抗风设计全解
建筑抗风设计方案
建筑抗风设计方案随着城市的不断发展和建筑的日益高耸，抗风设计成为了建筑工程中至关重要的一环。
建筑抗风设计方案成为了确保建筑物能够在恶劣气候条件下安全稳定运行的关键。
本文将介绍建筑抗风设计的原则和具体方案，并探讨不同类型建筑物的抗风设计要点。
1. 抗风设计的原则1.1 结构稳定性原则在抗风设计中，建筑物的结构稳定性是首要考虑的因素。
要保证建筑物的结构能够承受各种风速和风向下的力量，需要合理确定建筑物的荷载分布、支撑结构的类型和数量，以及使用高强度材料来增加抗风能力。
1.2 优化建筑外形原则建筑物的外形对其抗风性能有很大的影响。
合理的外形设计可以减小建筑物所受到的风力，降低风压和风载作用。
采用流线型或者圆润的外形可以减少风阻力，提高抗风性能。
1.3 踪风性原则建筑物在面对风力时，能够根据风的方向和力量做出相应的反应，即具有踪风性。
通过设计合理的几何形状、密封性好的洞口和开口，建筑物可以在一定程度上减小风的对流进入建筑物内部的机会，从而提高抗风能力。
1.4 合理布局原则在抗风设计中，建筑物的布局也非常重要。
合理的布局可以减小建筑物之间的空隙，减少风的侵入。
此外，建筑物周围适当设置树木或围墙等风护设施，进一步加强防风效果。
2. 抗风设计方案2.1 适当加强结构框架对于建筑物以结构框架为主的设计，可以通过增加结构柱和框架的数量和强度，提高整体的抗风能力。
此外，选用高强度的钢材或混凝土可以增加建筑物抗风的能力。
2.2 应用风洞试验风洞试验是一种重要的抗风设计方法。
通过模拟真实环境中的风场情况，可以评估建筑物在不同风速下的抗风能力。
根据试验结果，可以进行相应的结构优化和改进。
2.3 设计隔风措施建筑物的外立面和洞口是主要的风场进入点，必须加强隔风设计。
采用密封性好的窗户、防风墙、风口等措施可以防止风的侵入，并减小风对建筑物的作用力。
3. 不同建筑类型的抗风设计要点3.1 高层建筑高层建筑的抗风设计是一个复杂的工程，需要综合考虑结构、外形和布局等多个因素。
第6章抗风设计全解
§6-1 风载荷的分布和计算
驻
Lmin
点
线
1—外壁风压
上
1
2 2—内壁风压
内
பைடு நூலகம்
外
敞口罐驻点处的实际风压：
壁
外压W0+内壁吸力0.5W0＝
风
1.5W0 ；系数1.5称为体型
压
系数，用K1表示。
分
布
K
§6-1 风载荷的分布和计算
● 设计风压的计算（应考虑风压和罐内负压） ⑴对敞口罐如浮顶罐（有风的吸力），则：
区），应将上述结果再乘以W0/70，即：
Wz 0.0
5D82HW0 70
选择抗风圈截面时，应满足的条件：
Wmin≥Wz
式中 —实际采用抗风圈的最小截面系数，计算时应计 入抗风圈上、下两侧各16范围内的罐壁截面积（当罐 壁加有腐蚀裕量时，计算时应扣除）。
§6-2 抗风圈的设计和计算
● 抗风圈的结构要求
⑴ 抗风圈的外周边可以是圆形或多边形；抗风圈可 采用型钢或型钢与钢板的组合件制成，钢板的＝5， 角钢的最小尺寸为63×6。
⑵ 抗风圈兼作走台时，其最小宽度b为600（图6-2）， 并应在外侧设置栏杆；抗风圈上表面不应有影响行 走的障碍。
罐壁
b b1
支承架
⑶腹板洞口结构：
① 、、截面均须满足≥； ② 任一加强件的截面积均≮32t2； ③ ≥b； ④ 扁钢（垂放）两端与罐壁间应采用双面
§6-1 风载荷的分布和计算
② 基本风压（或标准风压）W0
W0
V2
2g
V2 16
（6-1~2）
(P a 7m 60 ， m T 1 ℃ H 5 ， 空 g 气 1 .2容 k 2/g m 5 3 )重 f 5
混凝土抗风设计的原理与要点
混凝土抗风设计的原理与要点一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其设计和施工质量直接关系到建筑物的安全和使用寿命。
在建筑物的设计中，抗风设计是一项非常重要的工作。
因为建筑物受风荷载的影响较大，如果抗风设计不合理，则很容易导致建筑物倒塌或者损坏，给人们的生命和财产带来极大的危险。
因此，混凝土抗风设计在现代建筑设计中具有重要的地位。
二、混凝土抗风设计的原理1、抗风设计的基本原理抗风设计是指在风荷载作用下，建筑结构能够保持稳定的能力。
抗风设计的基本原理是通过合理的结构设计和材料选用，使建筑结构能够在风荷载作用下保持稳定，不发生破坏或者倒塌。
2、风荷载的计算原理风荷载是指风作用于建筑结构上所产生的荷载。
风荷载的计算原理是根据恒流场和变流场的原理来进行的。
恒流场是指在一段时间内风速和风向基本不变的情况下，风荷载的计算方法是按照静力学原理进行的。
变流场是指在一段时间内风速和风向存在明显变化的情况下，风荷载的计算方法是按照动力学原理进行的。
3、混凝土结构的抗风原理混凝土结构的抗风原理是通过合理的构造设计和选用合适的材料，使混凝土结构能够在风荷载作用下保持稳定。
混凝土结构的抗风原理主要包括以下几个方面：（1）强度原理：混凝土结构的强度是抗风的重要保证。
在混凝土结构的设计中，要保证混凝土强度符合设计要求，以保证混凝土结构在风荷载作用下不会发生破坏。
（2）刚度原理：混凝土结构的刚度也是抗风的重要保证。
在混凝土结构的设计中，要保证混凝土结构的刚度符合设计要求，以保证混凝土结构在风荷载作用下不会发生变形或者破坏。
（3）稳定性原理：混凝土结构的稳定性也是抗风的重要保证。
在混凝土结构的设计中，要保证混凝土结构的稳定性符合设计要求，以保证混凝土结构在风荷载作用下不会发生倒塌。
（4）减震原理：混凝土结构的减震能力也是抗风的重要保证。
在混凝土结构的设计中，要采用合适的减震措施，以减轻风荷载对建筑结构的影响，从而提高混凝土结构的抗风能力。
混凝土结构的抗风设计
混凝土结构的抗风设计引言：混凝土结构在现代建筑设计中起着至关重要的作用。
风是一种主要的自然力量，它对建筑物的安全性和稳定性有着巨大的影响。
因此，在混凝土结构设计过程中，抗风设计是非常重要的一环。
本文将探讨混凝土结构的抗风设计原理和方法，并介绍一些常用的设计规范。
一、风对混凝土结构的影响风是由大气运动引起的空气流动现象，具有惊人的威力。
在混凝土结构中，风对结构的影响主要体现在以下几个方面：1. 风荷载：风的作用会产生水平荷载，即风荷载，它会对建筑物施加压力，特别是对墙体、屋顶等立面结构的垂直表面产生较大压力。
2. 气流压力分布：在流体介质中，例如风，会产生静压和动压，对建筑物施加压力。
静压主要作用于建筑物表面，而动压则作用于建筑物各个方向的边缘区域。
3. 风振：风的振动频率可以与结构固有频率共振，使得结构产生共振振动，并且可能导致结构疲劳破坏。
二、抗风设计的基本原则在进行混凝土结构的抗风设计时，需要遵循以下几个基本原则：1. 定义设计风速：根据地理位置和气象资料，确定设计基准风速。
这是设计的起点，对结构的风荷载计算和抗风设计有着重要影响。
2. 考虑结构稳定性：抗风设计的首要考虑是结构的整体稳定性。
建筑物应具备足够的刚度和强度，以能够有效抵抗风荷载产生的压力。
3. 选择合适的结构形式：设计应综合考虑结构的外形、高度、重量等因素，选择适合的结构形式，以提供较佳的风荷载抵抗能力。
4. 强化连接与节点设计：风荷载会在结构的连接与节点处集中，因此需要设计合理的连接和节点细部，以确保结构的整体稳定性。
5. 考虑风振控制：对于高层建筑或其他易受风振影响的结构，需要进行风振分析，采用相应的控制措施，如阻尼器和减振器等，来减小结构产生共振振动的概率。
三、常用的抗风设计规范在混凝土结构的抗风设计中，有一些常用的规范和标准可以作为设计参考。
以下是国际上常用的两个规范：1. ACI 318：美国混凝土协会（American Concrete Institute）发布的混凝土结构设计规范，其中包括了关于风荷载计算和抗风设计的规定。
建筑抗风设计
建筑抗风设计随着建筑技术的不断发展，建筑物在面对自然灾害，如台风和龙卷风等风灾时需要具备一定的抗风能力。
建筑抗风设计成为了建筑领域中的重要课题之一。
本文将探讨建筑抗风设计的原则、方法以及在不同类型建筑中的应用。
一、抗风设计原则建筑抗风设计的基本原则是确保建筑物在强风环境下的安全可靠。
以下是四个基本原则：1.结构稳定性：建筑物应具备足够的刚度和稳定性，以抵御风力的作用。
这可以通过选择和布局适当的结构材料和构件来实现。
2.气动稳定性：适当的建筑造型和外形设计可以降低风阻力，减少对建筑物的风力作用。
建筑物的较佳气动性能可以通过模型试验和数值模拟等手段来研究和优化。
3.连接和固定：建筑物的各个部分和构件之间的连接和固定必须足够强固，以确保整体结构的完整性和稳定性。
合适的连接方式可以通过经验和实践来确定。
4.材料选择：建筑材料的选择和使用应符合抗风的要求。
例如，在抗风建筑中，钢材和混凝土多用于结构和柱基建设，以增强整体抗风能力。
二、抗风设计方法下面是几种常见的建筑抗风设计方法：1.风洞试验：通过风洞试验，可以模拟实际风场并测试建筑物的抗风性能。
风洞试验可以提供关于风荷载和结构响应的详细数据，为设计提供依据。
2.数值模拟：利用计算流体力学（CFD）等数值模拟方法，可以对建筑物在不同风速下的气动性能进行模拟和分析。
数值模拟可以辅助风洞试验并提供更全面的设计信息。
3.结构优化：根据风压分布和结构参数，使用结构优化方法对建筑物进行重新设计，以提高抗风性能。
这可以通过增加结构材料的强度或调整构件和连接方式来实现。
4.风阻器和缓冲设施：在建筑物的设计中，可以引入风阻器和缓冲设施，以减少风力对建筑物的作用。
这包括设置遮挡物、风险缓冲区和减震装置等。
三、建筑抗风设计的应用建筑抗风设计广泛应用于各种类型的建筑物中。
下面是几个不同类型建筑的抗风设计应用示例：1.高层建筑：高层建筑由于自身的高度和结构特点，需要考虑更严格的抗风设计要求。
建筑抗风设计确保建筑结构抗风能力的关键技术
建筑抗风设计确保建筑结构抗风能力的关键技术建筑抗风设计是确保建筑结构在受到强风袭击时能够保持稳定和安全的重要技术。
随着气候变化和城市化的发展，建筑所面临的风险也越来越大。
因此，探索和应用关键的抗风设计技术对于建筑行业来说至关重要。
本文将讨论建筑抗风设计的关键技术，其中包括风荷载计算、结构设计和材料选择等。
一、风荷载计算在进行建筑抗风设计之前，首先需要进行风荷载计算，以确定建筑物所面临的风荷载大小。
风荷载是指风对建筑物表面产生的压力和扭矩。
准确计算和预测风荷载对于设计建筑结构的合理尺寸和强度至关重要。
风荷载计算需要考虑多种因素，包括地理位置、建筑高度、建筑形状和风速等。
其中，地理位置对风速和风向的影响非常重要。
风速是确定风荷载的关键因素之一，需要根据地理位置的气象数据进行测算。
建筑高度越高，受到的风力就越大，因此在计算风荷载时需要考虑建筑高度因素。
二、结构设计结构设计是建筑抗风设计的另一个关键技术。
在抗风设计中，结构需要具备足够的刚度和强度，以抵抗风力的作用。
合理的结构设计可以确保建筑物在强风环境中保持稳定和安全。
在结构设计中，需要考虑建筑物的整体稳定性和抗风能力。
合理的结构布局和梁柱的合适分布可以提升建筑的整体稳定性。
此外，使用适当的结构形式，比如框架结构、筒体结构和承重墙等，可以提供更好的抗风能力。
三、材料选择材料的选择对于建筑抗风设计同样至关重要。
适用的材料可以提供建筑物所需的强度和刚度，从而提高其抗风能力。
常见的抗风材料包括高强度混凝土、钢材和复合材料等。
这些材料具有较高的抗拉强度和抗弯刚度，适用于抵抗风力的冲击。
此外，在材料选择过程中还应考虑材料的耐久性和耐腐蚀性。
由于气候条件和环境因素的不同，建筑物所受到的风速和湿度也会有所变化。
因此，选择具有耐候性和耐腐蚀性的材料可以有效延长建筑物的使用寿命。
结论建筑抗风设计是确保建筑结构抗风能力的关键技术。
风荷载计算、结构设计和材料选择是三个主要方面。
第6章抗风设计解析
§6-2 抗风圈的设计和计算
P0—罐壁驻点线上单位弧长的风载荷，kgf/cm，由
风洞试验得出： P0 0.8P 1 0.8H / 2 0.32P 1H ；
H——罐壁总高，cm； P1——设计风压，kgf/cm2， P1 K1 K z W0 ＝70kgf/m2。 将上述数据代入 Wz
Wz
M max
式中 [σ]—材料的许用应力，kgf/cm2，考虑到载荷属 于非经常性的最不利情况，且应力是弯曲应力，故 取[σ]＝0.9σs;
Mmax—圆拱的跨中弯矩，kgf-cm， M max
P0 D 2 2 2 1 4
;
θ—圆拱对应的圆心角，θ＝60°＝1.047弧度；
罐壁
A-A
换系数K2，使其折合成3s的瞬时风压。
§6-1 风载荷的分布和计算
⑵对固定顶罐如拱顶罐（无风的p
（6-4）
式中 K3——呼吸阀开启滞后系数，一般取1.2；
p——呼吸阀负压起跳压力，kgf/m2。
⑶对内浮顶罐（无风的吸力和罐内负压），则：
最大平均风压↑；
② 世界各国时距：60、20、10、5、1min（我国为 10min，故不能直接套用别国的标准风压值）。 ③ 设计罐时应以瞬时风速或风压为依据：油罐在运行 中，当某一瞬间的风压＝Pcr时，它可能被吹瘪。 ④ 瞬时风速：时距为3秒钟的Vmax，目前我国主要城
市的基本风压都是10分钟内的Vmax ，故需乘以转
＝5mm，角钢的最小尺寸为63×6。
⑵ 抗风圈兼作走台时，其最小宽度b为600mm（图6-
2），并应在外侧设置栏杆；抗风圈上表面不应有
影响行走的障碍。
b b1 支承架
⑶腹板洞口结构： ① BB、CC、DD截面均须满足Wmin≥Wz； ② 任一加强件的截面积均≮32t2； ③ bmin≥b； ④ 扁钢（垂放）两端与罐壁间应采用双面 满角焊，并与罐壁加强件焊接成整体。
混凝土结构抗风设计原理
混凝土结构抗风设计原理混凝土结构抗风设计原理混凝土结构是一种常用的建筑结构，能够承受多种不同的荷载，包括自重、活载、静载和动载等。
在建筑中，风荷载是一种非常重要的荷载，尤其对高层建筑而言，其影响更加显著。
因此，混凝土结构抗风设计是建筑设计中必不可少的一部分。
本文将从风荷载的特点、混凝土结构的受力机理和影响因素、抗风设计的基本原则和方法等几个方面进行详细介绍。
一、风荷载的特点风荷载是指由于风的作用而产生的结构荷载，主要有两种类型：侧向风荷载和吸力风荷载。
侧向风荷载是指风向垂直于结构的荷载，主要作用于建筑物的侧面；吸力风荷载是指风方向平行于结构面的荷载，主要作用于建筑物的顶面和底面。
风荷载的大小和方向取决于风的速度、密度、流向和结构的形状、高度、表面粗糙度等因素。
二、混凝土结构的受力机理和影响因素混凝土结构的受力机理可以分为直接应力和间接应力两种类型。
直接应力是指荷载直接作用于结构的表面，如重力荷载、风荷载等；间接应力是指荷载通过结构传递到基础和地基中，再由地基将荷载传递到周围的土壤中。
混凝土结构的抗风能力受多种因素的影响，包括结构形状、高度、刚度、强度、材料和连接方式等。
三、抗风设计的基本原则和方法1. 结构的抗风能力应符合设计规范的要求，并考虑到结构的实际使用情况和风荷载的随机性。
2. 结构应采用适当的形状和截面尺寸，以增加结构的稳定性和刚度。
3. 结构应采用适当的材料和强度等级，以提高结构的抗风能力。
4. 结构应采用适当的连接方式，以确保结构的整体性和稳定性。
5. 结构应采用适当的防护和加固措施，以提高结构的耐风性能。
抗风设计的方法主要包括风荷载计算、结构分析和设计、结构检验和验收等几个方面。
风荷载计算是抗风设计的重要前提，需要考虑到风荷载的大小和方向、结构的形状和高度、地形和地貌等因素。
结构分析和设计需要采用适当的分析方法和工具，如有限元分析、计算机模拟等。
结构检验和验收主要是对结构的抗风能力进行检验和评估，包括结构的稳定性、刚度、变形和破坏等方面。
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P K1K 2 K zW0
（6-3）
式中 K1——罐体体型系数，可取K1＝1.5；
Kz——高度变化系数（表6-1）， GB500092001是以离地10m为基准的，离地面越高，风
压越大；
K2——转换系数，可取K2＝2.25。
§6-1 风载荷的分布和计算
§6-1 风载荷的分布和计算
① 时距：测量最大平均风压的时间间隔。时距↓， 最大平均风压↑；
§6-1 风载荷的分布和计算
⑵对固定顶罐如拱顶罐（无风的吸力、但有罐内负 压），则：
P K2KzW0 K3 p
（6-4）
式中 K3——呼吸阀开启滞后系数，一般取1.2；
p——呼吸阀负压起跳压力，kgf/m2。
⑶对内浮顶罐（无风的吸力和罐内负压），则：
P K 2 K zW0
（6-5）
§6-2 抗风圈的设计和计算
扁钢或角
A-A
钢加强件
走台
bmin b
bmin
构件a应延伸到bmin
图6-2 抗风圈结构
盘梯洞口
§6-2 抗风圈的设计和计算
⑷ 当抗风圈有可能积存液体时，应开设适当数量的排 液孔，即“泪孔”。
罐
贮罐的风压
外
分布规律是
壁 风
60°
吸力
研究罐壁稳
压
定性的最原
分 布
驻点
压力（约20°范 始数据。
围内≈W0）
风向
§6-1 风载荷的分布和计算
罐 壁 中 部 环K 向 风 压 分 布
1 2
3
1—外壁：局部正压
2—内壁：全为负压
3—1-2：分布不均， 理论上无法计算罐壁 的临界压力，故假设 风压为均匀外压，但 风洞实验表明该假设 偏于安全。
§6-1 风载荷的分布和计算
② 基本风压（或标准风压）W0
W0
V 2
2a 760mmHg ，T 15℃ ，空气容重 1.2255kgf / m3 )
由此可见，T↓、ω↑、W0↑；在高原ω↓、W0↓;空气湿 度↑、 ω↑、W0↑。
§6-1 风载荷的分布和计算
● 风载荷对敞口罐的作用（假设风压沿罐壁四周是均布的）
§6-1 风载荷的分布和计算
驻
Lmin
点
线
1—外壁风压
上
1
2 2—内壁风压
内
外
敞口罐驻点处的实际风压：
壁
外压W0+内壁吸力0.5W0＝
风
1.5W0 ；系数1.5称为体型
压
系数，用K1表示。
分
布
K
§6-1 风载荷的分布和计算
● 设计风压的计算（应考虑风压和罐内负压） ⑴对敞口罐如浮顶罐（有风的吸力），则：
H——罐壁总高，cm；
P1——设计风压，kgf/cm2， P1 K1 K z W0 ，其中 K1＝1.5，Kz＝1.15（取离地15米高处的值），W0 ＝70kgf/m2。
将上述数据代入 Wz M得m：ax
Wz 0.058 D 2 H
（6-6）
§6-2 抗风圈的设计和计算
若建罐地区的基本风压W0>70kgf/m2（如少数沿海地
取[σ]＝0.9σs;
Mmax—圆拱的跨中弯矩，kgf-cm，
M max
P0 D2
2 2
1 4
;
θ—圆拱对应的圆心角，θ＝60°＝1.047弧度；
§6-2 抗风圈的设计和计算
P0—罐壁驻点线上单位弧长的风载荷，kgf/cm，由 风洞试验得出： P0 0.8P1 0.8H / 2 0.32 P1H ；
3、了解立式圆柱形油罐罐壁的稳定性及 防止失稳的措施，掌握加强圈的设计 及相关尺寸的计算。
引言
历史上曾发生过一些油罐罐壁被风吹瘪 的事故，这种破坏虽然并不意味着油罐全部 报废，但维修费用很高。因此，不仅要考虑 油罐的强度问题，而且要考虑在风压作用下 的稳定问题。如何保证大型贮罐在风压和负 压或者两者同时作用下的问题已引起了人们 的高度重视。
● 抗风圈的作用及位置 ⑴ 作用：浮顶罐无固定顶盖，为使其在风载作用下保
持上口圆度，以维持其整体形状；此外，还可兼作 平台走道。 ⑵ 位置：抗风圈一般设在距罐顶端1m左右的外壁上。
§6-2 抗风圈的设计和计算
● 抗风圈满足强度要求所必需的最小截面系数Wz
Wz
M max
式中 [σ]—材料的许用应力，kgf/cm2，考虑到载荷属 于非经常性的最不利情况，且应力是弯曲应力，故
② 世界各国时距：60、20、10、5、1min（我国为 10min，故不能直接套用别国的标准风压值）。
③ 设计罐时应以瞬时风速或风压为依据：油罐在运行 中，当某一瞬间的风压＝Pcr时，它可能被吹瘪。
④ 瞬时风速：时距为3秒钟的Vmax，目前我国主要城 市的基本风压都是10分钟内的Vmax ，故需乘以转 换系数K2，使其折合成3s的瞬时风压。
⑴ 抗风圈的外周边可以是圆形或多边形；抗风圈可 采用型钢或型钢与钢板的组合件制成，钢板的tmin ＝5mm，角钢的最小尺寸为63×6。
⑵ 抗风圈兼作走台时，其最小宽度b为600mm（图62），并应在外侧设置栏杆；抗风圈上表面不应有 影响行走的障碍。
罐壁
b b1
支承架
⑶腹板洞口结构： ① BB、CC、DD截面均须满足Wmin≥Wz； ② 任一加强件的截面积均≮32t2； ③ bmin≥b； ④ 扁钢（垂放）两端与罐壁间应采用双面 满角焊，并与罐壁加强件焊接成整体。
● 风压的计算
① 风速的确定
据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规 定，我国的标准风速是以一般平坦地区，离地面10 米高，30年一遇的10分钟平均最大风速为依据的。 因此，风速资料来源于气象部门的历史记载。如涪 江跨越管道工程在设计时考虑了江油此前近几十年 来的风速记录，在广州和贵阳等地设有风速与风压 观测站。
区），应将上述结果再乘以W0/70，即：
Wz
0.058D 2 H
W0 70
选择抗风圈截面时，应满足的条件：
Wmin≥Wz
式中 Wmin—实际采用抗风圈的最小截面系数，计算时 应计入抗风圈上、下两侧各16ts范围内的罐壁截面积 （当罐壁加有腐蚀裕量时，计算时应扣除）。
§6-2 抗风圈的设计和计算
● 抗风圈的结构要求
教学内容
第六章 立式钢油罐的抗风设计
§6-1 风载荷的分布和计算 §6-2 抗风圈的设计和计算 §6-3 加强圈的设计和计算
教学目标
1、掌握风压的计算，理解并熟悉风载荷 对罐的作用，掌握设计风压的计算；
2、了解抗风圈的结构要求，熟悉抗风圈 的作用及位置，会计算抗风圈所需的 最小截面系数及抗风圈下支托的最大 间距；