2012新荷载规范风荷载调整理解

2012新荷载规范风荷载计算及其在PKPM软件中的实现

引言

相对于上一版规范GB50009-2001（以下简称2001规范），《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（以下简称2012规范)对风荷载的计算方法做了较大的修改。其中不仅调整了风压高度变化系数和体型系数等静力计算内容，而且对风振计算的内容与方法做了大量的改进和完善工作，这其中包括：修改了顺风向风振系数的计算表达式和计算参数，增加了大跨度屋盖结构风振计算的原则规定；增加了横风向和扭转风振等效风荷载计算的规定，增加了顺风向风荷载、横风向及扭转风振等效风荷载组合工况的规定；增加高层建筑结构顺风向及横风向风振加速度计算等内容。

在风荷载的计算中，除了少数工程通过风洞试验获得数据以外，大多数工程仍需要借助于软件的自动计算功能，这就需要由工程人员自行确定相关的参数，由于2012规范中风荷载计算涉及的参数较2001规范明显增多，且计算方法变得更加复杂，使得参数的选择和对计算结果的定性校核变得比较困难，因此有必要对各参数的选择和主要参数对计算结果的影响进行详细的分析讨论。

在本文中，依据2012规范提供的计算方法，结合PKPM的软件，讨论了不同的参数设置和结构的特征对计算结果的影响，并对规范中的重要条文，如适用范围等进行了重点探讨。

1 顺风向风荷载

2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化，仍然采用平均风压乘以风振系数的表达形式。对于主要受力结构，风荷载标准值的计算公式如下：

(1)

其中： — 风荷载标准值（kN/m2）；

— 高度z处的风振系数；

— 风荷载体型系数；

— 风压高度变化系数；

— 基本风压。

如果不考虑结构在风荷载作用下的动力响应，则由平均风压引起的静荷载取决于体型系数、风压高度变化系数及基本风压这三项因素，下面首先讨论顺风向作用下的静荷载计算：

1.1 基本风压

2012规范在2001规范数据的基础上进行了重新统计，部分城市在补充新的气象资料重新统计后，基本风压有所提高。

1.2 体型系数

2012规范中表8.3.1中增加了第31项，对于高度超过45m的矩形截面高层建筑需考虑深宽比D/B对背风面体型系数的影响。当平面深宽比D/B≤1.0时，背风面的体型系数由-0.5增加到-0.6，矩形高层建筑的风力系数也由1.3增加到1.4 。

8.3.2条还增加了矩形平面高层建筑的相互干扰系数取值。

在PKPM软件中，基本风压和体型系数由设计人员直接指定，以上两项变化需由设计人员确认并在软件参数中体现，软件不做改变。

1.3 风压高度变化系数

2012规范在保持划分4类粗糙度类别不变的情况下，适当提高了C、D两类粗糙度类别的梯度风高度，由400m和450m分别修改为450m和550m。B类风速剖面指数由0.16修改为0.15，适当降低了标准场地类别的平均风荷载，具体变化如下：

62.010318.074.010616.000.110000.117.110379.1200160.044.032.024.0BzDzCzCzBzBzAzAzzzzz规范

51.010262.065.010544.000.110000.109.110284.1201260.044.030.024.0BzDzCzCzBzBzAzAzzzzz规范 (2)

图1列出了四类地貌的风压高度变化系数的新旧规范对比，可以直观看出2012规范四类地区风压高度变化系数均比2001规范减小：

图1

在PKPM软件中，风压高度变化系数由程序根据上述公式自动进行计算。当基本风压和体型系数不改变时，风压高度变化系数是影响顺风向静荷载的唯一因素，因此，图1也等价于结构不同高度处风荷载标准值的变化规律。

图2统计了A-D四类场地风压高度变化系数的两版规范的差异，其中D类场地2012规范减小的最

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荷载设计规范

荷载设计是工程设计中非常重要的一部分，它涉及到工程结构承载能力的安全性和稳定性。本文将介绍荷载设计的规范和要求，以确保工程结构的设计和施工符合相关的标准。

首先，荷载设计需要遵守国家和地方的相关规范，例如中国的《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），美国的《建筑荷载规范》（ASCE 7），欧洲的《结构用荷载的设计规范》（EN 1991）等。这些规范包含了对不同类型的荷载的计算方法和设计要求，以确保结构的安全性和可靠性。

荷载可以分为静载和动载两类。静载是指结构稳定状态下的作用力，如重力荷载、活载和地震荷载等。动载是指结构动态响应过程中的作用力，如风荷载、水荷载和地下水荷载等。设计荷载应当根据具体的工程条件和环境因素进行合理选择和计算。

在荷载设计中，需要考虑不同荷载的组合和作用方式。一般情况下，荷载应按规范要求进行组合计算，考虑不同荷载的相互作用和可能的最不利情况。例如，在地震荷载设计中，需要进行静力荷载和地震荷载的组合计算，以确保结构在地震发生时的稳定性和抗震性能。

此外，荷载设计还需要考虑结构的使用寿命和可维护性。设计荷载应确保结构在设计使用寿命内具有足够的承载能力，并且能够抵抗可能出现的不利因素，如腐蚀、疲劳和震动等。设计荷载还应考虑结构的可维护性，以方便结构的检修和维护工作。

荷载设计还需要进行合理的计算和验证。设计人员应采用合适的计算方法和工具，对设计荷载进行准确计算，并对结构的承载能力进行验算。钢结构的验算一般采用极限状态设计方法，混凝土结构的验算一般采用极限平衡设计方法。设计过程中还应考虑原材料的材质和性能等因素，以获得更加准确的计算结果。

综上所述，荷载设计是一个复杂而重要的工程设计环节。设计人员应严格遵守相关规范和要求，合理选择和计算设计荷载，确保工程结构的安全性和可靠性。同时，还应考虑结构的使用寿命和可维护性，进行合理的计算和验证，以满足设计要求和实际工程的需要。

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。

说说荷载及分项系数的调整

说说“荷载及分项系数调整”

住房和城乡建设部2018第263号公告：《建筑结构可

靠性统一标准》（GB50068-2018）,自2019年4月1日起实

施.

新版可靠性标准最大的变化,主要是对荷载（作用）分项

系数的调整.

取消了以永久作用起控制作用时分项系数1.35的规

定；

永久作用分项系数由1.2调整到1.3；

可变作用分项系数由1.4调整到1.5；

不少同行疑惑,《可靠性标准》改了,其他规范要不要跟

着一起改？

第1.0.5条,给出了指引性的规定：

制定建筑结构荷载规范和各种材料的结构设计规范以及

其他相关标准应遵守本标准规定的基本原则,并应制定相应的

具体规定.

但第1.0.6条又规定：

建筑结构设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现

行有关标准的规定.

这其实就有点矛盾了,《高规》和《抗规》没有同步调整

的当下,我们该如何执行呢？至今尚无统一的说法.

我们就从逻辑上捋一捋这个事儿.首先,《建筑结构可靠性统一标准》属于通用标准,是其

他标准制定的依据,必然是牵一发而动全身.如果《抗规》和

《高规》与《统一标准》出现矛盾,是应该按更新的通用标准

来执行的.

对上面这点,绝大多数工程师是没有疑义的.大家争执的

点是在操作层面.

有些人把永久作用理解为恒载,把可变作用理解为活载,

认为只在极限承载力设计时,才考虑1.3和1.5的分项系数调

整,其他统统不管.这就有点狭隘了.

结合与多个专家的沟通,目前个人观点倾向如下：

计算刚重比采用的重力荷载设计值,分项系数调整为

1.3和1.5；

计算轴压比采用的重力荷载代表值,分项系数应由1.2

调整为1.3；

风荷载分项系数由1.4调整为1.5；

地震作用分项系数仍为1.3；

上述观点主要基于如下逻辑：

尽量保持分项系数的系统性和一致性；

把风荷载当做可变作用；

有人会说,地震作用也是可变作用.严格来说,确实如此.

在《统一标准》名词解释中可以看到：

可变作用是指,在设计使用年限内其量值随时间变化,且

其变化与平均值相比不可忽略不计的作用.所以说,风荷载和地震作用都属于可变作用.但是,在名词

风荷载βz及wk(新规范)

2.580236kN/m2βz=2.08926w0=0.5kN/m2μs=1.3μz=1.9βz=1H=86.5mβz=B=8m

T=1.7s

24.95671g ,峰值因子，取:

系数k=B类地面粗糙度类别B类

ζ1 ,结构阻尼比:24.95671 f1 ,结构第1阶自振频率，取:0.588235风荷载标准值wk=βzμsμzw0=

房屋高宽βz求值

当H≤30m或H/B≤1.5时

当H>30m且H/B>1.5时

0.5832492.089262.50.142.4734650.583249自振周期

计算βz的相关参数R ,共振分量因子:Bz ,背景分量因子:I10 ,湍流强度，地面B类

2.473465

1kw ,地面粗糙度系数:B类1

0.97403ρz ,脉动风荷载竖直方向系数:φ1(z),结构第1阶振型系数:ρx ,脉动风荷载水平方向系数:

钢结构无墙0.670.1870.737460.01

注：只有红色字体可查规范修改B类系数a1=3/421211)1(6xxR

530011wkfxwzzxazzkHB)(11

BeBBx50501050/

HeHHz60601060/2101I21RBgzz

风荷载取值规范

《结构程序PKPM应用实训》开放性实验资料

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WK，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

μs 建筑物体型示意

0.8

圆形平面建筑

正多边形或截角三角形平面建筑

n－多边形的边数

1.3

高宽比不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑

1.4

① V形、Y形、弧形、双十字形平面建筑；

② L形、槽形和高宽比大于4的十字形平面建筑；

③ 高宽比大于4、长宽比不大于1.5的矩形、

鼓形平面建筑。

H－建筑物高度

范》7.3要求取值，表3.1.10中列出了常用体型建筑物的体型系数。

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。 0WWzszk)21.3(n2.18.0《结构程序PKPM应用实训》开放性实验资料

新旧荷载规范中输电塔结构风荷载的计算和对比

・５４・　２０１４年２月　Ｊ　之材　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　２０１４年第１期　第４０卷总第１７７期　ＤＯＩ：１０。３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—４０１１．２０１４．０１．０２７　新旧荷载规范中输电塔结构风荷载的计算和对比　．　李　峰　，贾国庆　（１．同济大学建筑工程系，上海２０００９２；２．上海中建建筑设计院有限公司，上海２００１２２）　摘要：新国标ＧＢ　５０００９—２０１２（建筑结构荷载规范》　中对风荷载计算部分做了较大修改，调整了风压高度变化　系数和风振系数的计算，对输电塔设计影响较大。通过实　例计算和对比分析，发现新规范较大幅度地提高了输电塔　结构设计时风荷载的取值。　关键词：输电塔；荷栽规范；风荷载；对比　中图分类号：ＴＭ７５３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７２—４０１１（２０１４）Ｏ１—００５４—０２　Ｏ前言　国标ＧＢ５０００９—２０１２（建筑结构荷载规范》…（以下简称　《新规范》）已于２０１２年１Ｏ月１日正式实施，《新规范》对ＧＢ　５０００９—２００１《建筑结构荷载规范》　（２００６版）（以下简称　《旧规范》）风荷载计算部分做了较大修改，调整了风压高　度变化系数和风荷载体型系数，修改了风振系数的计算表　达式和相关计算参数。输电塔属于典型的高耸结构，设计　时风荷载是主要的控制荷载，影响较大。本文对新旧规范　中输电塔结构风荷载计算进行了对比，并结合某输电塔实　例说明了规范修改对输电塔结构设计的影响。　１基本公式　《新规范》关于风荷载的计算公式形式没有变化，在计　算主要受力结构时仍采用平均风压乘以风振系数的表达式，　公式如下：　＝　阳０　（Ｉ）　式中，　为风振系数；　为体型系数；　为风压高度变化　系数；　为基本风压。　《新规范》主要对风压高度变化系数和风振系数的计算　做了较大修改。　２风压高度变化系数　为适应国内像北京、上海、广州、深圳等超大城市群　的发展，《新规范》保持划分４类地面粗糙程度不变，提高了　ｃ、Ｄ两类（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）地面粗糙度类别的梯度风　高度，由４００　ｍ和４５０　ｍ分别修改为４５０　ｍ和５５０　ｍ。Ｂ类　（田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇）风速　剖面指数由０．１６降低到０．１５，适当降低了标准场地类别的　作者简介：李峰（１９８８一），男，江苏泰州人，硕士研究生，研究方向：　主要从事木结构与钢结构。　平均风荷载。具体的风压商厦变化系数公式如Ｆ：　《新规范》　《旧规范》　Ａ＝１．２８４（ｉ－￣６）　≥１．０９　＝１．３７９（　）“　≥１．１７　Ｂ＝１．０００（　）“∞≥１．００　：１．０００（素）　北≥１．００　＝０．５４４（斋）　≥０．６５　：０．６１６（　）　“≥ｏ．６５　＝０．２６２（］－　６）㈣≥０．５１　Ｄ＝０．３ｌ８（孟）㈣≥１．１７　（２）　式中，　，　，　，　分别为Ａ类、Ｂ类、ｃ类、Ｄ类地　面粗糙度时风压高度变化系数；ｚ为建筑物计算位置离地面　的高度。对比新旧规范的公式，可以很直观地看出《新规　范》四类地面粗糙度风压高度变化系数均较《旧规范》有所　降低。　３风振系数　对于输电塔等高耸结构，在风荷载计算时均可仅考虑　结构第一振型的影响。《旧规范》中，结构在Ｚ高度处的顺　风向风振系数　：按照下式计算：　Ｐ…一　／３，＝１＋　（３）　式中，　为脉动增大系数；　为脉动影响系数；　为振型系　数；　为风压高度变化系数。　《新规范》中，计算公式修改为：　＝１＋２ｇｌｌｏ　￣／１＋　（４）　式中，ｇ为峰值因子；，ｌ。为１０　ｍ高度名义湍流强度；Ｒ和　分别为脉动风荷载的共振分量因子和背景分量因子。　ｇ在《旧规范》中取２．２，《新规范》将其提高到了２．５。　《旧规范》中，，　对应Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ四类地面粗糙度类别分别取　０．０８８、０．１１４、０．１６７和０．２７８；《新规范》中，分别取０．１２、　０．１４、０．２３和Ｏ．３９。对比可以发现，《新规范》对１０　ｉｎ高度名　义湍流强度有了较大的提高。由于ｇ和，，。取值的增大，风振　系数卢　有了相应的提高，从而导致输电塔结构设计时风荷　载的增加，下面结合具体实例加以说明。　４实例　本实例输电塔塔架模型如图ｌ所示，方形塔架，高度　５５　ｍ，从上到下分为１３段。考虑节点板、辅助材等因素，　迎风面增大系数取１　４，Ｂ类地貌，１０　ｍ高度处风速３２　ｍ／ｓ。

建筑结构荷载规范讲解

建筑结构荷载规范主要是指导建筑结构设计时所考虑的荷载情况，以确保建筑的安全性和稳定性。荷载是指施加在建筑结构上的各种外力和内力，如重力、风荷载、雪荷载、地震荷载等。荷载规范的目的是根据实际情况提供准确的荷载数值和分布，以确保建筑结构在服役期内能承受各种荷载的作用，不发生破坏或失稳。

重力荷载是建筑结构最重要的荷载类型之一，主要是由建筑物本身的自重和各种屋面、楼板、梁柱、墙体等构件的负荷组成。荷载规范针对不同种类的建筑结构和材料提供了详细的重力荷载计算方法，例如建筑物的单位面积负荷、屋面和楼板的单位面积负荷等。根据荷载规范的要求，结构设计师可以计算出建筑结构的负荷分布，以确保各个构件的尺寸和强度满足设计要求。

风荷载是指风对建筑物表面施加的力量，是建筑结构设计中的重要考虑因素之一、荷载规范对建筑物的风荷载进行了详细的计算方法和规定，包括建筑物的风压系数、面积系数和高度系数等。根据建筑物的高度、形状和所处地区的气候条件，结构设计师可以计算出风荷载的大小和分布，以确定建筑结构的抗风能力。

雪荷载主要是指积雪对建筑物表面施加的压力，对于处于寒冷地区或高海拔地区的建筑结构来说尤其重要。荷载规范提供了不同种类的建筑物在不同雪区的雪荷载计算方法，包括建筑物形状系数、地区系数和塑性指数等。结构设计师可以根据当地的气候条件和雪量数据，计算出建筑物的雪荷载，以确保结构安全。地震荷载是指地震对建筑物产生的震动力量，是建筑结构设计中的重要考虑因素之一、荷载规范根据建筑物所处地震烈度和设计地震水平提供了详细的地震荷载计算方法。结构设计师可以根据地震烈度参数、设计地震水平和建筑物的类别等，计算出建筑物的地震荷载，并进行结构设计和抗震措施的选择。

除了上述荷载类型外，荷载规范还包括其他类型的荷载，如温度荷载、流体压力荷载、振动荷载等。结构设计师在进行建筑结构计算和设计时，需要根据不同的荷载规范进行综合考虑，以确定各个荷载类型的作用和分布，确保建筑结构的安全性和稳定性。

2012荷载规范钢结构雨篷计算书.

1 基本参数 .............................................................................................................................................................. 1

1.1 雨篷所在地区： ...................................................................................................................................... 1

1.2 地面粗糙度分类等级： .......................................................................................................................... 1

2 雨篷荷载计算 ...................................................................................................................................................... 1

2.1 玻璃雨篷的荷载作用说明： .................................................................................................................. 1

2.2 风荷载标准值计算： .............................................................................................................................. 2

建筑风荷载规范

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建筑风荷载规范

一说到风荷载作用，相关建筑人士还是比较陌生的，现阶段我国规定的建筑风荷载规范有哪些？以下是本店铺为建筑人士风荷载基本内容，具体内容如下：

本店铺通过本网站建筑知识专栏的知识整理，风荷载基本概况如下：

风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。

建筑风荷载规范：

一、基本风压放大系数

1、高规和荷载规范对风荷载敏感的高层建筑，承载力计算时候基本风压均须提高。

《荷规》条文：需要提高的为高层建筑和高耸结构，以及自重较轻的钢木结构。

《高规》条文：明确需要提高的为高度大于60米高层建筑和高耸结构，对房屋高度不大于60米的高层建筑是否提高，由设计人员根据实际情况确定。

2、《荷规》条文：对风压敏感的高层建筑的维护结构，其重要性比主体相比要低些，可仍取50年重现期的基本风压。假设：主体结构建筑高度80米，设计使用年限100年，计算其维护结构时，基本风压仍按50年来取。

第 2 页共 2 页 3、高规4.2.2条中的1.1的放大系数适用于设计年限50年、100年的均适用。

二、地面粗糙类别：

1、题目中经常给出某城市郊区，而规范上针对郊区的地面粗糙类别没有明确规定。老《荷规》中明确城市郊区为B类，新规范中取消了。但新规范未明确城市郊区是否归入C类。个人认为如果题目中给出城市郊区，如无其他啥特殊条件，仍按B类粗糙度。（此条尚未讨论仅代表本人不成熟意见）

以上是本店铺为中国建筑人士收集整理的关于“建筑风荷载规范”的详细建筑知识介绍。

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