中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法

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变电站塔架风荷载体型系数各国规范对比研究

3.2对比各国体型系数取值，中国荷载规范体程实际最接近，架空架空规定、荷载指南和日
本荷载规范体型系数取值相对较大；中国荷
载规范对体型系数取值总体偏小。
i
参考文献
0.0 0. I n.2 0.3 0. I 0.3 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 i
codes in China, the United States, Japan, Australia, Europe and other countries to better understand the difference between the
value of the shape coefficient of China's code and the codes of other countries.The results show that the variation of body type
系数与塔架结构挡风系数有关,具体取值如表5所示。表5日本荷载指针方形截面塔架体型系数取值
挡风系数 0
0°风向角
角钢圆钢管 3.8 23
45 °风向角角
角钢圆钢管 4.4 2.5
0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0,5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 I.i 档规系数
（e）中国荷载规范与IEC标准对比
为更好比较各国规范体型系数，本文只针对格构式矩形截面圆钢管塔架对比研究。
1各国规范体型系数规定 1.1中国荷载规范我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)(以下简称中国荷载规范)和《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(D17 T5154-2012)(以下简称架空规定)都对塔架体型系数随挡风系数变化作出规定。中国荷载规范中与变电站构筑物相关规定有

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。

国内外输电线路设计规范风荷载比较

国内外输电线路设计规范风荷载比较一、国内风荷载设计规范1.风速：国内规范根据线路的海拔高度、地形和气象条件等因素，将设计风速划分为几个等级，比如10米高度处的年平均风速分为11级、14级和16级。

2.风压力：国内规范中，针对不同高度的结构物，计算风压力时会考虑结构物的尺寸、形状和风向等因素，并基于标准大气压力和设计风速。

3.横向风荷载：国内规范规定了不同类型输电线路横向风荷载的计算方法，主要考虑了线路的几何形状、导线的间距和风向等因素。

二、国际风荷载设计规范国际上常用的风荷载设计规范包括美国的ASCE7和欧洲的EN1991-1-4、以下是其与国内规范的比较：1.风速：国际规范通常采用设计风速，而不是将设计风速划分为多个等级。

设计风速的选择一般基于研究和经验，考虑线路所在地区的气候条件和地形等因素。

2.风压力：国际规范中，计算风压力时会考虑更多因素，如结构物的尺寸、形状、引起风阻力的表面积、边界层效应等。

3.横向风荷载：国际规范中也有横向风荷载的计算方法，但通常会考虑更多因素，如线路的几何形状、导线的间距、风向和其他结构物对风场的影响等。

三、比较分析1.风速选择：国内规范将设计风速划分为几个等级，相对较粗略；国际规范更加细致，通常采用设计风速，考虑了更多因素。

2.风压力计算：国际规范中的风压力计算方法更加详细和准确，考虑了结构物的更多因素，能够更好地反映实际情况。

3.横向风荷载：国际规范中对横向风荷载的计算方法更加全面，考虑了更多因素，可以提供更准确的风荷载分析结果。

综上所述，国内外对输电线路设计规范风荷载的考虑存在一定的差异。

国际规范更加详细和准确，考虑了更多因素，可以提供更准确的风荷载分析结果。

在实际应用中，设计人员应根据具体情况选择合适的设计规范，以确保输电线路的安全和可靠性。

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

中美规范荷载和设计参数的转换及换算关系探讨

•建筑论坛与建筑设{•中美规范荷载和设计参数的转换及换算关系探讨苏超#，刘旭凡*(1.中国成达工程有限公司，四川成都610041; 2+建建筑设计院成都分院，四川成都610000)【摘要】随着越来越多海外项目采用中国规范进行设计和施工，文章通过对美国标准的风荷载和地震作用的相关设计参数向中国规范的转换进行了探讨，为涉外工程项目采用中国规范设计施工提供必要的帮助。

【关键词】风荷载；地震作用；转换【中图分类号】TU318国经济的不断快速发展和国家“一带 ”倡议的，越来多的国内国际市场，越来多的涉外建设项目得到开展，从一开始的业主要采用当地美国标准进行设计，到渐有很多业主开受和采国规范作为设计标准。

因此，国际市场的国内建设公司来说，在熟海外标准的同时，也要掌握海外规国规范相设计的相互换，以便能相进换，设计的合理性、经济安全性。

恒楼活荷，际情况和相规范要求取，因此文主要美国规国规范的风地震作用的相的转换进，地理国规范的设计理念，为涉考。

1风荷载的转换ASCE7 -05定义的基本风速为：距地高10 m(33 ft)，地面粗糙度为C，3 s阵风风速，对易受飓风地区采用500 a 重的标准，般地区均采用50 a的重标准ASCE7 - 10相比于ASCE7 -05,对风荷载部分做了较大的修改，根据 ASCE7 - 10〈M inim um Design Loads for Buildings and O ther Structures>对于风荷载的定义，基本风速：离地面 10 m高度处、曝露类别为C、为3 s，相风.别确定的重为300 &、700 &和1 700 &的风。

由于ASCE7 -05和ASCE7 - 10对于基本风速的定义差别很大，此在进化之前首先要设计基料的风速是基个版的，以便地进化。

我国6B50009 -2012《建筑结构荷载规范》对基本风速的定义为离地10 m高，空旷平坦地形（即地粗为B，重为50 a的10 min平均风速。

浅析国内外规范关于风速的计算

浅析国内外规范关于风速的计算作者：冯雪马福军来源：《华中电力》2014年第01期[摘要]；近些年，随着越来越多的电力企业着眼于国外电力市场，针对目前中外规范中基本风速定义不同的情况，比较了国际中较主流的美国规范与中国规范关于基本风速定义中的标准高度、时距、重现期、地面粗糙度类别等要素，得出基本风速定义的异同。

基于上述规范基本风速的对比分析结论，进一步探讨了不同规范间基本风速的转换选取方法，以确保涉外项目的风荷载取值合理。

[关键词]：基本风速；标准高度；时距；重现期；地面粗糙度类别。

1引言近几年国内电力市场不断饱和、电力结构进一步调整，越来越多的工程公司到世界各地去承揽项目，但各国规范之间的始终存在一定差异，这给设计人员带来一定困难。

在结构计算中，风荷载是最基本的荷载之一，风荷载的选取与结构的安全性和经济性关系非常大。

通常设计中采用中国规范.但是国外工程标书中提供风荷载及相关参数必须转换成对应中国规范的风荷载的参数，才能用于中国的设计规范体系，因此，深入了解并掌握国外规范及其与中国规范的异同，正确使用其进行工程设计，成为迫切需要。

2基本原理按照中国规范GB 50009—2010（2012版），风速计算根据贝努利公式：其中—基本风压，kN/m2；—高度z处风振系数；—风压高度变化系数；—风压体型变化系数；基本风压计算根据贝努利公式：其中，—基本风压，kNm：；为空气密度，kg/m3；—基本风速。

m/s。

美国规范ASCE/SEI 7-05对作用于建筑物表面的净设计风压的计算如下：对刚性建筑，；对柔性建筑物，其中，—不同高度处的风速压力，psf（1psf=47.88026 Pa）；—阵风影响系数；，、—外部风压系数；（本文仅给出刚性建筑和柔性建筑物的公式，对于低矮建筑物、开敞式建筑物及其他建筑的公式参ASCE/SEI 7—05）美国建筑结构最小设计荷载规范ASCE 7-10[3]中，速度压力计算公式如下：式中： -速度压力N/m； -基本风速，m/s；-风向系数； -速度压暴露系数； -地形系数。

风荷载计算方法

风荷载计算方法
风荷载计算是指根据建筑物高度、结构形式、地理位置、建筑物
表面积、风速等参数，计算出风力对建筑物产生的作用力，以确定建
筑物在风力作用下的稳定性和安全性。

风荷载计算是建筑结构设计的
重要基础计算，对保证建筑物的安全性和稳定性具有极为重要的意义。

计算风荷载的方法主要采用美国标准和欧洲标准两种方法。

美国标准采用ASCE7标准，根据建筑物的形状、高度、地理位置、建筑物表面积、风速等参数参考标准的风荷载量进行计算。

首先根据
不同的地区选择适用的地区风速，然后按照建筑的高度和类型选择适
当的风荷载系数，利用公式计算出所需的风荷载。

欧洲标准采用Eurocode 1标准，根据建筑物的高度、风速、地形
等参数确定风压力大小，并根据建筑物的形状和功能，采用不同的计
算公式进行计算。

首先根据不同的地区选择适用的地区风速，然后根
据建筑物的高度、形状和暴露面积，采用对应的风荷载系数计算风压
力大小。

计算结果通常以单位面积上的风荷载或风压力表示。

无论是美国标准还是欧洲标准，计算风荷载都需要考虑到建筑物
的结构特征、地理环境和气象情况等因素，以获取合理的结果。

同时，风荷载计算也需要考虑到建筑物在不同时期产生的不同风荷载，以便
为结构设计提供全面且准确的参考数据。

总之，风荷载计算是建筑工程设计中不可或缺的一部分，对保证
建筑物的稳定性和安全性具有非常重要的意义。

了解并运用标准的计
算方法能够为工程师们提供准确的数据，同时也能够提高建筑物的抗
风能力和设计质量，从而提高建筑物在自然灾害等情况下的防护能力。

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

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- i -
中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法
一、中美规范中各自采用的时距和重现期，见表 1。
中、美规范中采用的时距和重现期表 1
规范测风速高度时距重现期
中国GB50009-2001 10m 10分钟 50年
美国 MBMA、UBC 10m 变时距 50年

二、美国规范中最大里程风速f与相应时距
美国UBC（MBMA）规范中提供的风力资料为开阔地形上离地10m的最大里程风速。
记录时距为水平长度1英里的某一体积空气通过风速计所需的时间。由此可得到：

f
t/3600
（1）

其中t的单位为s，f的单位为mph。
由式（1）可建立不同最大里程风速值与其时距的对应关系，见表 2。
不同最大里程风速值与其时距的对应关系表 2
时距 (s)    30 35 40 45 50 55 60 65 70   
最大里程风速mph    120 103 90 80 72 64 60 55 51   

三、美国最大里程风速f与中国的基本风速0在t时间内所取的平均风速与一小时内所取
的平均风速的关系为：
)/ln(/)(4.01/03600zztct
（2）

其中：f为时距t秒内的平均风速；3600为一小时内的平均风速；z为高度；z 0为地
面粗糙长度；β为与地面粗糙长度z 0相关的系数；c(t)为由时距决定的系数，其取值见表 3。
由时距t决定的系数c(t) 表 3
t 1 10 20 30 50 100 200 300 600 1000 3600
c(t) 3.00 2.32 2.00 1.73 1.35 1.02 0.70 0.54 0.36 0.16 0.00

对于B类地形，离地10m高度处，将z = 10m，z 0  0.05m代入式（2），可得：
)(1849.01/3600tct

（3）

中国的基本风速的记录时距为600s，从表 3查得c(t) = 0.36，代入式（3）得：
067,1/36000

（4）

对于美国规范，将不同的时距对应的c(t) 代入式（3），求出3600/t值，然后除以1.067，
即可得最大里程风速与中国基本风速的比值，见表 4。
- ii -

最大里程风速与中国基本风速的比值0/f 表 4
t(s)    30 35 40 45 50 55 60 65 70
  

0/f
   1.24 1.22 1.20 1.19 1.17 1.16 1.15 1.15 1.15   

四、中国基本风压 0w 与美国风速usaf 间的转换关系
由中国基本风压与风速的基本关系式：
1600/200vw

得 0040wv （m/s）或 05.89w （mph）（5）
中国基本风压 0w 与美国风速usaf间的关系为：

00)5.89()/(wvvff
usa



（mph）
（6）

美国基本风压 usaw 与风速的关系为：
2
04788.000256.0usafusavw
（kN/m2）
（7）

综合表 2、表 4和式（6）、式（7）可得表 5。

中国基本风压0w与美国基本风压usaw及风速usaf间的对应关系表 5
中国风压
0
w
(kN/m2)

0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75

美国风速
usa
f

(mph)

70 70 70 72 76 80 83 87 91 94

美国与中国风压比
0/wwusa
2.00 1.72 1.50 1.41 1.42 1.43 1.43 1.43 1.45 1.45

中国风压
0
w
(kN/m2)

0.80 0.85 0.9 0.95 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50

美国风速
usa
f

(mph)

98 101 104 108 111 117 122 128 133 138

美国与中国风压比
0/wwusa
1.47 1.47 1.49 1.50 1.51 1.52 1.52 1.54 1.55 1.56
- iii -

例如：已知中国风压0w= 0.60 kN/m2，求美国风速usaf=？。
解：由式（5）005.89wv （mph）得中国风速：
3.6960.05.890v
（mph）

由式（1）ft/3600 （s）得中国风速时距：
523.69/36000t
（s）

由表 4可知 mphf100时，中美风速比不超过1.20，故得美国风速时距：
432.1/522.1/0tt
usa
（s）

由表 4查得中美风速比约为1.195
由式（6） 00)5.89()/(wvvffusa 得：
836.0)5.89()195.1(
usa
f


（mph）
- iv -

风力等级表
风力
等级

海面浪高 (m) 海面和渔船征象陆上地面物征象相当风速

（m/s）

一般最高范围中数
0 - - 平静静烟直上 0.0～0.2 0

1 0.1 0.1 有微波烟能表示风向，树叶略有摇动 0.3～1.5 1

2 0.2 0.3 有小波纹，渔船摇动人面感觉有风，树叶有微响，旗子开始飘动，高的草和庄稼开始摇动 1.6～3.3 2
3 0.6 1.0 有小浪，渔船渐觉簸动树叶及小枝摇动不息，旗子展开，高的草和庄稼摇动不息 3.4～5.4 4
4 1.0 1.5 浪顶有些白色泡沫，渔船满帆时，可使船身倾于一侧能吹起地面灰尘和纸张，树枝摇动，高的草和庄稼波浪起伏 5.5～7.9 7
5 2.0 2.5 浪顶白色泡沫较多，渔船收去帆之一部树叶及小枝摇摆，内陆的水面有小波，高的草和庄稼波浪起伏明显 8.0～10.7 9
6 3.0 4.0 白色泡沫开始被风吹离浪顶，渔船缩帆大部分大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难，高的草和庄稼不时倾伏于地 10.8～13.8 12
7 4.0 5.5 白色泡沫离开浪顶，被吹成条纹状全树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便 13.9～17.1 16
8 5.5 7.5 白色泡沫被吹成明显的条纹状折毁小树枝，人迎风前行感觉阻力甚力 17.2～20.7 19

9 7.0 10.0 被风吹起的浪花使水平能见度减小，机帆船航行困难草房遭受破坏，房瓦被掀起，大树枝可折断 20.8～24.4 23
10 9.0 12.5 被风吹起的浪花使水平能见度明显减小，机帆船航行颇危险树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏 24.5～28.4 26
11 11.5 16.0 被风吹起的浪花使水平能见度明显减小，机帆船遇之极危险大树可被吹例，一般建筑物遭严重破坏 28.5～32.6 31
12 14.0 - 海浪滔天陆上少见，其摧毁力极大 >32.6 >31