风荷载计算
风荷载计算
一、集热器风荷载1、集热器受力分析集热器最大受风面积为集热面外形面积：S＝1.93×2.45×sin45°＝3.207m2受力分析如下图：根据《建筑结构荷载规范》GB50009－2001，取酒泉地区重现期50年的风压0.55kN/㎡即550N/㎡计算，则最不利情况是集热器无水且吹北风时（因为有水时，重力增大有利于集热器抗风），此时受风力为F风=500N/㎡×3.207㎡=1603.54N当集热器处于平衡状态时，由以上受力分析列出F风x+G x=N xF风y+N y= G y其中G＝118.18kg×9.8N/kg＝1158.164NF风x＝F风cos45°＝1603.54N×0.707＝1133.85NF风y＝F风sin45°＝1603.54N×0.707＝1133.85NG x＝Gsin45°＝1158.164N×0.707=818.82 NG y＝Gcos45°＝1158.164N×0.707=818.82 N+G x＝1133.85N +818.82 N＝1952.67N则：N x＝F风xN y＝G y—F风y＝1133.85N—818.82 N＝315.03N由上述数据知：a、N y>0，说明在Y方向集热器还是受到钢结构的支撑力，即螺拴还没有受到拉力，故不需要校核螺拴的抗拉强度b 、沿X 方向，螺拴受剪切力为： F ＝1952.67N /18＝108.48N 采用的是Ф8的螺拴，截面积： A ＝π（2d ）2＝50.24×10-6㎡ 螺拴受到的剪切力： τ＝A F ＝26-1050.2448.108mN ＝2.16MPa 性能等级代号为3.6（最低）的螺拴能承受的最大剪应力 安全系数S ＝2.16MPa90MPa ＝41.67 可见，集热器受到的风荷载影响极小。
风荷载计算办法与步骤
12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所受的风荷载。
2.1风向垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（基本风压50年一遇³，单位为kN/m2。
也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。
2.2.32.2.4风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。
规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。
2.2.6风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面；（5）未述事项详见相应规范。
2）群体风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于米且高宽比的房屋，以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。
且可忽略扭转的可按下式计算：○1g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下：○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下：为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；为地面粗糙修正系数，取值如下：可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用下列公式近似计算：○3脉动风荷载的背景分量因子，对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑，计算方法如下：、为系数，按下表取值：为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度≤2H，H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。
风荷载计算算例
.风荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规范，风荷载的计算公式为：0k z s z w u u βω= （）s u ——体型系数z u ——风压高度变化系数z β——风振系数0ω——基本风压k w ——风荷载标准值体型系数s u 根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》项次30，迎风面体型系数（压风指向建筑物内侧），背风面（吸风指向建筑外侧面），侧风面（吸风指向建筑外侧面）。
风压高度变化系数z u 根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表确定。
本工程结构顶端高度为+=米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范条地面粗糙度为B 类。
由表高度90米和100米处的B 类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为和。
则米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为：对于高度大于30m 且高宽比大于的房屋，以及基本自振周期T1大于的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。
本工程30层钢结构建筑。
基本周期估算为()1T =0.10~0.15n=3.0~4.5s ，应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响，并由下式计算：1012Z z gI B β=+ （）式中：g ——峰值因子，可取10I ——10m 高度名义湍流强度，对应ABC 和D 类地面粗糙，可分别取、、和；R ——脉动风荷载的共振分量因子z B ——脉动风荷载的背景分量因子脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算：式中：1f ——结构第1阶自振频率（Hz ）w k ——地面粗糙度修正系数，对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙，可分别取、、和； 1ζ——结构阻尼比，对钢结构可取，对有填充墙的钢结构房屋可取，对钢筋混凝土及砌体结构可取，对其他结构可根据工程经验确定。
经过etabs 软件分析，结构自振周期1 4.67f s =脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定：式中：1()z φ——结构第1阶振型系数H ——结构总高度（m ），对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不能大于300m 、350m 、450m 和550m ；x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数；z ρ——脉动风荷载竖向方向相关系数；k 、1α——脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定：（1）竖直方向的相关系数可按下式计算：式中：H ——结构总高度（m ）；对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不应大于300m 、350m 、450m 和550m ；（2） 水平方向相关系数可按下式计算：式中：B ——结构迎风面宽度（m ），2B H ≤。
导线风荷载计算公式
导线风荷载计算公式导线在受到风力作用时会产生风荷载，导线的风荷载是指单位长度上单位宽度的导线所受到的风力大小。
导线风荷载的计算是工程设计中的重要内容之一，具有一定的复杂性。
本文将介绍一些常用的导线风荷载计算公式。
一、简化拟静力法简化拟静力法是一种简化的计算导线风荷载的方法，适用于导线的挠度较小的情况。
该方法的基本原理是将导线视为一条"紧绷弦"，在考虑了导线自重和风压力的作用后，通过静力平衡求解导线的挠度和张力。
导线的风荷载公式如下：Fw=0.5*ρ*V^2*Cd*A其中，Fw为单位长度上单位宽度的导线所受到的风荷载；ρ为空气密度；V为风速；Cd为风阻系数；A为单位长度上的导线风面积。
上述公式中的风阻系数Cd是根据导线的尺寸和形状以及风向等因素来确定的，需要参考相关的风洞试验数据进行计算。
导线风面积A则是导线在单位长度上与风相对的面积。
二、实测拟静力法实测拟静力法是通过对导线的实际测量数据进行分析和计算，确定导线的风荷载。
该方法要基于大量的实测数据，并结合导线的结构特点和风洞实验数据，通过统计分析等方法获得导线在不同风速下的风荷载。
实测拟静力法中的计算公式相对来说较为复杂，需要考虑导线的综合力学特性，如导线的弯曲刚度、拉伸刚度、弹性变形等。
其中，导线在风荷载作用下的挠度和张力是重要的计算参数。
三、动力法动力法是一种较为严格和精确的导线风荷载计算方法，适用于导线的挠度较大的情况。
该方法基于动力学理论，通过对导线的振动特性进行分析和计算，获得导线的风荷载。
动力法的计算包括了对导线的自振频率、模态形状、阻尼特性等方面的考虑。
其中，导线的自振频率是导线的重要特性参数，可以通过对导线的物理性质和几何形状进行反复试验来确定。
需要注意的是，导线风荷载的计算还需要综合考虑导线的材料强度、电气性能、安全系数等因素。
在实际工程中，一般会采用多种方法相互印证，综合考虑导线的各种因素，确保设计的准确性和安全性。
如何计算风荷载
如何计算风荷载风指的是从高压区向低压区流动的空气，它流动的方向大部分时候是水平的。
[1] 强风具有很大的破坏力，因为它们会对建筑物表面施加压力。
这种压力的强度就是风荷载。
风的影响取决于建筑物的大小和形状。
为了设计和建造更加安全、抗风能力更强的建筑物，以及在建筑物顶部安放天线等物体，计算风荷载很有必要。
方法1用通用公式计算风荷载1 了解通用公式。
风荷载的通用公式是 F = A x P x Cd，其中 F是力或风荷载， A是物体的受力面积， P是风压，而 Cd是阻力系数。
[2] 这个公式在估算特定物体的风荷载时非常有用，但无法满足规划新建筑的建筑规范要求。
2 得出受力面积 A。
它是承受风吹的二维面面积。
[3] 为了进行全面分析，你得对建筑物的每个面各做一次计算。
比如，如果建筑物西侧面的面积为20m2，那就把这个值代入公式中的 A，来计算西侧面的风荷载。
计算面积的公式取决于面的形状。
计算平坦壁面的面积时，可以使用公式面积 = 长 x 高。
公式面积 = 直径 x 高度可以算出圆柱面面积的近似值。
使用国际单位计算时，面积 A应该使用平方米（m2）作为单位。
使用英制单位计算时，面积 A应该使用平方英尺（ft2）作为单位。
3 计算风压。
使用英制单位（磅/平方英尺）时，风压P的简单公式为P =0.00256V^{2}，其中 V是风速，单位为英里/小时（mph）。
[4] 而使用国际单位（牛/平方米）时，公式会变成P = 0.613V^{2}，其中 V的单位是米/秒。
[5]这个公式是基于美国土木工程师协会的规范。
系数0.00256是根据空气密度和重力加速度的典型值计算得出的。
[6]工程师会考虑周围地形和建筑类型等因素，使用更精确的公式。
你可以在ASCE规范7-05中查找公式，或使用下文的UBC公式。
如果你不确定风速是多少，可以查询美国电子工业协会（EIA）标准或其他相关标准，找到你们当地的最高风速。
比如，美国大部分地区都是A级区，最大风速为86.6 mph，但沿海地区可能位于B级区或C级区，前者的最大风速为100 mph，后者为111.8 mph。
风荷载计算方法与步骤
1 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所受的风荷载。
1.1 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ωk （KN/m ²）按下式计算：ωk =βz μs μz ω0风荷载标准值（kN/m 2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压1.1.1 基本风压ω0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年一遇的最大值确定的风速v 0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。
按公式 ω0=12ρv 02确定数值大小，但不得小于0.3kN/m 2，其中ρ的单位为t/m ³，ω0单位为kN/m 2。
也可以用公式ω0=11600v 02计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。
1.1.2 风压高度变化系数μZ风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。
规范以B 类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。
μZX=(H tB 10)2αB (10H tX )2αX (Z 10)2αXμZA =1.248(Z 10)0.24μZB =1.000(Z )0.30μZC =0.544(Z 10)0.44μZD =0.262(Z 10)0.601.1.3 风荷载体形系数μS1）单体风压体形系数（1）圆形平面μS =0.8；（2）正多边形及截角三角平面μS=0.8+√n，n为多边形边数；（3）高宽比HB≤4的矩形、方形、十字形平面μS=1.3；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比HB >4的十字形、高宽比HB>4，长宽比LB≤1.5的矩形、鼓形平面μS=1.4；（5）未述事项详见相应规范。
风荷载计算步骤
风荷载计算步骤风荷载是指风对建筑物或结构物产生的力的作用，是结构设计中必须考虑的重要因素之一。
正确计算风荷载可以确保建筑物的安全性和稳定性。
下面将介绍风荷载计算的步骤。
1. 确定设计风速：首先需要确定设计风速，设计风速是指建筑物所在地区的设计标准风速。
一般根据地理位置和气象数据进行确定，以保证建筑物在最不利的气象条件下仍能安全运行。
2. 确定风荷载标准：根据国家相关规范和标准，确定适用的风荷载标准。
不同类型的建筑物和结构物有不同的风荷载标准，如住宅建筑、工业厂房、大跨度桥梁等。
3. 确定风荷载系数：根据风荷载标准，确定适用的风荷载系数。
风荷载系数是考虑不同部位、不同形状和不同高度的建筑物所受风荷载的系数。
一般包括静阵风荷载系数、动阵风荷载系数、局部风压系数等。
4. 确定风荷载作用方向：根据建筑物或结构物的形状和方向，确定风荷载的作用方向。
一般将风荷载分为垂直方向和水平方向的作用。
5. 计算垂直方向风荷载：根据建筑物或结构物的面积和垂直方向风荷载系数，计算垂直方向的风荷载。
垂直方向风荷载一般作用于建筑物的屋面、墙面等垂直结构。
6. 计算水平方向风荷载：根据建筑物或结构物的形状和水平方向风荷载系数，计算水平方向的风荷载。
水平方向风荷载一般作用于建筑物的梁、柱、桁架等水平结构。
7. 考虑风荷载组合：在设计中，需要考虑不同作用方向的风荷载同时作用时的情况。
根据设计标准的要求，计算不同组合情况下的风荷载。
8. 结构分析和验算：根据计算得到的风荷载，在结构分析中考虑其作用，进行结构的强度和稳定性验算。
确保建筑物或结构物在风荷载作用下具有足够的安全性和稳定性。
以上就是风荷载计算的基本步骤。
在实际工程中，还需要考虑其他因素，如地形、建筑物周围环境、建筑物的特殊形状等。
风荷载计算是结构设计的重要内容，合理计算风荷载可以为建筑物的安全运行提供保障。
风荷载的计算
风荷载的计算垂直于建筑物外表上的风荷载标准值，应按以下公式计算：1、当计算主要承重构造时：Wk＝βz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-1〕式中：Wk----风荷载标准值〔KN/mm〕βz---高度Z处的风振系数；μs---风荷载体型系数；μz---风压高度变化系数；W0----根本风压〔KN/mm〕2、当计算维护构造时：Wk＝βgz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-2〕式中：βgz---高度Z处的阵风系数；根本风压应按本标准附录 D.4中附表 D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3KN/mm。
对于高层建筑、高耸构造以及风荷载比拟敏感的其它构造，根本风压应适当进步，并应由有关的构造设计标准详细规定。
一、风荷载计算1、标高为33.600处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算:Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz: 33.600m高处阵风系数(按B类区计算):μf=0.5×(Z/10)-0.16＝0.412βgz=0.89×(1+2μf)=1.623μz: 33.600m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001)μz=(Z/10)0.32=1.474风荷载体型系数μs=1.50Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)=1.623×1.474×1.5×0.600=2.153 kN/m2(2). 风荷载设计值:W: 风荷载设计值: kN/m2rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4按?建筑构造荷载标准?GB50009-2001随着现代高尚住宅的开展对铝合金门窗的要求越来越高，铝合金门窗不仅仅是框、扇的简单组合，而且要具备良好的物理性能〔风压强度、空气浸透、雨水渗漏等性能〕。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅ 其中k W 为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值
z β为z 高度上的风振系数，取 1.00z β= z μ为z 高度处的风压高度变化系数 s μ为风荷载体型系数，取 1.30s μ= 0w 为攀枝花基本风压，取00.40w =
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19.830H m m =<，高宽比19.8
1.375 1.514.4
H
B
==<，应采用风振系数z β来考虑风压脉动的影响。
该建筑物结构平面为矩形， 1.30s μ=，由《建筑结构荷载
规范》第3.7查表得0.8s μ=（迎风面）0.5s μ=-（背风面），风压高度变化系数z μ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 μ值，再用线性插值法求得所求各楼层高度的z μ值。
（3）计算各楼层标高处的风荷载z 。
攀枝花基本风压取00.40/w KN mm =，取②轴横向框架梁，其负荷宽度为7.2m,由0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅得沿房屋高度分布风荷载标准值。
7.20.4 2.88z z s z z s z q βμμβμμ=⨯=，根据各楼层标高处的高度i H ，查得z μ代入上式，可
得各楼层标高处的()q z 见表。
其中1()q z 为迎风面，2()q z 背风面。
风正压力计算：
7. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.8 2.370/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 6. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.8 2.306/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 5. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 4. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 3. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 2. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 1. 1() 2.88 2.880.00 1.300.740.80.000/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 风负压力计算：
7. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.5 1.480/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 6. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.5 1.441/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 5. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 4. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 3. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯=
2. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 1. 2() 2.88 2.880.00 1.300.740.50.000/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= （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6F 要考虑女儿墙的影响
6 2.306 2.216 3.3 2.370 2.306 1.441 1.385 3.3 1.441 1.480
0.5[(
) 2.306]10.5[() 1.441]19.92222222
F KN ++++=+⨯+⨯++⨯+⨯= 第五层的集中荷载5F 的计算过程
5 2.21
6 2.216 2.306 2.216 1.441 1.385 1.385 1.385
0.5[
] 3.30.5[(] 3.312.002222F KN ++++=+⨯+++⨯=
4 2.216 2.216 2.16 2.216 1.38
5 1.385 1.385 1.385
0.5[] 3.30.5[(] 3.311.882222F KN ++++=+⨯+++⨯=
3 2.216 2.216 2.16 2.216 1.385 1.385 1.385 1.385
0.5[] 3.30.5[(] 3.311.882222
F KN ++++=+⨯+++⨯=
第二层，要考虑层高的不同： 2 3.3 4.252.216 1.385()13.5922
F KN =+⨯+= 10.00F KN =
等效节点集中等荷载（单位：KN ）
二．柱侧移刚度及剪力的计算（212h
i D c
=
）见下表 三：各层柱反弯点和弯矩的确定（见下表）
根据该多层办公楼总层数m ,该柱所在层n ，梁柱线刚度比K ，查表得到标准反弯点系数0y ；根据上下横梁线刚度比值i 查表得到修正值1y ，根据上下层高度变化查表得到修正值2y 3y ；各层反弯点高度0123()yh y y y y h =+++。
该层的计算高度h 当该层的上层较高时 取h h /2上=α 当该层的上层较高时 取h h /3下=α
分别求出21αα，查表得21,y y 然后计算出弯矩如下表：
..
..
..
..
..
.
四：风荷载作用下框架的弯矩图
E U O I T N H S
M
G
R L F Q K P J D C
B
A
风荷载作用下弯矩图
五：风荷载作用下框架的侧移验算
126.82125.19025.19030.65630.65642.854138.513n
i
n D
mm ==+++++=∑
1
46(26.82125.19025.19030.65630.65642.854)138.513 3.010 4.1610n
i
n D
E
mm
==+++++=⨯⨯=⨯∑
第六层：
22
1
121224.34
26.8213.3c ik c
i j i D mm h α=⨯===∑ 3
3
24.34100.90726.82110
i i V mm D ⨯∆===⨯∑。