建筑结构设计方法与荷载辅导精选(12)

　　五、风荷载

　　风荷载是建筑结构上的一种主要的直接作用，对高层建筑尤为重要。

　　风压随高度而增大，且与地面的粗糙度有关;建筑物体型与尺寸不同，作用在建筑物表 画上的实际风压力(或吸力)不同;风压不是静态压力，实际上是脉动风压，对于高宽比较大的房屋结构，应考虑风的动力效应。

　　1.风荷载标准值及基本风压

　　垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：

　　(1)当计算主要承重结构时

　　式中 Wk——风荷载标准值(kN/┫);

　　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;

　　ω0——基本风压(kN/n/)。

　　(2)当计算围护结构时

　　式中 βgz——高度z处的阵风系数。

　　基本风压应按《荷载规范》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/┫：，

　　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，并应由有关的结构设计规范具体规定。

　　2.地面粗糙度与风压高度变化系数μZ

　　对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表11-8确定。

　　地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

　　(1)A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;

　　(2)B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;

　　(3)C类指有密集建筑群的城市市区;

　　(4)D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

　　从表1-9中，可以看出：

　　1)当地面粗糙度类别相同时，离地面越高，μZ值越大，但当达到一定高度后，μZ越接近以至相同;

　　2)对同一高度，μZ则A区>B区>C区>D区，但当≥450m后，其值相同;

　　3)表中μZ变化为从0.62至3.12，当离地面5～lOm高，B类时，μZ=1.0。

　　3.风荷载体型系数μS

　　风速只是代表在自由气流中各点的风速。气流以不同形式在房屋表面绕过，房屋对气流形成某种干扰，因此房屋设计时不能直接以自由气流的风速作为结构荷载。

　　风压在建筑物各表面上的分布是不均匀的，设计上取其平均值采用。

　　一般地，在房屋的迎风墙面上，墙面受正风压(压力);在背风墙面上受负风压(吸 力);在侧墙面上受负风压;在屋面上，因屋面形状的不同，风压可表现为正风压或负风压。

　　《荷载规范》规定的房屋风荷载体型系数可按表1-10采用。

　　注：①表图中符号→表示风向;+表示压力;—表示吸力。

　　2表中的系数未考虑邻近建筑群体的影响。

　　表11-9中未列入的房屋类别，详见《荷载规范》。

　　4.风振系数βZ

　　《荷载规范》规定，对于基本自振周期T1大于0.25s的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔建筑，均应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

　　顺风向风振系数值大于1。其值与脉动增大系数、脉动影响系数、振型系数有关。其值计算详见《荷载规范》的规定。

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