风荷载的计算例题《高层建筑结构》

计算如图所示的框架-剪力墙结构的风荷载及合力作用位置。

18层房屋总高度为58m ，地区的标准风压20w =0.64m KN ，风向为图中箭头所示
解：每个表面沿建筑物高度每米的风荷载是
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα
其中w 0=1.1×0.64=0.7KN /m 2（《规范》中的基本风压是普通建筑，对于高层建筑而言，应乘以1.1的增大系数）
首先计算0si i i u w cos B α，按照8块表面积分别计算风力（压力或者吸力）在y 方向的投影值，投影后与y 坐标正向相同取正号，反之取负号，表面序号在O 中注明，计算如表1-1所示，
风力合力作用点距离原点 x 0=466.80/29.16=16m 框架剪力墙的基本周期的近似取值为0.07N,N 为结构层数
T=0.07×18=1.26s W 0T 2=0.7×1.262=1.11KN ·s 2/m 2 查表的ξ=1.45 B 类地区，v=0.35
i i z z z i z i z w =u w =u +=u +0.7629.16/m H H W KN H H βξν⎛⎫⎛
⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑
计算结构如表1-2所示
结构的计算类型为。

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！。

高层建筑结构风荷载的问题探讨

高层建筑结构风荷载的问题探讨摘要：高层建筑已经成为现今世界范围内的建筑主流，其在层数、高度、设计等方面都有了很大的进步，它是一个国家建筑的发展水平和经济实力的集中体现，也是建筑结构理论和技术的主要表现手法，但是，如何解决其风荷载的问题，一直是当今结构工程和风工程界的重大课题。

关键词：高层建筑;建筑结构;风荷载中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：近三十年来,各种类型的高层和大跨建筑结构在美、日、欧等发达国家的发展很快,建筑的高度和跨度越来越大,采用了许多新材料和新技术,创造了丰富的结构形式。

许多宏伟而富有特色的建筑已成为当地象征标志和著名人文景观。

从今天来看,高层和大跨度建筑结构已成为代表一个国家建筑科技发展水平的重要标志之一。

因此,现在的建筑结构朝着高层和大跨度的方向发展,使得前的高层建筑结构的自振周期与自然界风速的长越周期较接近,故风对高层建筑的影响越来越大，必须高度重视高层建筑结构风荷载分析。

一、风荷载的种类及特点风对建筑物的作用是一个随机过程，因此，建筑物的风荷载包括三个部分：平均风压产生的平均力；脉动风压产生的随机脉动力；由于风致建筑物振动产生的惯性力。

对于高层建筑来说，动态风荷载不容忽视，要比较准确地确定风荷载往往要依赖于模型风洞试验。

风荷载是由于工程结构阻塞大气边界层气流的运动而引起，具有以下特点：风荷载与空间位置及时间(不确定性)有关，受地形、地貌、周围建筑环境等因素影响；风荷载与结构的几何外形相关，结构不同部分对风敏感程度不同；对具有显著非线性特征的结构，可能产生流固耦合效应；结构尺寸可能在多个方向比较接近，风荷载需要考虑空间相关性；脉动风的强度、频率、风向是随机的；风荷载具有静力和动力的双重特点，其动力部分即脉动风的作用会引起高层建筑的振动(即风振)。

二、高层建筑结构的风荷载一般来说，在气流的三维流动过程当中，在相互垂直的三个方向上对应的有着一个风速分量，平均风速分量是处在水平方向上的，与其一致的还包括脉动风速分量，脉动风速分量仅存在于与平均风速垂直的竖直方向和水平方向上。

《高层结构设计》 02高层建筑结构的荷载计算

高层建筑结构的荷载计算高层建筑结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载，其计算方法与一般建筑结构类似，在此不再重复。

本章主要介绍在高层建筑结构设计中起主导作用的水平荷载—风荷载和地震荷载作用的计算方法。

第一节风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生的压力或吸力即建筑物的风荷载。

风荷载的大小主要和近地风的性质、风速、风向有关；和该建筑物所在地的地貌及周围环境有关；同时和建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关。

垂直于建筑物表面上的风荷载标准值可按下式计算：0ωµµβωz s z k =式中：k ω为风荷载标准值（kN/m 2）；z β为z 高度处的风振系数；s µ为风荷载体型系数；z µ为风压高度变化系数； 0ω为基本风压（kN/m 2）。

1. 基本风压0ω我国《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），《全国基本风压分布图》中给出的基本风压值0ω，是用各地区空旷地面上离地10m 高、重现期为30年的10min 平均最大风速0υ（m/s ）计算得到的，基本风压值1600/200υω=（kN/m 2）。

荷载规范给出的0ω值适用于多层建筑；对于一般高层建筑和特别重要的或有特殊要求的高层建筑可按《全国基本风压分布图》中的数值分别乘以1.1和1.2采用。

2. 风压高度变化系数z µ表1 风压高度变化系数风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，愈向上风速逐渐加大，但风速的变化与地貌及周围环境有关。

在近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，地面空旷，空气流动几乎无阻挡物（A 类粗糙度），风速随高度的增加最快；在中小城镇和大城市的郊区（B 类粗糙度），风速随高度的增加减慢；在有密集建筑物的大城市市区（C 类粗糙度），和有密集建筑群，且房屋较高的城市市区（D 类粗糙度），风的流动受到阻挡，风速减小，因此风速随高度增加更缓慢一些。

表1列出了各种情况下的风压高度变化系数。

《高层建筑结构设计》考试试卷

《高层建筑结构设计》考试试卷一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种结构体系适用于高度较高的高层建筑？（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构2、在高层建筑结构设计中，风荷载的计算通常采用（）方法。

A 静力计算B 动力计算C 经验公式D 风洞试验3、高层建筑结构的水平位移限值主要是为了控制（）。

A 结构的稳定性B 居住者的舒适度C 结构的经济性D 建筑的外观4、框架柱的轴压比限值是为了保证柱子具有足够的（）。

A 强度B 刚度C 稳定性D 延性5、剪力墙结构中，连梁的主要作用是（）。

A 承担竖向荷载B 承担水平荷载C 协调墙肢变形D 增加结构刚度6、高层建筑基础设计中，以下哪种基础形式适用于土质较好、承载力较高的情况？（）A 筏板基础B 桩基础C 独立基础D 箱型基础7、在地震作用计算中，高层建筑通常采用的地震反应分析方法是（）。

A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上均可8、以下哪种因素对高层建筑结构的自振周期影响较大？（）A 建筑高度B 建筑形状C 结构材料D 填充墙布置9、高层建筑结构在竖向荷载作用下，其内力计算可近似采用（）方法。

A 分层法B 反弯点法C D 值法D 弯矩二次分配法10、对于高层建筑的抗震设计，以下说法正确的是（）。

A 小震不坏，中震可修，大震不倒B 只考虑水平地震作用C 不需要进行罕遇地震作用下的变形验算D 可以不进行抗震设防二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、高层建筑结构设计应考虑的主要荷载有_____、＿____、＿____等。

2、框架剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的_____%时，按框架结构进行抗震设计。

3、剪力墙的厚度应根据其_____、＿____等因素确定。

4、高层建筑结构的抗震等级分为_____级。

5、桩基础按承载性状可分为_____、＿____、＿____。

6、风荷载标准值的计算与_____、＿____、＿____等因素有关。

风荷载计算——精选推荐

风荷载计算风荷载计算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⾼度（m)地⾯粗糙类别A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.6210 1.38 1.00 0.74 0.6215 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A类地区=1.379(z/10)0.2430 1.80 1.42 1.00 0.62 B类地区= (z/10)0.3240 1.92 1.56 1.13 0.73 C类地区=0.616(z/10)0.4450 2.03 1.67 1.25 0.84 D类地区=0.318(z/10)0.660 2.12 1.77 1.35 0.9370 2.20 1.86 1.45 1.0280 2.27 1.95 1.54 1.1190 2.34 2.02 1.62 1.19100 2.40 2.09 1.70 1.27150 2.64 2.38 2.03 1.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12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》。

风荷载例题

例题1：某三层钢筋混凝土框架结构，平面为矩形，纵向各轴线间距离为4.2m ，层高为3.6m ，室内外高差0.6m ，地貌为B 类，所在地区基本风压值w 0为0.55kN/m 2。

求，顺风向风对一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值。

风压高度变化系数μz (z)（老规范）离地面高度（m ）地面粗糙度B5 1.00 10 1.00 151.14解：建筑总高h <30m ，取βz =1.0 层数 βzμsz μz w 0w z 1 1.01.34.2 1.00 0.55 0.715 2 7.8 1.00 0.715 311.41.040.744一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值为：()11 4.2 3.60.715 4.211.71kN 2P =⨯+⨯⨯= ()213.6 3.60.7154.210.81kN 2P =⨯+⨯⨯=313.60.7444.25.62kN 2P =⨯⨯⨯=例题2：某金工车间，外形尺寸及部分风载体型系数如图所示，基本风压200.45kN /m ω=，柱顶标高为10m +，室外天然地坪标高为0.30m -，1=2.1m h ，2=1.2m h ，地面粗糙类别为B ，排架计算宽度6m B =。

求作用在排架上的顺风向风荷载标准值。

.解：（1）求21,q q ，离地10m 时，0.1=z μ，离地15m 时，14.1=z μ，当离地10.3m 时，()1.141110.310 1.011510z μ-=+⨯-=-()10.8 1.010.456 2.18/k q kN m =⨯⨯⨯=→ ()20.5 1.010.456 1.36/k q kN m =⨯⨯⨯=→（2）求w屋顶与檐口风压高度变化系数均按檐口离室外地坪的高度10.3+2.1=12.4()1.141112.410 1.071510z μ-=+⨯-=-()()0.80.5 2.10.50.6 1.2 1.070.4567.54k w kN =+⨯+-⨯⨯⨯⨯=⎡⎤⎣⎦。

风荷载标准值计算例题

风荷载标准值计算例题风荷载是指建筑结构在风场作用下所承受的荷载，是建筑结构设计中必须考虑的重要因素之一。

风荷载的计算对于建筑结构的安全性和稳定性具有重要的影响，因此合理准确地计算风荷载对于建筑结构设计至关重要。

本文将通过一个具体的例题来介绍风荷载的标准值计算方法，希望能为相关领域的工程师和设计师提供一定的参考和帮助。

假设某建筑结构位于某地区，其设计基本风压为0.6kN/m²，该建筑结构的高度为30m，现需要计算该建筑结构在风场作用下的风荷载标准值。

首先，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的相关规定，我们可以通过以下公式计算出该建筑结构在设计基本风压作用下的风荷载标准值：F = qz × A。

其中，F为风荷载标准值，单位为kN；qz为设计基本风压，单位为kN/m²；A 为结构投影面积，单位为m²。

根据题目给出的数据，代入公式进行计算：F = 0.6kN/m²× 30m × A。

接下来，我们需要计算出结构的投影面积A。

在实际工程中，结构的投影面积通常可以通过结构的平面图进行测算，这里假设该建筑结构的投影面积为100m²，代入公式进行计算：F = 0.6kN/m²× 30m × 100m²。

= 1800kN。

因此，该建筑结构在设计基本风压作用下的风荷载标准值为1800kN。

需要注意的是，以上仅为风荷载标准值的计算方法，实际工程中还需要根据具体的结构形式、风场情况以及其他相关因素进行综合考虑和计算，以确保结构的安全可靠。

综上所述，风荷载的计算是建筑结构设计中不可或缺的重要内容，通过本文的例题介绍，相信读者对风荷载的标准值计算方法有了更加清晰的认识。

希望本文能对相关领域的工程师和设计师在实际工程中有所帮助，也希望大家在实际工作中能够严格按照规范要求进行风荷载的计算，确保建筑结构的安全稳定。

高层建筑结构设计中的风荷载

ｚ
式中、 ”、分别为脉动增大系数、脉动影响系数和振型系数，三者可以查规范的表格得到。ｚｍ为风压高度变化系数。
高层建筑风振控制
高层建筑的风振控制有多种方法，包括调频质量阻尼器（Ｔｕｎ — ｚ＿Ｚ— Ｚｄ’ ｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ，简称ＴＭＤ）、调频液柱阻尼器（ＴｕｎｅｄＬｉｑｕｉｄ其中ｚ — — 离地高度（ｍ）：Ｄａｍｐｅｒ，简称ＴＬＣＤ）、调频液体阻尼器（ＴｕｎｅｄＬｉｑｕｉｄＤｍｐａｅｒ，ｚ厂一零平均位移（ｍｏ简称ＴＬＤ）、挡风板（ＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＡｐｐｅｎｄａｙｓ）控制、锚索控制、风压是建筑结构设计中的基本设计依据之一，其取值的大小粘弹性阻尼器一类的耗能构件控制等，其中，调频质量阻尼器、挡对高层（高耸）和大跨度结构的安全性、适用性、耐久性及是否经风板控制和锚索控制等又分主动控制和被动控制，本文只对调频济有密切的关系．基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地比较质量阻尼器和调频业主阻尼器和粘弹性阻尼器等比较常见的被动离地１０ｍ高统计所得的５０年一遇１０ａｉｒｎ平均最大风速、按＝１Ｐ２风振控制方法进行介绍。调频质量阻尼器（ＴＭＤ）确定的风压。基本风压值不得小于０．３ｋＮ／ｍ。我国不同城市和地调频质量阻尼器在实际高层中已得到应用，例如１９７７年在美区的基本风压直接查用《建筑结构荷载规范》的全国基本风压分布ＪｏｈｎＨａｎｃｏｃｋＴｏｗｅｒ，Ｂｏｓｔｏｎ）和１９７８图。当城市或建设地点的基本风压不能查收时，基本风压值可根据国波士顿约翰汉考克大厦（年在纽约西蒂柯布中心（ＣｉｔｉｃｏｒｐＣｅｎｔｅｒ，ＮｅｗＹｏｒｋ）分别安装了当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定。调频质量阻尼器，西蒂柯布中心安装的调频质量阻尼器系统。调频液柱阻尼器（ＴＬＣＤｏ调频液柱阻尼器是一种ｕ型的管风荷载的计算风力的计算。风荷载是结构设计的重要荷载，在工程计算中，状水箱，并在水平管得中不设置格兰，为的是增加阻尼。ｕ型的管状水箱安装固定在建筑物的项部。当建筑物在风荷载作用下运常采用集中风荷载动时，水箱将一同运动一同运动，致使水箱中的水晃动，水晃动Ｐ）＝）＋（ｚ）性力对水箱壁的作用就形成了对建筑物的减振力。式中，Ｐ（ｚ）为顺风向ｚ高度处总静力风荷载：（ｚ）为顺风向ｚ产生的，粘弹性阻尼器。正如减速器能使门的关闭速度减缓那样，在高度处静力风荷载；（ｚ）为顺风向Ｚ高度处风振动力风荷载。高层建筑物内部安装粘弹性阻尼器，同样能达到减小结构物摆动）＝皑式中，Ａｚ为垂直于建筑物表面上平均风荷载受风面积（ｍ）；的目的。粘弹性阻尼器已成功地应用于美国纽约世界贸易中心（１１０层）和西雅图哥伦比亚中心（７７层）等大楼中。为风荷载体型系数：在高层建筑和大跨度建筑结构设计中，风振 Ⅱ 向应和风振系数为风压高度变化系数；是计算的重点和难点之一。我国的规范提供高层高耸结构在顺向为基本风压。风效应的风振系数的计算方法，这一方法不太适用于复杂高层建筑和大跨度建筑。因此，在复杂的高层建筑和大跨度建筑设计时，（作者单位：华侨大学土木工程学院）风荷载的确定需要采用其它更精确的方法来确定。

高层建筑风荷载计算

高层建筑风荷载计算在现代城市的天际线中，高层建筑如林立的巨人般矗立。

然而，这些高耸的建筑在面对大自然的力量——风时，需要经过精心的设计和计算，以确保其结构的安全性和稳定性。

风荷载，作为作用在高层建筑上的重要外力之一，其准确计算对于建筑的设计和建造至关重要。

风荷载是什么呢？简单来说，风荷载就是风对建筑物产生的压力或吸力。

当风吹过建筑物时，由于建筑物的阻挡，风的流动会发生改变，从而在建筑物表面产生不同的压力分布。

这种压力分布会对建筑物的结构产生作用，可能导致建筑物的变形、振动甚至破坏。

那么，如何计算高层建筑的风荷载呢？这可不是一个简单的问题，需要考虑多个因素。

首先，风速是一个关键因素。

风速通常是根据当地的气象资料来确定的。

气象站会记录不同高度的风速数据，但这些数据一般是在标准高度（通常为 10 米）测量得到的。

而对于高层建筑，我们需要将这些风速转换到建筑物所在的高度。

这就需要用到风速的垂直分布规律，一般可以采用指数律或对数律来进行转换。

其次，建筑物的形状和尺寸也对风荷载有很大影响。

比如，建筑物的平面形状是圆形、方形还是其他不规则形状，都会导致风在其表面的流动情况不同。

建筑物的高度、宽度、长度以及立面的变化等都会改变风荷载的大小和分布。

另外，建筑物所在的地形和周边环境也不能忽视。

如果建筑物位于山区、峡谷或者靠近其他建筑物，风的流动会受到地形和周边建筑物的干扰，从而改变风荷载的特性。

在计算风荷载时，还需要考虑风的脉动效应。

风不是稳定不变的，而是具有随机性和脉动性。

这种脉动风会引起建筑物的振动，甚至可能产生共振现象。

为了考虑风的脉动效应，通常会采用风洞试验或者数值模拟的方法来获取更准确的风荷载数据。

风洞试验是一种在实验室中模拟风对建筑物作用的方法。

通过在风洞中放置按比例缩小的建筑物模型，然后测量模型表面的风压，再经过一定的换算和分析，就可以得到实际建筑物的风荷载。

风洞试验的优点是能够较为真实地模拟风的作用，但成本较高，而且试验结果可能会受到模型制作精度和试验条件的影响。