅｅｉｓｔｅＵｕｉ８００，ｈｎ）ＸｉａｌｒｗｒｓｎＩｔｕ，ｒｍｑ３０１ＣｉｊｎｃｉＰＤｇｎｉｔａ
ＡｂｔａｔｈｒｒｎｖｒｅｓｐｏｅｔｔｕｄｒｋｙＸｉａｇＥｅｔｃＰｗｅｓｓｔｔｔｕｍｇｓｒｃ：Ｔｅｅａｅｍａｙｏｅｓａｒｊｃｓｏｎｅｔｅｂ￣ｉｎｌｃｒｏｒＤｅｉＩｔｕｅｗｉｐ￣ａｉｎｇｎｉｈｆｒｒ “ ｌｂ ” ｓａｅｙＨｏｖｒｓｍｅｐｏｅｔｎｅｏａｏｔｏｗａｄＧｏｇｏｅｔｔｇ．ｗｅｅ，ｏｒｊｃｓｅｄｔｄｐｒｃｎｓｎａｄｔａｃｌｅＯｂｉｕｌ，ｒＡｍｅｉａｔｄｒｃｌｕａ．ｖｏｓａｏｔｙ
ｔｅｅｈｖｒａｉｅｅｃｓｆｒｃｌｕａｉｇｗｉｄｌａｅｗｅｎＣｈｎｎｈｒａｅｇｅｔｄｆｒｎｅａｃｌｔｎｏｄｂｔｅｉａａｄＡｍｅｃｔｎａｄＮｏａｃｒｉｇｔ “Ｔｅｏｎｉｒａｓａｄ．ｗ，ｃｏｄｎｏｒｈ

中国与美国输电塔风荷载技术标准比较与分析_王振华

文献［4］中输电线路结构的设计风荷载为
F = γw QKz Kzt V250 GCf A
（ 2）
式中： F 为风方向的风荷载； γw 为重现期荷载调整因
子； Q 为空气密度常数； Kz 为风压高度变化系数； Kzt
为地形影响因子； V50 为 50 年重现期 3 s 阵风风速； G
为阵风响应因子； Cf 为风力系数； A 为迎风向投影面积。
度。将我国规范的 B 类地貌与文献［4］中 C 类地貌
的风压高度变化系数进行比较，100 m 高度范围内
的风压高度变化系数及比值见表 1。
由表 1 可以看出：文献［4］的风压高度变化系
表 1 我国规范与文献［4］的风压高度系数对比 Tab. 1 Comparison of height variation factor of wind pressure between Chinese code and ASCE 74—2009
我国规范风荷载调整系数 βz 主要考虑脉动风振的影响。全高在 20 m 及以下杆塔的自振周期较小（一般在 0. 25 s 以下），可以不考虑风振的影响（即 βz = 1. 0）；全高不超过 60 m 时全塔采用 1 个系数；杆塔超过 60 m 时，特别是较高的大跨越杆塔，βz 根据文献［7］仅考虑结构第一振型影响，取值为 βz = 1 + ενφz / μz 且加权平均不小于 1. 6。对宽度较大或迎风面增加较大的计算段（如横担等），应给予适当加大。
文献［4］中输电结构的阵风响应因子 G t 为
Gt
1 =
+ 2. 7E
K
2 V
槡Bt
（ 5）
E

中外输电线路风荷载对比分析

中外输电线路风荷载对比分析摘要：本文对采用不同设计标准的输电线路风荷载进行了对比分析。

经分析，1）导线风荷载：随着计算高度的增加，中国标准逐渐接近美国标准，国标＜美标＜欧标＜IEC。

2）塔身风荷载：铁塔较低时，中国标准低于其它三个标准，铁塔较高时，中国标准与欧洲标准相近，高于IEC和美国标准。

关键词：中外；输电线路；风荷载中途分类号：TM·对于海外输电线路，路径方案确定后，杆塔设计即成为决定项目造价的关键因素。

由于非洲大部分属于无冰区域，除了导线张力，杆塔受控条件主要是风荷载。

笔者在下文对采用不同设计标准的输电线路的风荷载进行对比分析，以找出差异，便于设计人员合理选择，控制项目造价。

1风荷载基本参数重现期和风荷载分项系数：中国标、IEC、美国、欧洲标准的重现期和风荷载分项系数详见表1-1。

表1-1风荷载分项系数对比表风速时距：中国标准、IEC标准、欧洲标准采用的是10min时距平均风速；美国标准采用3sec时距平均风速，相同重现期下，3sec时距平均风速是10min时距平均风速的1.43倍。

地面粗糙系数：国内外标准均对地面粗糙类别均进行了分类，中国标准和IEC标准将地面粗糙类别划分为A、B、C、D四类；欧洲标准划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五类，美国标准划分为B、C、D三类。

国内外划分标准相近，除了近海地带，一般输电线路路径位于具有零星障碍的开阔地区，对应的地面粗糙度类别为中国标准和IEC标准的B类、欧洲标准的Ⅱ类或美国标准中的C类。

2导线风荷载输电线路导线风荷载计算，四种标准给出的公式形式相似，但具体参数内涵和取值有较大差异，见表2-1。

表2-1 导线风荷载计算公式本文采用典型案例，对四种标准下的导线风荷载进行对比计算。

线路风荷载重现期50年，10m高10min时距风速27m/s（对应3sec时距风速38.61m/s），覆冰0mm，地面粗糙类别对应中国标准和IEC标准的B类、欧洲标准的Ⅱ类或美国标准中的C类，水平档距400m，导线直径31.1mm。

中美标准顺风向风载计算比较

中美标准顺风向风载计算比较刘天英;张晗;段英连【摘要】为了解美国标准顺风向风载作用计算,对中国标准GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》及美国标准ASCE/SEI 7-10《建筑物及其他构筑物最小设计荷载》两部标准中顺风向荷载作用计算进行介绍.通过对顺风向风压作用的风压高度变化系数、体型系数、风振系数等对比分析,进一步探讨中美标准各系数的差别.通过具体算例比较中美标准风载的大小,结果表明:对于同一场地无论刚性建筑还是柔性风敏建筑,基于美国标准的风载计算值均高于基于中国标准的风载计算值.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2015(043)006【总页数】5页(P4-7,15)【关键词】中美标准;顺风向风载;计算方法【作者】刘天英;张晗;段英连【作者单位】中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春130021;中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春130021;中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春130021【正文语种】中文【中图分类】TU312.1随着中国“走出去”战略的大力实施，国内工程公司开始在一些相对发达的国家或地区承揽项目。

这些项目有的在标书中直接要求采用美国标准设计，有的公司聘请美国咨询工程师进行图纸确认。

美国咨询工程师熟悉美国标准（以下简称美标），不了解中国标准（以下简称中标），而中国工程设计人员熟悉中标，这就阻碍了图纸的确认。

为便于交流并顺利执行项目，了解美标非常必要，另外，越来越多的国外项目采用美标设计。

风载为作用在建（构）筑物上的基本荷载之一，控制建（构）筑物的安全。

风载进一步细分为顺风向风载（平行于风向）、横风向风载（垂直于风向）和扭转风载。

顺风向风载在结构设计中最常遇到，所以有必要对中美标准顺风向风载的计算进行对比，找出差异并分析对结果的影响。

1 顺风向风压美标ASCE 7－10《建筑物及其他构筑物最小设计荷载》对于封闭和部分封闭刚性建筑的主要受力体系设计风压为：p＝qGCp－qiGCpi式中：q为风速压力；G为刚性结构阵风系数；Cp为外部压力系数；Cpi为内部压力系数；qi为内压。

国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究

国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究摘要：我国在建筑工程的设计和建设过程中，经过长时间的实践和积累，在风荷载的取值和计算方面积累了丰富的经验。

随着一带一路的建设和对国际市场的开拓中，海外建设的工程项目越来越多，并且不同国家的荷载规范存在差异，尤其风荷载差异明显，需要对国外荷载规范进行更加深入的了解。

通过介绍美国标准与我国现行规范在风速的取值、风荷载的计算等方面的异同点，便于进行结构风荷载的对比分析，为结构工程风荷载设计提供可靠的依据。

关键词：美标、基本风压、风荷载、设计基准期、基本风压近些年来，随着全球经济的高速发展，越来越多的国内优秀设计企业开始走出国门，拓展海外市场。

对于涉外项目的设计而言，设计规范的确定显得尤为重要。

有些项目可以直接按照中国规范来进行设计，有些项目则必须按照美国规范或欧洲规范进行设计，此时国外的设计规范、标准显得尤为重要。

虽然各国规范在结构设计的基本原理上大体一致，但各国在荷载规范的风荷载规定和解读上差异性较大，风速统计方法和荷载重现期也有所不同，所以按照不同国家的荷载规范进行风荷载设计，往往会得到不同的设计结果。

本文就中美荷载规范的风荷载部分进行简要的对比。

1荷载规范美国的最小设计荷载规范（ASCE 7-10）的前身是1980年版的美国国家标准A58（ANSI A58.1-1980 D）。

其所规定的最小荷载取值、组合系数和荷载组合均采用了以概率理论为基础的结构极限状态设计方法，综合材料、极限状态、荷载、结构类型等因素，并在统计数据分析的基础上，考虑一定的目标可靠度指标而得出。

中国的建筑结构最小荷载以及组合等是借鉴了国际标准ISO 2394:1998《结构可靠度总原则》，在统计的基础上给出。

采用了与美国标准不完全一样的极限状态设计模式和目标可靠度值。

本文将结合中国的国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012（以下简称GB50009）与美国荷载规范《建筑或其他结构最小设计荷载》ASCE 7-10（以下简称ASCE 7），对中美建筑结构的最小荷载进行对比研究。

中美风荷载的换算

ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＤＥＳＩＧＮ设计研究
中美风荷载的换算
李春华
（中国建材装备有限公司，北京１０００３７）
近年来随着我国生产和建设的发展，涉外工程日益增加，为了适应各种工程的设计计算，需要有一些发达国家风荷载规范计算的对比资料。本文通过对比中国和美国的风荷载计算规范来说明两国规范之间的异同，以及工程设计中应注意的问题。
气压为１０１．３２５ｋＰａ（３２英寸水银柱）
的标准大气下的空气质量密度与英
里每小时风速值相应的尺度。可由
下式求得：
１（０．０７６５ｌｂｆ／ｆｔ２） ×（ｍｉ ×５２８０ｆｔ × １ｈ）
２３２．２ｆｔ／ｓ２
ｈ１ｍｉ３６００ｓ
＝０．００２５６
４美国风速转换成中国风压
根据以上内容可以看出：中美两国风荷载的基本风
ωｋ＝βｚ μｓ μｚωｏ
（１）
式中： ωｋ— ——风荷载标准值，ｋＮ／ｍ２；
βｚ— ——ｚ高处的风振系数；
μｓ— ——风荷载体型系数； μｚ— ——风压高度变化系数； ωｏ— ——基本风压，ｋＮ／ｍ２。关于基本风压，《建筑结构荷载规范ＧＢ５０００９－
２００１》规定：风荷载的基本风压，一般按当地空旷平坦地
应该指出，表中所列的是平均值。实际上许多因素影响该比值，其中最重要的有：
（１）平均风速值。实测表明，１０ｍｉｎ平均风速越小，该比值越大。
（２）天气变化情况。一般天气变化越剧烈，该比值越大。如雷暴大风最大，台风次之，而寒潮大风（冷空气）则最小。
实测风速时距时距换算系数

中、美、欧标准中风荷载计算对比研究

ｒｅｓｕｌｔｓｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄｓｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｆｏｒｅｉｇｎ — ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｊｅｃｔｓ．
ＣｏＭＰＡＲＡＴＩＶＥＳＴＵＤＹｏＦＷＩＮＤＬｏＡＤＣＡＬＣＵＬＡＴＩｏＮＢＡＳＥＤｏＮＴＨＥ
ＳＴＡＮＤＡＲＤＳｏＦＣＨＩＮＡ．ＡＭＥＲＩＣＡＡＮＤＥＵＲｏＰＥ
ＬＩＸｉａｎｓｈｕｎＬｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｗｉｎｄｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＣｈｉｎｅｓｅ，ＡｍｅｒｉｃａｎａｎｄＥｕｒｏｐｅａｎｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｗｉｎｄｌｏａｄｗａｓｔｈｅｂａｓｉｃｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｇｒｏｕｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｃａｔｅｇｏｒｙ，ｔｅｒｒａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄａｌｏｎｇ－ｗｉｎｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｗｅｒｅａｌｓｏｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅａｂｏｖｅｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｉｎｌｕｆｅｎｃｅｔｈｅｗｉｎｄｌｏａｄｗｅｒｅｆｕｌｌｙｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｇｒｏｕｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｓｔａｎｄａｒｄｈｅｉｇｈｔ，ｇｕｓｔｄｕｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｔｕｒｎｐｅｒｉｏｄ