抗风设计计算
抗风设计计算
文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
抗风设计计算
1.太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为40m/s（相当于十级台风），依据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有565 Pa。所以组件本身是完全可以承受40 m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓固定连接。
2.路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下：
电池板倾角A=16°，灯杆高度=4米
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径Φ218
焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为
PQ=【5000+（218+6）/tan16°】*sin16°=1616mm=。所以，风载荷在灯杆破坏面上的作用矩M=F*
根据40 m/s的设计最大允许风速，50W的单灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为630N。考虑的安全系数，F=*630=819N。
所以，M=F*=819*=1323N·m。
根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3）
上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3）
=π*(3*105*105*4+3*105*16+64)=137404mm3 =*10-6m3
风载荷在破坏面上作用矩引起的应力为=M/W =1323（*10-6）=*106Pa=＜＜215 MPa
其中，215 MPa是Q235钢的抗弯强度。
所以灯杆及太阳能组件均满足抗风技术要求。
窗抗风载荷计算
窗抗风载荷计算 一、计算依据 二、风荷载计算 1、基本情况：门窗计算风荷最大标高取70米；根据工程所处的地理位置，其风压高度变化系数按C类算。平开窗的受力杆件MQ25-24a最大计算长度为2400mm，杆件两边的最大受力宽度为:1375mm,；推拉窗的受力杆件QLC30-25最大计算长度为:1960mm，杆件两边的最大受力宽度为1480mm。 2、风荷载标准值的计算 风荷载标准值ωk=βzμSμZωO (资料③P24式 ωk—风荷载设计标准值 βZ—高度Z处的阵风系数， (资料③P44表 μS—风荷载体型系数，取μS =0.8 (资料③P27表 ωO—基本风压，取ωO =0.7KPa (资料③全国基本风压分布图) μz—风压高度变化系数, （资料③P25表 风荷载标准值计算： ωk=βzμSμZωO =1.66×0.8×1.45×0.7=1.35KPa 三、主要受力构件的设计及校核 1、受力构件的截面参数 根据（ BH^3-bh^3 ）/12 Ix=0.0491(D4 – d4 ) (资料④P112表1-63) Ix1=Ix+a2 F W=I/h (资料④P106表1-62) 则平开窗的受力构件的惯性矩I为118684m4,抗弯模量为5395 m3；推拉窗的受力构件的惯性矩I为119638.67m4，抗弯模量为7477.42m3。
2、受力构件的设计 根据挠度计算公式：μmax = 5qL^4 /（384EI） (资料②P494表5-31) 其中线荷载计算值：q = awk /2 (资料②P494) 装单层玻璃时，型材许允挠度：μmax< L /120，且绝对挠不大于15mm（资料③） 则有：5awk L^4 /（2x384EI）
抗风柱计算书
#、#抗风柱计算书 ------------------------------- | 抗风柱设计| | | | 构件：KFZ1 | | 日期：2012/11/09 | | 时间：09:09:59 | ------------------------------- ----- 设计信息----- 钢材等级：Q235 柱距(m)：8.800 柱高(m)：7.440 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=300*250*250*6*10*10
铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.440 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》容许挠度限值[υ]: l/400 = 18.600 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.400 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.000 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 考虑墙板荷载 风载、墙板荷载作用起始高度y0(m)：0.000 ----- 设计依据----- 1、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)
2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002) ----- 抗风柱设计----- 1、截面特性计算 A =6.6800e-003; Xc =1.2500e-001; Yc =1.5000e-001; Ix =1.1614e-004; Iy =2.6047e-005; ix =1.3186e-001; iy =6.2444e-002; W1x=7.7428e-004; W2x=7.7428e-004; W1y=2.0837e-004; W2y=2.0837e-004; 2、风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.520 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.520 3、墙板荷载计算 墙板自重(kN/m2) : 0.200 墙板中心偏柱形心距(m): 0.260 墙梁数: 6
大跨度结构的抗风设计
大跨度结构的抗风设计 摘要：大跨度结构设计中风荷载是控制荷载之一。由于其在风荷载和结构特性方面的复杂性，至今还没有建立像高层建筑那样有效的风荷载分析方法。本文回顾总结国内外大跨度结构抗风设计方法，并指出其存在的不足，进一步分析这种结构的破坏形式及有关的抗风措施。 关键字：风荷载，风压分布，风振响应，风洞试验，抗风措施 Abstract: the big span structure design stroke is one of the load load control. For the wind load and structure characteristics of complexity, so far no set up like that effective high-rise building wind load analysis method. This paper reviewed and summarized up big span structure wind design method, and points out the existing problems and further analyses the structure, the destroy form of wind resistance and relevant measures. Key word: wind loading, wind pressure distributions, wind vibration response, wind tunnel test, wind measures 1. 引言 借着2008年北京奥运会和2010年上海世博会的契机，在中国掀起了一股修建大跨度体育馆（场）的热潮，出现了像“鸟巢”、“水立方”等跨度大、建筑新颖、结构复杂的建筑物。DavenPort[1]曾经说过，如果没有风，结构尤其是大型结构的设计将会容易很多，造价也会低很多。这些大跨度结构受力复杂，质量较轻、阻尼较小，处于湍流度高的低矮大气边界层中，其风致动力响应较为明显，很多时候已经不能单纯地依据规范进行设计，特别是这些结构的抗风设计几乎是无据可依。这时，大跨度空间结构的抗风设计成为衡量结构师水平的一个重要标志。 2大跨度结构抗风设计基本方法 建筑结构的抗风研究是个系统工程[2]，在大跨度结构的抗风研究中，风工程研究人员的主要任务就是从外形迥异的建筑形式中归纳出结构表面风压分布的规律，解释风压分布的机理，通过结构风致响应的分析获得等效静风荷载。 图2.1结构抗风研究的主要流程
抗风计算书
西南交通大学 第三届研究生结构设计竞赛（结构抗风组） 设计理论方案
目录 一设计说明书 (3) 1 设计概况 (3) 1.1基本概况 (3) 1.2加载过程 (3) 1.3 设计材料 (3) 1.4 设计要求 (3) 1.5使用工具 (4) 2方案构思 (4) 2.1 结构类型简介 (4) 2.2结构力学性能简介 (5) 2.3结构选型 (5) 3 制作流程 (5) 4特色处理 (5) 二方案设计图 (6) 三计算说明书 (7) 1模型的整体受力计算 (7) 2模型材料参数及风荷载计算 (7) 3静力计算结果分析 (8) 3.1结构变形图 (8) 3.2结构轴力图 (9) 3.3.结构弯矩图 (10) 3.4.底部剪力图 (12) 3.5结构扭转变形图 (12) 4结构动力特性 (13) 5 结构优化处理方案 (14) 参考文献 (14)
一设计说明书 1 设计概况 1.1基本概况 本次竞赛题目为“研究生结构抗风竞赛”。竞赛内容包括：结构设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型风洞试验。其中模型加载项目包括4.5m/s的风速，6.5m/s的风速，9.5m/s的风速，风向垂直于广告牌，在风洞实验室进行加载。 1.2加载过程 （1）首先施加4.5m/s的风速作为预载，风向垂直于广告牌。观察模型的响应。 （2）在预载的基础上，将风速提升至6.5m/s，风向垂直作用于广告牌正面。采用激光位移计测量模型的动态位移。位移测试的时间为32s。 （3）在第一阶段6.5m/s的风速基础上，再将风速提升至9.5m/s。采用激光位移计测量模型的平均位移和动态位移。位移测试的时间为32s。 1.3 设计材料 组委会将统一提供桐木条（4×3mm）、铅发丝线和AB胶，广告牌，底板5种材料，各参赛队设计、制作模型仅限于使用以上材料，除此之外不得自行使用其他材料。 其中桐木条尺寸为：4mm×3mm×97mm，广告牌的规格尺寸为：600mm（长）×300mm （宽）×3mm（厚）；木质底板规格为：250mm（长）×250mm（宽）×10mm（厚）。 1.4 设计要求 结构的类型不限，高度为1.2m（含广告牌在内），正负误差不超过1cm。底部尺寸要求在（150×150）mm 范围内，形状不限，但不可超出此范围。 如图所示；
10米路灯抗风强度校对5mm
10米太阳能路灯抗风强度校核一、计算依据
1．风速V=120km/h(十二级风) 2．基本风压W0= 3. 整基杆风振系数取 3．设计计算依据： ①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 ②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002 ③、《钢结构设计规范》GB50017-2003 ④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90 二、设计条件 ⑴．基本数据：170W硅铁模块距地面高度10m，面积1.34m2 ,每块重量45kg,220W硅铁模块距地面高度7m，面积1.74m2 ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形，灯杆上口径直径d为120mm，底部下口径直径D为260mm，厚度δ=5mm。法兰厚度为20mm,直径500mm。材料为Q235钢，屈服强度为f屈=240N/mm2，灯杆高度为10m，路灯含模块灯头总重为380kg。 二、灯柱强度计算 1．风载荷系数 W K=βz·μs·μz·u r·W0 式中：W K—风荷载标准值（KN/m2）； 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；
μr—高耸结构重现期调整系数，对重要的高耸结构取。⑴．太阳能板：高度为10m和7m， 风压高度变化系数μz取， 风荷载体型系数μs = μr= 整基杆风振系数βz取 灯盘风载荷系数W K1=βz·μs·μz·ur·W0 =××××=m2 ⑵．灯杆：简化为均布荷载 风压高度变化系数μz取 风荷载体型系数μs = μr= 整基杆风振系数βz取 灯杆风载荷系数W K2=βz·μs·μz·ur·W0 =××××=m2 2．太阳能板及灯杆迎风面积 S太阳能板1=+×Sin22°=㎡ S太阳能板2=×Sin22°=㎡ S灯杆=+×10/2=㎡ 3．内力计算 弯矩设计值：M=M灯盘+M灯杆 M=γQ×WK1×S太阳能板×10m+γQ×WK2×S灯杆×5m
太阳能路灯抗风设计
2.3.2 抗风设计 在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。 ⑴太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 ⑵路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下： 电池板倾角A = 16o 灯杆高度= 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm 灯杆底部外径= 168mm 如图3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计
算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ = [5000+（168+6） /tan16o]×Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。 根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数， F = 1.3×730= 949N。 所以，M = F×1.545= 949×1.545= 1466N.m。 根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π× （3r2δ＋3rδ2＋δ3）。 上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。 破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3） =π×（3×842×4＋ 3×84×42＋43）= 88768mm3 =88.768×10－6 m3 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W = 1466/（88.768×10－ 6）=16.5×106pa=16.5 Mpa＜＜215Mpa 其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。 所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。
风压计算方法
下面我们就来讨论风压的计算问题。 我们知道，风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。根据伯努利方程得出的风－压关系，风的动压为 wp=0.5·ro·v2 (1) 其中wp为风压[kN/m2]，ro为空气密度[kg/m3]，v为风速[m/s]。 由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用这一关系，得到 wp=0.5·r·v2/g (2) 此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 [kN/m3]。纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s2], 我们得到 wp=v2/1600 (3) 此式为用风速估计风压的通用公式。应当指出的是，空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。一般来说，r/g 在高原上要比在平原地区小，也就是说同样的风速在相同的温度下，其产生的风压在高原上比在平原地区小。 现在我们将风速代入(3), 10 级大风相当于 24.5-28.4m/s, 取风速上限 28.4m/s, 得到风压wp=0.5 [kN/m2], 相当于每平方米广告牌承受约51千克力。 级现象米/秒 1 烟能表示风向。 0．3～1．5 2 人面感觉有风，树叶微动。 1．6～3．3 3 树叶及微技摇动不息，旌旗展开。 3．4～5．4 4 能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动。 5．5～7．9 5 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波。 8．0一10．7
6 大树枝摇动，电线呼呼有声，举伞困难。 10．8～13.8 7 全树动摇，迎风步行感觉不便。 13．9～17．l 8 微枝折毁，人向前行感觉阻力甚大。 17．2～20．7 9 草房遭受破坏，大树枝可折断。 20．8～24．4 10 树木可被吹倒，，一般建筑物遭破坏。 24．5～28．4 11 陆上少见，大树可被吹倒，一般建筑物遭严重破坏。 28．5～32．6 12 陆上绝少，其催毁力极大。 32．7～36．9 13 37．0～41．4 14 41．5～46．1 15 46．2——50．9 16 51．0～56．0 17 56．1——61．2 基本风压(KN/m2) 相当抗风能力(级别) 观测高度距地 0.35 7 10米 0.40 8 10米 0.50 9 10米 0.60 10 10米 0.70 11 10米 0.85 12 10米
抗风柱计算结果
抗风柱计算结果 ------------------------------- | 抗风柱设计 | | | | 构件：KFZ1 | | 日期：2003/08/16 | | 时间：08:10:43 | ------------------------------- ----- 设计信息 ----- 钢材等级：Q345 柱距(m)：7.000 柱高(m)：12.500 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=300*200*200*6*8*8 铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：6.000 风载信息： 基本凤压W0(kN/m2)：0.350 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 凤压高度变化系数μz：1.140 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 墙板自承重 ----- 设计依据 ----- 1、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001） 2、《钢结构设计规范》（GBJ 17-88） ----- 抗风柱设计 ----- 1、截面特性计算
A =4.9040e-003; Xc =1.0000e-001; Yc =1.5000e-001; Ix =7.9681e-005; Iy =1.0672e-005; ix =1.2747e-001; iy =4.6649e-002; W1x=5.3121e-004; W2x=5.3121e-004; W1y=1.0672e-004; W2y=1.0672e-004; 2、风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 2.793 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -2.793 3、柱上各断面内力计算结果 △组合号 1：1.35恒+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 6.455 5.917 5.379 4.841 4.303 3.765 3.227 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 2.690 2.152 1.614 1.076 0.538 0.000 △组合号 2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -23.336 -42.428 -57.278 -67.885 -74.250 -76.371 轴力(kN) ： 5.738 5.260 4.781 4.303 3.825 3.347 2.869 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -74.250 -67.885 -57.278 -42.428 -23.336 0.000 轴力(kN) ： 2.391 1.913 1.434 0.956 0.478 0.000 △组合号 3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -14.001 -25.457 -34.367 -40.731 -44.550 -45.823 轴力(kN) ： 5.738 5.260 4.781 4.303 3.825 3.347 2.869 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -44.550 -40.731 -34.367 -25.457 -14.001 0.000 轴力(kN) ： 2.391 1.913 1.434 0.956 0.478 0.000 △组合号 4：1.2恒+1.4风吸+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 23.336 42.428 57.278 67.885 74.250 76.371
建筑结构抗风设计
体育场网架屋盖结构风振浅析 XXX （学校，南京，210016） 摘要：伴随着的材料科学发展和土木工程施工工艺的进步，新建的体育场看台多用外形美观、结构新颖的大跨度柔性结构方向发展，这不仅满足了结构使用功能的需要，同时也给观众提供了开阔的视野。大跨度网架屋盖结构在风荷载下会受到强大的吸力，并引起柔性屋面的振动。本文简要介绍了大跨结构表面风压分布特征，风致破坏机理和风洞试验在大跨屋盖结构的应用。 关键词：大跨网架屋盖结构；风致破坏；风洞试验 A Brief Analysis of Study on Wind Induced Dynamic Response of Long Span Grid Roof Structures XXX ( College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics ＆ Astronautics, Nanjing, 210016, China) Abstract：Along with the development of science and technology，the stands of stadium are often covered with long—span flexible roof structures with beautiful shapes and new structural systems.It not noly meets the function of use,but also provide the audience with good view.When wind flows around roofs,the airflow will be separated to form a high suction zone，and the flexible roofs will suffer from wind—induced buffeting response.The article made a brief introduction of the issue Key words：Long-span grid structures；wind damage；wind tunnel test 引言 风灾是自然灾害的主要灾种之一，虽然其作用幅度比一般地震荷载小，但其作用频度却比地震荷载高得多。随着结构规模的增加，风荷载变得越来越重要，以至于最后成为结构设计中控制性荷载，近年来，国内外建造了大量的重大工程建筑结构，在这些重大工程的设计中，强风作用下结构的风荷载往往决定着结构的安全性能。典型的实例是大跨度网架屋盖结构，此类结构不断出现在体育场馆、机场、文体活动中心和展览馆等大型公共建筑中。国内著名的大悬挑屋盖体育场有上海虹口足球场、青岛体育中心、上海八万人体育场以及台州体育中心主体育场等，国外实例有意大利罗马体育场、美国亚特兰大奥运会主体育场、加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场等。此类建筑造价颇高，作为公共建筑，社会效益显著，多为当地标志性建筑。 此类体育场屋盖具有质量轻、跨度大、柔性大、阻尼小、自振频率低的特点，而且这类结构往往比较低矮，在大气边界层中处于风速变化大、湍流度高的区域，再加上屋顶形状多不规则，绕流和空气动力作用十分复杂，风在体育场内形成了一个大的三维空间的非定常湍流场，体育场内风流动的机理很复杂，所以这种大跨屋盖对风荷载十分敏感。风荷
建筑门窗的抗风压计算书
一、计算依据 二、风荷载计算 1、基本情况：门窗计算风荷最大标高取70米；根据工程所处的地理位置，其风压高度变化系数按C类算。平开窗的受力杆件MQ25-24a最大计算长度为2400mm，杆件两边的最大受力宽度为:1375mm,；推拉窗的受力杆件 QLC30-25最大计算长度为:1960mm，杆件两边的最大受力宽度为1480mm。 2、风荷载标准值的计算 风荷载标准值ωk=βzμSμZωO (资料③ ωk―风荷载设计标准值 βZ―高度Z处的阵风系数，(资料③ μS―风荷载体型系数，取μS =0.8 (资料③ ωO―基本风压，取ωO =0.7KPa (资料③全国基本风压分布图) μz―风压高度变化系数, （资料③ 风荷载标准值计算： ωk=βzμSμZωO =1.66×0.8×1.45×0.7=1.35KPa
三、主要受力构件的设计及校核 1、受力构件的截面参数 根据（BH^3-bh^3 ）/12 Ix=0.0491(D4 3 建筑门窗的抗风压计算 一、概况 1.1计算依据 风荷载标准按GB50009-2001《建筑结构荷载》的规定计算 任何材料制作的门窗玻璃按JGJ113-2003《建筑玻璃应用》的规定计算 玻璃幕墙按JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》的规定计算 建筑外窗抗风强度计算方法 1.2说明 什么是围护结构呢？指建筑物及房间的围档物，包括墙壁、挡板等，按是否与室内外空气分割而言，包括内外围护结构，有透明与不透明之分。 “对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构具体规定。”提出了几个问题：一、高层建筑，二、高耸结构，三、比较敏感的其他结构，四、有关的规范。如何理解和应用的问题。 高层建筑：定义、基准，可从下列资料中找到。 JGJ37-87 《民用建筑设计通则》 GB50096-99 《住宅设计规范》 GB50045-95 《高层民用建筑设计防火规范》 GBJ 16-87 《建筑设计防火规范》 JGJ 3-2002 《高层建筑混凝土结构技术》 有一句基本雷同的说法：在通则与防火等规范中指出为： 居住建筑大于10层（约30M） 公用建筑大于24M 在JGJ3中定义为：10层及10层以上或房屋高度大于28M的建筑物。 高耸结构 在GBJ135-90中规定，如电视塔、发射塔、微波塔、拉绳桅杆、石油化工塔、大气污染检测塔、烟囱、排气塔、碾井架等。 有的塔有可能使用门窗、幕墙，例如上海、北京等地电视塔等。 有关结构设计规范 建筑风荷载标准值宜按计算值加大10％采用。 换句话讲，也就是玻璃承载能力要降低10％。风荷载标准值起点为0.75kPa；但比门窗产品抗风压检测标准
建筑结构抗风设计
建筑结构抗风设计在如今经济高速发展的同时，建筑的高度也飞速增高，而且建筑体型越来越复杂。高楼引来“风速杀手”。由于高层、超高层建筑鳞次栉比而引发峡谷效应，使城市街道风速加大，以致危及行人和行车安全。这种峡谷效应还表现在某些高楼部分外墙表面因风速过大产生巨大负压，玻璃幕墙或大墙板块会像雪崩一样脱落，高档门窗等也常常会发生突然崩塌、坠落伤人事故。所以，建筑高度的增高和复杂的体型使得建筑结构抗风设计的难度也在不断提高。我们要明白风对建筑的危害机理才能更好地进行抗风设计。风是紊乱的随机现象。风对建筑物的作用十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建筑物风作用的计算方法；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人和商店有很大影响；当附近还有别的高层建筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道也会造成危害。风对建筑物表面的作用力大小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。 我国是世界上遭受台风灾害最为严重的国家之一,每年因台风灾害造成的经济 损失十分惨重。城市各类建筑物的损坏与倒塌是风灾直接损失的主要组成部分,快速预测和评估城市建筑物遭受风灾后的损伤情况,对城市防灾减灾工作至关重要,也是目前土木工程领域急待解决的一个问题。接下来让我们看一些比较成功的抗风设计的实例。 1974年美国芝加哥建成443m高（加上天线达500m）110层的西尔斯大楼成为当时世界最高的建筑，纽约的世界贸易中心大厦(412m，110层)只能让位，退居第二。大楼由9个标准方形钢筒体(22．9mx22．9m）组成。该结构由SOM设计．建筑师为FazlurKahn。建造到52层减少2个简体．到67层再减少2个简体．到92层再
(建筑门窗抗风压性能等级计算)
致： 华联房地产公司壹号公馆建设单位工作联系涵 建筑幕墙抗风压性能等级确定 1、工程条件 1) 工程所在省市：湖南 2) 工程所在城市：长沙 3）风压高度变化系数μz: A类地区：μZ=1.379 * (z / 10) ^ 0.24,z为安装高度； B类地区：μZ=(z / 10) ^ 0.32,z为安装高度； C类地区：μZ=0.616 * (z / 10) ^ 0.44,z为安装高度； D类地区：μZ=0.318 * (z / 10) ^ 0.6,z为安装高度； 4) 地面粗糙度类别：C类（有密集建筑群的城市市区取值） 2、风荷载标准值计算 1）基本风压 W0=0.35KN/m^2(按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m^2)。 2）阵风系数 βgz= 1.6，离地面高度按100m记（按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001表7.5.1规定）。
3）局部风压体型系数 μsl=0.8，（按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001第7.3.3条及表7.3.1规定）。 4）风荷载标准值 Wk = βgz*μsl*μZ*w0=1.6*0.8*1.7*0.35=0.76 3、抗风压性能等级 门窗的综合抗风压能力为:Qmax=11.06N/mm^2 (按《建筑门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008) 建筑门窗抗风压性能分级表 根据《建筑门窗》GB/T21086-2008表12，P3=1，次建筑门窗抗风压性能分级为1级即可满足规范要求。 本设计检测门窗抗风压性能等级有原来的4级改为2级，符合规范及标准要求。 建设单位签章：设计单位签章： 2011年月日 2011年月日
12m路灯灯杆抗风、抗挠强度计算
12m 路灯灯杆抗风、抗挠技术 1、已知条件 1.1 最大风速 Vm=35m/s (P 风压：ω0＝0.81KN/m 2) 1.2 材料 材质符合Q235（A3）/Q345 1.3 许用应力［σ］=210Mpa(《钢结构设计规范》)（Q235） 许用应力［σ］=345Mpa(《钢结构设计规范》)（Q345） 1.4 弹性模量：E= 2.06×1011N/M 2(《机械设计手册》) 1.5 灯管外形为选用Q235钢管焊接，100*200，壁厚分别为4mm. 1.6 灯体自重10kg ，杆重 500 kg 2、迎风面积 2.1 S 灯体= 0.1m 2 2.2 S 灯杆= 6m 2 3、结构自振周期 I= ?64π (0.174-0.1724)=8.5×10－6m 4 A=?4π (0.172-0.1722)=0.0022m 2 T1=3.63×)236.0(3AH m EI H ρ+ =0.56s T1>0.25s 采用风振系数来考虑，风压脉动的影响。 4、风振系数βz 4.1 基本风压 ω0T 12= 0.81×0.562 =0.254kN/ m 2 ∴脉动增大系数 ξ ＝2.10
4.2 风压脉动和风压高度变化的影响系数 ε1 ＝0.75 4.3 振型、结构外形影响系数 ε2＝0.76 ∴β ＝1＋ξ ·ε1?ε2＝2.20 5、顶端灯具大风时的风荷载： （u τ 取1.3） F1＝βzUsUzU τ灯体S ?0ω ＝2.20×0.9×1.3×1.0×0.81×0.15 ＝0.31KN 6、灯杆大风的风荷载： F2＝βzUsUzU τ杆S ?0ω ＝2.20×0.7×1.0×1.1×0.81×1 ＝1.40KN 7、灯杆距底法兰处所受的最大弯矩： M 总＝0.31×8＋1.40×4＝8.08KN ·m 8 、灯杆底端（危险截面即筋板上部开孔处的截面） 风压弯曲应力 σb σb = S M 总 = 3 4417.0)162.017.0(098.004.8m m KN -?? =87MPa σb <[ σb ]=210Mpa 结论：结构设计是满足国家相关设计规程的要求是安全的。
超高层建筑结构抗风性能研究
超高层建筑结构抗风性能研究 发表时间：2018-11-27T11:18:27.293Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：白旭涛1 袁王辉2 李超然3 [导读] 在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。 白旭涛1 袁王辉2 李超然3中国启源工程设计研究院有限公司陕西省西安市 710018摘要：高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。 关键词：超高层；建筑结构；抗风；性能 1高层建筑结构抗风设计理论高层建筑一般具备较大的高宽比，同时其抗侧刚度较小；并且地震作用和风荷载都是其主要承担的水平荷载。相比较地震作用，风荷载出现的频率比较高。所以，在高层建筑结构中，主要设计的荷载是风荷载。 1.1基于性能的结构抗风设计理论 基于性能的结构抗风设计理论，主要目标是在不一样强度水平风振的影响下，对建筑结构的安全和舒适度进行有效的控制，从而确定不同性能水准，确保在整个生命周期内的建筑物，在承担可能会出现的风振作用下，其总体成本费用是最小的。 1.2结构风振性能水准 1. 2.1风振系数 作为我国目前使用得荷载规范的一个重要系数，风振系数对风载值的作用比较大。 1.2.2人体舒适度 在侧向力的影响下，高层建筑会出现振动的情况，如果振动处于某一个限值时，人们会产生不舒服的感觉。人体得舒服度可以分为六个不同的等级，分别是无振感、轻微振感、中等振感、烦恼和非常烦恼以及无法忍受。 1.2.3结构风振性能水准 性能水准，主要是指所设计的建筑物，在可能会遭受的特定风作用下，所明确的最大容许舒服度，或者所容许的最大破坏度。主要是从舒适度和变形两个方面确定性能水准的指标。 1.3结构性能目标 性能目标，主要指的是所设计的建筑物，在设计风压等级的需求下，满足性能水准的总和。结构性能目标，要综合考虑建筑物的使用要求、功能要求的重要性等等要素。 1.4结构抗风计算 1.4.1理论计算 在计算分析的工作中：①要充分的考量结构的线性，同时要充分的考量非线性恢复力特性，从而完成模型分析工作；②选择科学的计算方法，计算模拟风场，同时分析风振的动力时程；③按照不一样的性能目标，选择有效的分析方法；④推广实用性较强和容易掌握的计算方法，降低计算量，重视前后处理软件程序的开发和利用工作。 1.4.2风洞试验 风洞试验的主要目标，是对大气边界层风对建筑物产生的作用进行测量。高楼会导致比较强的地面风，对地面的破坏作用也比较大；如果高层建筑集聚在一起，群体效应会危害建筑物和建筑物之间的通道，上述情况都可以利用风洞试验完成分析工作。 2提高超高层建筑稳定性的相关方法超高层建筑会有正常的摆动，顶层会有一个自动配重的装置，主要用于预防地震。这个配重装置的学名叫做风阻尼器(tunedmassdump-er)。这是一个几百吨重的悬挂在楼顶部的大铁球，它调整了房屋的共振频率，使房屋在强风，地震情况下减少震动幅度，调整振动频率避免共振。房屋在大风中引起的晃动，包括建造过程中，是主要靠地基来保证建筑的整体完整性的。超大型建筑的保险系数是很高的，比一般小高层之类的要稳得多。另外在结构较高时，风阻尼器的安装，会减少震动幅度，也是为了减少人在内部活动的眩晕感，对于建造好的建筑结构如何做抗震与抗风设计的。建造过程中，并不是抗震的最不利状态。所以在设计过程中，有一个原则或者方法:对最不利状态进行设计。所谓最不利，就是各种情况下，对结构物危害最大的情况。一个结构物，受力状态多种多样，设计者不可能对每一个状态都进行计算，只能选择最不利的状况进行设计计算。最不利状况没有问题了，那么其他状况也就自然满足。值得指出的是，与最优化问题类似，通常也没法找到最不利(对应全局最优)的状况，只能找到若干个次不利(对应局部最优)的状况，以此作为依据进行结构稳定设计。回到这个问题本身，在建造过程中，如果将施工辅助设施牢固的固定在建筑物上，这时候如果发生地震，似乎并不是结构的最不利状况。因为地震荷载与几个因素有关，结构物的质量，结构物的刚度，结构物的高度。在建筑物达到最高处，建造完毕时，此时结构物的质量最大，刚度最小，高度最高。这时候，似乎才是结构物的最不利状况。这时候，抗震性能满足要求，那么建造过程中的抗震性能就自然满足了。 3高层建筑结构抗风措施 3.1横向风控制 高层建筑具有高而柔的特点，其一阶自振频率往往与风荷载峰值频率比较接近，在风荷载作用下很容易产生强烈的共振效应，导致结构响应放大。从横风向风力形成以及横风向响应的特点来看，控制横风向风致响应可以采用气动措施和结构措施。气动措施包括：减小横风向风力和改变建筑周边漩涡脱落频率，改变横风向风力功率分布；结构措施包括改变结构刚度或改变结构阻尼。 3.1.1气动措施
抗风设计计算
抗风设计计算 1.太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为40m/s（相当于十级台风），依据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有565 Pa。所以组件本身是完全可以承受40 m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓固定连接。 2.路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下： 电池板倾角A=16°，灯杆高度=4米 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径Φ218 焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ=【5000+（218+6）/tan16°】*sin16°=1616mm=1.616m。所以，风载荷在灯杆破坏面上的作用矩M=F*1.616 根据40 m/s的设计最大允许风速，50W的单灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为630N。考虑1.3的安全系数，F=1.3*630=819N。 所以，M=F*1.616=819*1.616=1323N·m。 根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3） 上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。 破坏面抵抗矩W=π*（3r2δ+3rδ2+δ3） =π*(3*105*105*4+3*105*16+64)=137404mm3 =137.404*10-6m3 风载荷在破坏面上作用矩引起的应力为=M/W =1323（137.404*10-6）=12.5*106Pa=12.5MPa＜＜215 MPa 其中，215 MPa是Q235钢的抗弯强度。 所以灯杆及太阳能组件均满足抗风技术要求。
基础抗风计算书
附件4 XX拌和站基础计算书 XX混凝土拌合站，配备HZS120k拌和机两套，每套搅拌楼设有5个储料罐，按照厂家提供图纸，3.2米储料罐自重12t.单个3.2米储料罐在装满建筑材料时按(110t=)1100kN荷载计算。 根据《建筑地基基础设计规范》第3.0.2条根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上不结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 4.“对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构造物，尚应验算其稳定性”； 故需对砼拌合站配套的储料罐进行以下检算。 一.计算公式 1 .地基承载力 P/A=σ≤σ0 P—储蓄罐重量kN A—基础作用于地基上有效面积mm2 σ—地基受到的压应力MPa
σ0—地基容许承载力MPa 通过查阅相关资料得出该处地基容许承载力σ0=0.20MPa 2．风荷载强度 W=K1*K2*K3*W0=240 Pa W0—风荷载强度Pa，查阅延安地区取W0=300Pa K1=0.8,K2=1.0,K3=1.0 3．基础抗倾覆计算 K c=M1/ M2≥1.50 即满足设计要求 M1—抗倾覆、弯距kN·m M2—倾覆弯距kN·m 二、储料罐地基承载力验算 1．储料罐地基开挖及浇筑 根据制造厂家提供的拌和站设计安装施工图知，现场基础平面尺寸如下：
地基开挖尺寸如图所示，宽度4.8m，砼基础浇注厚度为1.5m。以地基容许承载力为0.2MPa作为计算依据。 2.计算方案 已知砼拌合站储料罐基础开挖深度为2.1m，根据《建筑地基基础设计规范》，不考虑摩擦力的影响，计算时按单个储料罐受力考虑，每个储料罐满仓时集中力P1（满罐）=162t=1620kN，料罐基础平面尺寸为4.5m×4.8m，受力面积为A=21.6m2,基础为C30混凝土，砼重度取25kN/m3，基础砼自重P2=21.6m2×1.50m×25.0kN/m3=810kN，承载力计算示意见下图： P=P1+P2=2430kN 2.1m 基础 4.8m
抗压强度计算2015(DOC)
第四部分外窗的抗风压强度计算 第一节标准与方法 一、相关标准： 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012： ——用于计算建筑物围护结构的风荷载标准值 《建筑外窗抗风压强度、挠度计算方法》（建筑用塑料窗附录B）——用于进行门窗抗风压强度计算、受力杆件挠度校核《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009 ——用于玻璃的设计
《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7016-2008——用于门窗性能检测及性能分级 《门窗、幕墙风荷载标准值》04J906 ——用于直接查询建筑物的风荷载标准值，编制时间较早（2004年按GB50009-2001编制）。三、计算与分级 一）、计算方法有两种： 第一种是挠度校核，即在规定的风荷载标准值作用下，受力杆件的挠度不大于规定值； 第二种是抗风压值计算，即挠度达到最大值（等于L/150，且小于或等于20mm）时的风荷载值。二）、分级 抗风压强度计算与分级可分三步进行：
1、确定建筑物围护结构风荷载标准值。依据《建筑结构荷载规范》GB 50009计算，可由设计院或甲方提供，也可从相关规范、规定获取。。 2、按照《建筑外窗抗风压强度、挠度计算方法》进行门窗受力杆件挠度的校核或门窗抗风压值的计算 3、依据《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113确定玻璃风荷载设计值，并进行玻璃强度计算。 4、按《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》进行级别的判定。 第二节风荷载标准值 一、风荷载标准值的确定 ★甲方或设计院提供（当地有规定的按规定执行）。
★按《建筑结构荷载规范》GB 50009计算确定 按规范计算的风荷载标准值是最小值，根据建筑物的具体情况，可在计算的基础上，乘以安全系数确定。 ★风荷载标准值的直接选用 中国建筑标准设计研究院，在2004年以《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001为依据，编制了《门窗、幕墙风荷载标准值》04J906（虽然荷载规范修订了，也许此图册会修订）。 《门窗、幕墙风荷载标准值》04J906是采用基本风压、地面粗糙度类别、建筑物高度三个参数，查表确定该建筑物的风荷载标准值。 在查表的过程中，没有用到建筑物的体形系数，是因为《门窗、幕墙风荷载标准值》04J906是取最大值计算的，即外表面是按负压区墙角边部位-1.8取值，内表面按+0.2取值的。