风荷载标准值的计算

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风荷载计算

风荷载计算(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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筑物所受的风荷载。

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、风向以及高层建结构自振特性、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年一遇的最大值确定的风速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；对风荷载是否敏感，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年一遇风压。

《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计算公式A类地区=1.379(z/10)0.24B类地区= (z/10)0.32C类地区=0.616(z/10)0.44D类地区=0.318(z/10)0.6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》。

3.风载体型系数μs风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的大小。

一般取决于建筑建筑物的平面形状等。

计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型系数或由风试验确定。

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。

【精品文档类】风荷载计算规律及公式

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19.81.375 1.514.4HB==<，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。

层数()i H m z μ z β1()/q z KN m 2()/q z KN m7女儿墙底部 17.50.79 1.00 2.370 1.480 6 16.5 0.77 1.00 2.306 1.441 5 13.2 0.74 1.00 2.216 1.385 4 9.9 0.74 1.00 2.216 1.385 3 6.6 0.74 1.00 2.216 1.385 2 3.3 0.74 1.00 2.216 1.385 1 -3.3 0.00 0.00 0.000 0.000（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。

计算风荷载标准值Wk[2]

计算风荷载标准值Wk=βzμsμz w0
式中：Wk——风载荷标准值（KN/m2）;
βz ——高度z处的风振系数；鉴于在田野树丛中，此值取1.0；
μs——风载荷体型系数；鉴于在田野树丛中，此值取1.0；
μz ————风压高度变化系数；鉴于在田野树丛中，此值取1.0；
w0 ————基本风压（KN/m2）；查北京市50年不遇大风（大于8级）的气象和最大风速资料，风载荷值取0.45 KN/m2 ；
为便于简化计算，将杀虫灯分为4个部分，即太阳能板、杀虫灯、灯杆和基础。

其中太阳能板、杀虫灯、灯杆为承风部位，基础为平衡部分。

1.太阳能板：承风面积S1=0.81m*0.51m*COS40º=0.316m2;
承风阻力P1=0.316m2*0.45 KN/m2 =0.14212KN；
倾翻力矩M1=H1P1=2.65m*0.1422KN=0.37712KN.m；
同理可算：2.杀虫灯部位M2= H2P2=2.2m*0.036KN=0.08KN.m ;
3.灯杆部位M3= H3P3=1.0m*0.144KN=0.144KN.m ;
综上所述，50年不遇的大风产生最大的倾翻力矩为
∑M=M1+M2+M3=0.6 KN.m ;
而杀虫灯底盘用3-M12地脚螺栓固定在混凝土基础上。

混凝土基础的几何尺寸为0.53m*0.53m，高0.6m；混凝土的密度为1.8-2.45；（式中取2.1）即混凝土基础的重量为G=3.54KN；其倾翻阻力矩为
M阻=G*B/2=3.54KN*0.265m=0.938KN.m
经计算，M阻>∑M，故满足要求。

即该基础能够在50年不遇的强风时，不倾翻。

风荷载取值规范

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和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的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算：βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，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，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，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：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。

一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，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。

W W z s z k μμβ=)21.3(-注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。

（2）风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。

对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，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的取值要求。

表3.1.11 风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类：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的乡镇和城市郊区；C类：有密集建筑群的城市市区；D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。

风荷载计算(GB50009-2012)

1.04 1.03 1.01 1.00 0.98 0.97 0.95 0.94 0.92 0.90 0.89 0.87 0.85 0.83 0.81 0.79 0.77 0.75 0.73 0.71 0.69 0.66 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65
风荷载计算书(封闭结构)
xx工程
F&A Wind
βz
合计ωk
(-)
(kN/m^2)
StoS Wind
βz
合计ωk
(-)
(kN/m^2)
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
0.609 0.600 0.592 0.583 0.575 0.566 0.557 0.547 0.538 0.528 0.518 0.508 0.498 0.487 0.476 0.465 0.453 0.441 0.428 0.415 0.402 0.388 0.380 0.380 0.380 0.380 0.380 0.380 0.380 0.380 0.380
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项目名称
风荷载计算书(封闭结构)
xx工程
表3--
序号
(-) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

风荷载标准值计算方法

按老版本规范风荷载标准值计算方法：1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算：wk =βgzμzμs1w…… 2006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz =×(1+2μf) 其中：μf=×(Z/10)B类场地：βgz =×(1+2μf) 其中：μf=(Z/10)C类场地：βgz =×(1+2μf) 其中：μf=(Z/10)D类场地：βgz =×(1+2μf) 其中：μf=(Z/10)对于B类地形，高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=×(1+2×(Z/10))=μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=×(Z/10)当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=×(Z/10)当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=×(Z/10)当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，高度处风压高度变化系数：μz=×(Z/10)=μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1. 正压区按表采用；2. 负压区-对墙面，取-对墙角边，取二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取或。

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。

建筑风荷载计算

风荷载标准值计算风荷载标准值计算公式为：0k z s z w w βμμ=，作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值计算公式为：0W z s z P w A βμμ= 式中：W P －作用于框架节点的集中风荷载标准值(KN) z β－风振系数s μ－风荷载体型系数 z μ－风压高度变化系数0w －基本风压（KN/㎡）A －一榀框架各层节点受风面积（㎡）本建筑基本风压为：200.3/w KN m =，由《荷载规范》得，地面粗糙为C 类。

s μ风荷载体系系数，根据建筑物体型查得 1.3s μ=。

z β风振系数，因结构总高度H=21.128m<30m ，故 1.0z β=。

风压高度变化系数z μ查《荷载规范》表7.2.1。

一榀框架各层节点受风面积A 计算，B 为3.3 3.9() 3.622m +=， h 取上层的一半和下层的一半之和，屋面层取到女儿墙顶，底层取底层的一半。

底层的计算高度从室外地面取()mm 45003004200=+。

一层： 24.5 3.9() 3.615.1222A m =+⨯= 二层： 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=三层： 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=四层： 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=五层：23.9(1.50) 3.612.422A m =+⨯=计算过程见表所示：欠左风、右风荷载受荷简图框架梁柱线刚度计算框架梁柱线刚度计算见表表7-1 纵梁线刚度计算表表7-2 柱线刚度Ic 计算表7.2.2 侧移刚度D 值计算考虑梁柱的线刚度比，用D 值法计算柱的侧位移刚度，表7-4 柱侧移刚度计算表2～5层柱D 值计算2～5层柱D 值合计：D ∑=1.572+1.572=3.144KN/m底层柱D 值计算低层柱D 值合计：D ∑=1.612+1.612=3.224KN/m 7.2.3 风荷载作用下框架位移的计算风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即jj ijV u D∆=∑式中：j V －第j 层的总剪力；ij D ∑－第j 层所有柱的抗侧刚度之和；j u ∆－第j 层的层间位移。

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风荷载标准值的计算
中国建筑标准设计研究所刘达民
1. 概况建筑结构荷载规范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87，从2002年3月1日起施行。

风荷载属于基础性标准，只有50 年的实测数据。

风荷载计算，第7.1.1 与7.1.2黑体字属强制性条文，必须执行。

风荷载对门、窗、幕墙而言是主要荷载，其破坏作用较大，属矛盾的主要方面。

建筑结构荷载规范中风荷载虽公式未变，但参数、取值有所变化。

修改后的规范更合理，计算简化，与国际上的做法接近。

门、窗、幕墙产品测试中的P3 与Wk 是对应关系。

2. 新老规范差异风荷载部分主要差异有：
a）把主体结构与围护结构区别对待。

其中阵风系数与体型系数在取值上有区别。

b）基本风压的调整由原来30年一遇改为50年一遇，提高10%左右，但地点不同，有所区别；起点由原来0.25kPa改为0.30kPa，内陆地区变化不大，但沿海地区较大；
c）规范中同时提供667个城市地区的参数可直接选用，个别仍有例外
d）围护结构可仍按50年选取，专业规范另有规定的除外，例JGJ113要加大10%等。

e）高度系数作了调整
由原来A、B、C三类调为A、B、C、D四类，与国际上划分一致。

A、B 类与原来一样，但C 类稍有降低，D 类为新增加。

将A、B、C、 D 四类数据化：
即当拟建房2km 为半径的迎风半径影响范围内的房屋高度和密集度区分。

取该地区主导风和最大风向
为准。

以建筑物平均高度？来划分地面粗糙度。

当？》18M为D类；9M<?C18M为C类；？<9M为B类;
对山坡、山峰给出了计算公式。

f）体型系数作了调整增加了灵活性：即①可借鉴有关资料②宜作风洞③应作风洞④可直接采用。

g）第7.3.3条专对围护结构而言的
1 ）外表面
正压区：按表7.3.1 采用负压区：对墙面，取－ 1.0；
对墙角边，取－ 1.8；对坡度>10°的屋脊部位，取－ 2.2；对檐口、雨棚、遮阳板，取－ 2.0。

注：屋面、墙角边的划分：作用宽度0.1，作用高度0.4，起点应大于 1.5m。

（2）内表面
对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取－0.2 或0.2。

第7.3.2 条还指出群体效应，要求体型系数要乘以相互干扰增大系数。

详见《工程抗风设计计算手册》的规定
h）增加阵风系数（即瞬时风压）属新增加项目且已计算完成，可直接采用。

过去是定数，现为变数，且不可混用。

3. 风荷载标准值计算
a）根据GB50009-2001 的规定，可以区分为标准型与非标准型二大类：非标准型，即山坡、海岛、群体效应和需调查等状态而言。

公式Wk书孚卩s^zWO
式中，Wk――风荷载标准值kPa （kN/就）
卩s 体型系数
※正压区，按7.3.1条规定，可风洞试验结果，也可按表7.3.1条取，最不利表面+1.3 —0.2=+1.1
※负压区，按7.3.3条规定有
墙面，取—1.0+（—0.2）=—1.2
墙角，取一1.8+ （—0.2）= — 2.0
屋脊，取—2.2+ (—0.2) = — 2.4
檐口，雨棚，遮阳板，取－ 2.0+（－0.2）=－ 2.2
卩z ――高度系数：可查表721规定，也可自行计算。

计算时按，
W0 ——基本风压kPa （kN/就）
※可从附图D5.3 或附表D4 中查到。

b）计算实例例，北京市有一幢100M高建筑物，求风荷载标准值。

注：未交待型体、具体地点、风洞试验、群体干扰等情况。

解一、公式Wk书孚卩s^zWO
式中参数选取：
B 孚——查表为A —1.46, B—1.52,
C —1.62; D—1.81;
卩s 取正压区为+1.3 —0.2=+1.1
取负压区为－ 1.8+（－O.2）=－2.O
卩z——查表为 A — 2.40, B — 2.09, C—1.70, D —1.27;
W0 ——查表为50年一遇0.45KPa。

代入型式计算：
Wk-A 类=1.46 XX 2.40 ）0.45= kPa 提高46%
Wk-B 类=1.52 X ）2.09 X.45= kPa 提高30%
Wk-C 类=1.62 XX1.70 0.45= kPa 提高18%
Wk-D 类=1.81 X >1.27 0.45= kPa 以此为100%
解二、按JGJ102-96 规定计算,且采用GBJ9-87 规定公式，Wk=3 z g s g zW0 式中，B z――规定取2.25 卩s 规定取±.5
卩z——规定取 A — 2.40, B — 2.09, C— 1.79。

W0 ——取0.35kPa
代入公式计算，
Wk-A 类=2.25 >±1.5 ）2.40 0.35= ±.118 kPa
Wk-B 类=2.25 >±1.5 >2.09 0.35= ±.714 kPa
Wk-C 类=2.25 >±1.5 X.79 0.35= ±.3254 kPa
分析：两者比较，计算出入不大。

4．注意事项
a）新老规范不能混用，虽然公式未变化，参数有出入。

b）圆弧型建筑物，负压区最大可达— 2.6，如按7.3.3条规定最大为—2.0,有待探讨。

c）建筑年限也有不同GB50009规定为：10年、50年、100年。

GB50068规定为：5年、25年、50年、100年，且是强制性条文，使用时应注意。

d）风荷载计算当高度>300M时没有参数，高层应注意，双方协商。

e）当高楼林立时，风荷载标准值计算应考虑群体干扰因素。