建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與荷載輔導精選(12)

　　五、風荷載

　　風荷載是建筑結(jié)構(gòu)上的一種主要的直接作用，對高層建筑尤為重要。

　　風壓隨高度而增大，且與地面的粗糙度有關(guān);建筑物體型與尺寸不同，作用在建筑物表 畫上的實際風壓力(或吸力)不同;風壓不是靜態(tài)壓力，實際上是脈動風壓，對于高寬比較大的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮風的動力效應(yīng)。

　　1.風荷載標準值及基本風壓

　　垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應(yīng)按下述公式計算：

　　(1)當計算主要承重結(jié)構(gòu)時

　　式中 Wk——風荷載標準值(kN/┫);

　　βz——高度z處的風振系數(shù);

　　μS——風荷載體型系數(shù);

　　μZ——風壓高度變化系數(shù);

　　ω0——基本風壓(kN/n/)。

　　(2)當計算圍護結(jié)構(gòu)時

　　式中 βgz——高度z處的陣風系數(shù)。

　　基本風壓應(yīng)按《荷載規(guī)范》附錄D.4中附表D.4給出的50年一遇的風壓采用，但不得小于0.3kN/┫：，

　　對于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對風荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu)，基本風壓應(yīng)適當提高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范具體規(guī)定。

　　2.地面粗糙度與風壓高度變化系數(shù)μZ

　　對于平坦或稍有起伏的地形，風壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表11-8確定。

　　地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：

　　(1)A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);

　　(2)B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);

　　(3)C類指有密集建筑群的城市市區(qū);

　　(4)D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。

　　從表1-9中，可以看出：

　　1)當?shù)孛娲植诙阮悇e相同時，離地面越高，μZ值越大，但當達到一定高度后，μZ越接近以至相同;

　　2)對同一高度，μZ則A區(qū)>B區(qū)>C區(qū)>D區(qū)，但當≥450m后，其值相同;

　　3)表中μZ變化為從0.62至3.12，當離地面5～lOm高，B類時，μZ=1.0。

　　3.風荷載體型系數(shù)μS

　　風速只是代表在自由氣流中各點的風速。氣流以不同形式在房屋表面繞過，房屋對氣流形成某種干擾，因此房屋設(shè)計時不能直接以自由氣流的風速作為結(jié)構(gòu)荷載。

　　風壓在建筑物各表面上的分布是不均勻的，設(shè)計上取其平均值采用。

　　一般地，在房屋的迎風墻面上，墻面受正風壓(壓力);在背風墻面上受負風壓(吸 力);在側(cè)墻面上受負風壓;在屋面上，因屋面形狀的不同，風壓可表現(xiàn)為正風壓或負風壓。

　　《荷載規(guī)范》規(guī)定的房屋風荷載體型系數(shù)可按表1-10采用。

　　注：①表圖中符號→表示風向;+表示壓力;—表示吸力。

　　2表中的系數(shù)未考慮鄰近建筑群體的影響。

　　表11-9中未列入的房屋類別，詳見《荷載規(guī)范》。

　　4.風振系數(shù)βZ

　　《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于基本自振周期T1大于0.25s的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu)，以及高度大于30m且高寬比大于1.5的高柔建筑，均應(yīng)考慮風壓脈動對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風向風振的影響。

　　順風向風振系數(shù)值大于1。其值與脈動增大系數(shù)、脈動影響系數(shù)、振型系數(shù)有關(guān)。其值計算詳見《荷載規(guī)范》的規(guī)定。

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