风振系数及其计算取值
地震作用和风荷载计算
风荷载作用下 Fek 11.63 21.19 22.85 26.01 31.70 30.14 楼层 5 4 3 2 1 -1 Fek 30.14 31.70 26.01 22.85 21.19 11.63 Vi 30.14 61.84 87.85 110.7 131.89 143.52 D(边柱） 22956.05 22956.05 22956.05 23503.709 20186.335 34034.194
各层楼面处集中风荷载标准值 风压高度变化系数 风振系数 风荷载体型系数 基本风压 h下 h上 1 1.015 1.3 0.45 0.45 1 1.073 1.3 0.45 3.9 1 1.206 1.3 0.45 3.6 1.04 1.320 1.3 0.45 3.6 1.13 1.480 1.3 0.45 3.6 1.21 1.577 1.3 0.45 3.6 3.9 3.6 3.6 3.6 3.6 1.2
风荷载作用下6轴框架各层柱轴力计算表 CD跨梁端剪力 边柱轴力 B轴或E轴中柱轴力 C轴或D轴中柱轴力 Vb N N N 2.31 2.57 0.32 -0.57 5.34 8.21 1.34 -1.90 8.31 16.73 3.19 -3.96 11.43 28.70 5.48 -6.79 13.69 43.13 8.52 -10.56 14.14 58.08 11.60 -14.46
风荷载作用下6轴框架各层柱轴力 CD跨 V 2.31 5.34 8.31 11.43 13.69 14.14 层次 5 4 3 2 1 -1 AB或EF跨梁端剪力 BC或DE跨梁端剪力 Vb Vb 2.57 2.89 5.64 6.66 8.52 10.37 11.97 14.26 14.42 1数计算表 Bz 0.017 0.082 0.232 0.360 0.541 0.650 R 0.779 0.779 0.779 0.779 0.779 0.779 gI 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 风振系数 1.015 1.073 1.206 1.320 1.480 1.577 楼层 -1 1 2 3 4 5 h 0.45 4.35 7.95 11.55 15.15 18.75
风振系数及其计算取值
风振系数及其计算取值 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT风振系数及其计算取值科技名词定义中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。
此时风压应再乘以风振系数βz。
风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。
应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科）风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。
通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。
平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。
对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。
目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。
当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。
（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。
对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。
但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。
阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。
门式钢架也只需要考虑阵风系数。
但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。
而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。
这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。
）《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。
对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。
高层建筑风振加速度计算、计算案例、风振控制系统性能参数的确定
(A.1.3)
式中：
——迎风面体型系数；
——背风面体型系数；
【条文说明】根据广东省《建筑结构荷载规范》（DBJ 15-101-2014），对于高度超过45m的矩形截面高层建筑，迎风面及背风面体型系数可按下表取值：
D/B
≤1
1.2
2
≥4
迎风面体型系数
+0.8
背风面体型系数
-0.6
-0.5
-0.4
空气密度 也可根据所在地的海拔高度按下式近似估算：
式中： ——海拔高度（m）；
当取 时，式（A.1.1-2）可以转换为：
将上式代入式（A.1.1-1）可得：
A.1.2
(A.1.2)
式中：
——顺风向一阶频率（Hz），可按照《建筑结构荷载规范》（DBJ 15-101-2014）附录F.2近似确定；
【条文说明】峰值因子为与结构自振频率相关的量，根据本公式计算高层结构周期1～7s时对应的加速度峰值因子数值介于3.18～3.74之间，大于国标标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）和广东省《建筑结构荷载规范》（DBJ 15-101-2014）峰值因子2.5。
——湍流尺度 在参考高度H处的值（m）；
——建筑顶部H处风速（m/s），按本规程式（A.1.1-2）计算；
——迎风面宽度（m）；
——建筑顶部高度（m）。
A.1.7
(A.1.7)
式中：
——楼层总数；
——第 层质量（kg）；
——第 层顺风向一阶振型系数。
【条文说明】当无法获得实际振型系数 、 、 时，可取 进行计算，其中 为 层高度。
附录A
1 顺风向风振加速度计算
A.1.1
(A.1.1-1)
风荷载取值
3、1、3 风荷载建筑物受到得风荷载作用大小,与建筑物所处得地理位置、建筑物得形状与高度等多种因素有关,具体计算按照《荷载规范》第7章执行。
1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上得风荷载标准值W K ,按照公式(3、1-2)计算:βz ——高度Z 处得风振系数,主要就是考虑风作用得不规则性,按照《荷载规范》7、4要求取值。
多层建筑,建筑物高度＜30m,风振系数近似取１。
(1)风荷载体型系数µS风荷载体型系数,不但与建筑物得平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成得角度有关,而且还与建筑物得立面处理、周围建筑物得密集程度与高低等因素有关,一般按照《荷载规表3、1、10 建筑物体型系数取值表注1:当计算重要且复杂得建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算得建筑物,风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。
注4:当多栋或群集得建筑物相互间距离较近时,宜考虑风力相互干扰得群体作用效应。
一般可将单体建筑得体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件得试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定。
注3:檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件,计算局部上浮风荷载作用时,体型系数不宜小于2、0。
注4:验算表面围护结构及其连接得强度时,应按照《荷载规范》7、3、3规定,采用局部W W z s z k μμβ=)21.3(-风压力体型系数。
(2)风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数,主要就是考虑建筑物随着高度得增加风荷载得增大作用。
对于位于平坦或稍有起伏地形上得建筑物,其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7、2要求选用,表3、1、11中列出了常用风压高度变化系数得取值要求。
表3、1、11 风压高度变化系数A类:近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类:田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏得乡镇与城市郊区;C类:有密集建筑群得城市市区;D类:有密集建筑群与且房屋较高得城市市区。
3-第二章 风振系数计算
第2章 风振系数计算2.1 引言在随机脉动风压的作用下，高耸结构会产生随机振动，除了顺风向的风振响应外，结构还会产生横风向的风振响应。
但在通常情况下，对于非圆截面，顺风向风振响应占据主要地位，对于一般的塔架结构，可以忽略横风向共振的作用[13]。
因此，本章主要研究输电塔结构在随机风荷载作用下的顺风向风振系数的计算。
作用于结构物上的脉动风荷载对结构产生的动力响应与结构物本身的动力特性有关。
当结构物刚性很强时，由脉动风所引起的结构物风振惯性力并不明显，可以略去，但需要考虑由脉动风所引起的瞬时阵风荷载；当结构物刚性较弱即为柔性结构时，除静力风荷载()z ω外，还应计及风振惯性力的大小，即风振动力荷载。
如果风振动力荷载用(,)d z t ω表示，则柔性结构物的总风荷载(,)W z t 表达如下[4]：(,)()(,)d W z t z z t ωω=+ （2－1）工程计算中，常采用集中风荷载的表达式，则式（2－1）改写为()()()c d P z P z P z =+ （2－2a ）或i c id P P P =+ （2－2b ） 式中，()P z ，i P —— 顺风向z 高度处第i 点的总风荷载（kN ）；()c P z ，ci P —— 顺风向z 高度处i 点总静力风荷载（kN ）； ()d P z ，di P ——顺风向z 高度处i 点风振动力荷载（kN ），其中()()d d z P z z A ω=，或()()d i d i iP z zA ω=。
在这里，()z i A A 为z 高度（第i 点）处相关的迎风面竖向投影面积（m 2）。
本章下面将讨论风振动力荷载的计算原理和表达式，以及可在实际输电塔设计中应用的风振系数的计算方法。
2.2 顺风向风振系数的计算方法2.2.1结构风振随机振动理论[4][10][7]风荷载是输电塔结构的各类荷载中起主要作用的荷载，由静、动两部分风荷载组成，动力风荷载即脉动风是一种随机动力干扰，引起结构的振动。
第6-讲风荷载(二)-2
10
90
1.4679
1.121
1.3
0.7
134.7678
横风向风振-涡激共振的产生
一、横风向风振的产生原因
横风向风振是由于不稳定的空气动力作用造成 横风向风振与结构的截面形状和雷诺数有关
二、雷诺数的定义
空气流动过程中惯性力与粘性力之比，雷诺数相同流体的动
力特性相似
Re v2 D2 vD vD v D2 D
H1
H
(
vcr
1
)
vH
100( 32.59)1/0.16 42.87
18.02m
H2
H
(1.3vcr
1
)
v0
10(1.332.59)1/0.16 29.67
92.67m
一般情况下取H2=H，即该烟囱共振区范围为18.02~100m。
横风向风振-横风向风振验算
（4）强风共振等效风荷载 跨临界强风共振引起在Z高度处第1阵型的等效风荷载可由下列公式确定：
跨临界强风共振引起在z高度处阵型j的等效风荷载可由下列公式计算。
v
2 /12800
czj
j cr zj
j
λj-计算系数，按附表采用，φzj-在Z高度处结构的j阵型系数由附表确定。 ξj-第j阵型的阻尼比,对于第一阵型,钢结构去0.01,混凝土结构取0.05; 对高阵型的阻尼比,若无实测资料,可近似按第1阵型的值取用.
0.2065 0.3101 0.3879 0.4628 0.5381 0.6144 0.6918 0.7729 0.8570 1.0000
1.1463 1.2198 1.2749 1.3057 1.327 1.3510 1.3718 1.3947 1.4185 1.4679
3-第二章 风振系数计算
第2章风振系数计算2.1 引言在随机脉动风压的作用下，高耸结构会产生随机振动，除了顺风向的风振响应外，结构还会产生横风向的风振响应。
但在通常情况下，对于非圆截面，顺风向风振响应占据主要地位，对于一般的塔架结构，可以忽略横风向共振的作用[13]。
因此，本章主要研究输电塔结构在随机风荷载作用下的顺风向风振系数的计算。
作用于结构物上的脉动风荷载对结构产生的动力响应与结构物本身的动力特性有关。
当结构物刚性很强时，由脉动风所引起的结构物风振惯性力并不明显，可以略去，但需要考虑由脉动风所引起的瞬时阵风荷载；当结构物刚性较外，还应计及风振惯性力的大小，即风弱即为柔性结构时，除静力风荷载()z振动力荷载。
如果风振动力荷载用(,)d z t ω表示，则柔性结构物的总风荷载(,)W z t 表达如下[4]：(,)()(,)d W z t z z t ωω=+ （2－1）工程计算中，常采用集中风荷载的表达式，则式（2－1）改写为()()()c d P z P z P z =+ （2－2a ）或i c id P P P =+ （2－2b ） 式中，()P z ，i P —— 顺风向z 高度处第i 点的总风荷载（kN ）；()c P z ，ci P —— 顺风向z 高度处i 点总静力风荷载（kN ）； ()d P z ，di P ——顺风向z 高度处i 点风振动力荷载（kN ），其中()()d d z P z z A ω=，或()()d i d i iP z zA ω=。
在这里，()z i A A 为z 高度（第i 点）处相关的迎风面竖向投影面积（m 2）。
本章下面将讨论风振动力荷载的计算原理和表达式，以及可在实际输电塔设计中应用的风振系数的计算方法。
2.2 顺风向风振系数的计算方法2.2.1结构风振随机振动理论[4][10][7]风荷载是输电塔结构的各类荷载中起主要作用的荷载，由静、动两部分风荷载组成，动力风荷载即脉动风是一种随机动力干扰，引起结构的振动。
风振系数及其计算取值
风振系数及其计算取值科技名词定义中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用;此时风压应再乘以风振系数βz;风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关; 应用学科：资源科技一级学科；气候资源学二级学科风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的,风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变;通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压,实际风压是在平均风压上下波动的;平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动;对于高度较大,刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,在设计中必须考虑;目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应,在风压值上乘以风振系数;当房屋高度大于30m、高宽比大于时,以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构,均考虑风振; PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑,可以不考虑脉动风压影响,此时风振系数取βz=;对于低矮、刚度比较大的结构,脉动风压引起的结构振动效应比较小,一般不需要考虑脉动风振作用,而仅考虑平均风压作用;但是为了考虑脉动风压的影响,还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数;阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数,即脉动风压的变异效应; 门式钢架也只需要考虑阵风系数;但是门式钢架规程中没有采用阵风系数;而参照美国的规范弄的,这个规范里的体型系数也是参考美国的,规程中解释已经考虑了阵风系数;这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样;建筑结构荷载规范GB5009-2001在计算风荷载时提到了这两个系数,但是在结合实际工程使用中,结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风;对应地,风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用;平均风的作用可用静力方法计算,而脉动风是随机荷载,它引起结构的振动,一般采用随机振动理论对其振动进行分析; 风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值;阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数,一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值;风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数,具体如何取值只能参考以往的相关类似工程;对于屋盖结构如大跨度的看台不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数;对于风振系数βz,中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数,即取βz＝1;对于阵风系数βgz,中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的,但低矮房屋是否合适,仍需通过今后的设计和科研实践给以完善;门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002提供的风荷载计算,是根据美国有关设计手册中的试验资料确定,更能符合实际,不妨按此参考执行;风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数;阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数;。
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风振系数及其计算取值
科技名词定义
中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。
此时风压应再乘以风振系数βz。
风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。
应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科）
风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。
通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。
平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。
对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。
目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。
当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。
（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。
对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。
但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。
阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。
门式钢架也只需要考虑阵风系数。
但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。
而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。
这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。
）
《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。
对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。
平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。
风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。
阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值。
风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。
对于屋盖结构（如大跨度的看台）不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。
对于风振系数βz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数，即取βz＝1。
对于阵风系数βgz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的，但低矮房屋是否合适，仍需通过今后的设计和科研实践给以完善。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：2002）提供的风荷载计算，是根据美国有关设计手册中的试验资料确定，更能符合实际，不妨按此参考执行。
风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数。
阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数。