第四章風(fēng)荷載

工程荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理第四章風(fēng)荷載第四章風(fēng)荷載

本章內(nèi)容提要

風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系、基本風(fēng)壓的定義和基本風(fēng)壓取值原則;

地面粗糙度對風(fēng)壓的影響、平均風(fēng)壓沿高度變化的規(guī)律以及風(fēng)壓高度變化系數(shù)的確定方法；風(fēng)流經(jīng)建筑物表面時(shí)的氣流分布狀況和建筑物體型對風(fēng)壓分布影響；

結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振(和橫風(fēng)向風(fēng)振)產(chǎn)生的原因及結(jié)構(gòu)抗風(fēng)振設(shè)計(jì)方法；風(fēng)對橋梁的靜力作用和動(dòng)力作用以及對于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)必須考慮結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)的機(jī)理；橋梁靜力風(fēng)荷載計(jì)算。

風(fēng)是空氣相對于地面的運(yùn)動(dòng)。由于太陽對地球各處輻射程度和大氣升溫的不均衡性，在地球上的不同地區(qū)產(chǎn)生大氣壓力差，空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)就形成了風(fēng)。當(dāng)風(fēng)以一定的速度向前運(yùn)動(dòng)遇到建筑物、構(gòu)筑物、橋梁等阻礙物時(shí)，將對這些阻礙物產(chǎn)生壓力。

風(fēng)荷載是工程結(jié)構(gòu)的主要側(cè)向荷載之一，它不僅對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生水平風(fēng)壓作用，還會(huì)引起多種類型的振動(dòng)效應(yīng)。第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識一、風(fēng)的形成第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識二、兩類性質(zhì)的大風(fēng)

1.臺風(fēng)臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上空的一種氣旋。在暖熱帶洋面上空，在合適的環(huán)境下，氣流產(chǎn)生上升和對流運(yùn)動(dòng)。

2.季風(fēng)由于大陸和海洋在一年之中增熱和冷卻程度不同，在大陸和海洋之間大范圍的、風(fēng)向隨季節(jié)有規(guī)律改變的風(fēng)。第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識三、風(fēng)級

為了區(qū)分風(fēng)的大小，根據(jù)風(fēng)對地面(或海面)物體的影響程度將風(fēng)劃為若干等級。風(fēng)力等級（windscale）簡稱風(fēng)級，是風(fēng)強(qiáng)度的一種表示方法。

國際通用的風(fēng)力等級是由英國人蒲福（Beaufort）于1805年擬定的，故又稱蒲福風(fēng)力等級(Beaufortscale)。

由于早期人們還沒有儀器來測定風(fēng)速，因此就按照風(fēng)所引起的現(xiàn)象來劃分等級，最初是根據(jù)風(fēng)對炊煙、沙塵、地物、漁船、漁浪等的影響大小，分為13個(gè)等級（0～12級）。

后來又在原分級的基礎(chǔ)上，增加了風(fēng)速界限，將蒲福風(fēng)力等級由12級臺風(fēng)擴(kuò)充到17級，增加為18個(gè)等級（0～17級）。表4.1蒲福風(fēng)力等級表風(fēng)力等級名稱海面狀況浪高/m海岸漁船征象陸地地面物征象距地10m高處相當(dāng)風(fēng)速一般最高km/hmile/hm/s0靜風(fēng)——靜,煙直上平靜<1<10.0-0.21軟風(fēng)0.10.1煙示風(fēng)向微波峰無飛沫1-51-30.3-1.52輕風(fēng)0.20.3感覺有風(fēng)小波峰未破碎6-114-61.6-3.33微風(fēng)0.61.0旌旗展開小波峰頂破裂12-197-103.4-5.44和風(fēng)1.01.5吹起塵土小浪白沫波峰20-2811-165.5-7.95清勁風(fēng)2.02.5小樹搖擺中浪折沫峰群29-3817-218.0-10.76強(qiáng)風(fēng)3.04.0電線有聲大浪白沫離峰39-4922-2710.8-13.87疾風(fēng)4.05.5步行困難破峰白沫成條50-6128-3313.9-17.18大風(fēng)5.57.5折毀樹枝浪長高有浪花62-7434-4017.2-20.79烈風(fēng)7.010.0小損房屋浪峰倒卷75-8841-4720.8-24.410狂風(fēng)9.012.5拔起樹木海浪翻滾咆哮89-10248-5524.5-28.411暴風(fēng)11.516.5損毀重大波峰全呈飛沫103-11756-6328.5-32.612颶風(fēng)14.0—摧毀極大海浪滔天118-13364-7132.7-36.913134-14972-8037.0-41.414150-16681-8941.5-46.115167-18390-9946.2-50.916184-201100-10851.0-56.017202-220109-11856.1-61.2四、風(fēng)的破壞作用第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識

當(dāng)風(fēng)速和風(fēng)力超過一定限度時(shí)，就會(huì)給人類社會(huì)帶來巨大災(zāi)害。2005年8月23日，卡特里娜颶風(fēng)在在美國新奧爾良以西地區(qū)登陸，登陸時(shí)風(fēng)速達(dá)到225km/h（64.4m／s）。第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識

2007年8月2日13級強(qiáng)暴風(fēng)雨突襲上海國際賽車場，鋼構(gòu)架看臺倒塌。第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識臺風(fēng)“海燕”造成的房屋破壞第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識

英國Ferrybridge電站有8座冷卻塔，每座高116m，直徑93m，其中3座在1965年11月1日由于塔群尾流相互干擾風(fēng)毀。第四章風(fēng)荷載

第一節(jié)風(fēng)的基本知識

美國華盛頓州Tacoma大橋毀于風(fēng)振，該橋?yàn)榭缍?53m懸索橋，1940年在建成后不到4個(gè)月，在風(fēng)速19m/s的大風(fēng)中，由于振顫而風(fēng)力失穩(wěn)。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓一、基本風(fēng)速基本風(fēng)速按以下規(guī)定的條件定義：(1)風(fēng)速高度：風(fēng)速隨高度而變化，離地表越近摩擦力越大，因而風(fēng)速越小?！逗奢d規(guī)范》對房屋建筑取為距地面10m為標(biāo)準(zhǔn)高度；《公路橋規(guī)》對橋梁工程取為距地面20m為標(biāo)準(zhǔn)高度。(2)地形地貌:同一高度處的風(fēng)速與地貌粗糙程度有關(guān)，地面粗糙程度高，風(fēng)能消耗多、風(fēng)速則低。測定風(fēng)速處的地貌要求空曠平坦，應(yīng)遠(yuǎn)離城市，城市中心地區(qū)房屋密集對風(fēng)的阻礙及摩擦均大。

風(fēng)的強(qiáng)度常用風(fēng)速表示，各氣象臺站記錄下的多為風(fēng)速資料。確定作用于工程結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載時(shí)，必須依據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)速資料確定基本風(fēng)壓。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓機(jī)械風(fēng)速儀第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓機(jī)械風(fēng)速儀第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓超聲波風(fēng)速儀電子葉輪式風(fēng)速儀第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓（3）測量時(shí)距

風(fēng)速隨時(shí)間不斷變化，常取某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)速記錄表明，10min的平均風(fēng)速已趨于穩(wěn)定。（4）風(fēng)速樣本

由于氣候的重復(fù)性，風(fēng)有著它的自然周期，我國和世界上絕大多數(shù)國家一樣，取年最大風(fēng)速記錄值為統(tǒng)計(jì)樣本。

第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓（5）重現(xiàn)期:取年最大風(fēng)速為樣本可獲得各年的最大風(fēng)速，每年的最大風(fēng)速值是不同的，為一隨機(jī)變量。工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)在使用過程中幾十年時(shí)間范圍內(nèi)可能遭遇到的最大的風(fēng)速。該最大風(fēng)速不是經(jīng)常出現(xiàn)，而是間隔一段時(shí)間后再出現(xiàn)，這個(gè)間隔時(shí)間稱為重現(xiàn)期。

設(shè)重現(xiàn)期為T0年，則1/T0為超過設(shè)計(jì)最大風(fēng)速的概率，因?yàn)椴怀^該設(shè)計(jì)最大風(fēng)速的概率或保證率p0應(yīng)為：

我國荷載規(guī)范規(guī)定：對一般結(jié)構(gòu)，重現(xiàn)期取50年；對于特別重要和有特殊要求的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，重現(xiàn)期可取100年。橋梁工程結(jié)構(gòu)重現(xiàn)期可取100年。重現(xiàn)期通常俗稱為T0年一遇。(4.1)第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓二、基本風(fēng)壓式中w——單位面積上的風(fēng)壓力（kN/m2）；r——空氣密度（t/m3）；g——空氣單位體積重力（kN/m3）；g——重力加速度（m/s2）；v——風(fēng)速（m/s）。基本風(fēng)壓：求出空曠平坦的地面、離地面10m高處、經(jīng)統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇的10min平均最大風(fēng)速；再由風(fēng)壓和風(fēng)速的關(guān)系式，算出自由氣流的風(fēng)速產(chǎn)生的風(fēng)壓力：(4.2)第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓情況下：g=0.012018kN/m3,g=9.80m/s2,可得：《荷載規(guī)范》給出了全國各城市50年一遇的風(fēng)壓值。

在不同的地理位置，大氣條件是不同的，g和g值也不相同。重力加速度g不僅隨高度變化，而且與緯度有關(guān)；空氣重度g是氣壓、氣溫和溫度的函數(shù)。因此，各地的g/2g的值均不相同，沿海地區(qū)的上海該值約為1/1740；內(nèi)陸地區(qū)隨高度增加而減小，高原地區(qū)的拉薩該值約為1/2600。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓三、風(fēng)速或風(fēng)壓的換算

基本風(fēng)壓是按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件得到的，在分析當(dāng)?shù)仫L(fēng)速資料時(shí)，往往會(huì)遇到實(shí)測風(fēng)速的高度、時(shí)距、重現(xiàn)期不符合標(biāo)準(zhǔn)條件的情況，因而必須將非標(biāo)準(zhǔn)條件下實(shí)測風(fēng)速資料換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下的風(fēng)速資料，再進(jìn)行分析。實(shí)測風(fēng)速高度（m）468101214161820高度換算系數(shù)1.1581.0851.0361.0000.9710.9480.9280.9100.895（一）不同高度換算當(dāng)實(shí)測風(fēng)速高度不是10m標(biāo)準(zhǔn)高度時(shí)式中V——標(biāo)準(zhǔn)條件10m高度處時(shí)距為10分鐘的平均風(fēng)速（m/s）；Vz——非標(biāo)準(zhǔn)條件z高度（m）處時(shí)距為10分鐘的平均風(fēng)速（m/s）；a——換算系數(shù)，按下表取值。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓實(shí)測風(fēng)速時(shí)距60min10min5min2min1min0.5min20s10s5s瞬時(shí)時(shí)距換算系數(shù)0.9401.001.071.161.201.261.281.351.391.50（二）不同時(shí)距換算當(dāng)風(fēng)速記錄時(shí)距不等于10min時(shí)式中V——時(shí)距10分鐘的平均風(fēng)速（m/s）；Vt——時(shí)距為t的平均風(fēng)速（m/s）；b——換算系數(shù)，按下表取值。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓重現(xiàn)期（年）1006050403020105重現(xiàn)期換算系數(shù)1.101.031.000.970.930.870.770.66（三）不同重現(xiàn)期換算重現(xiàn)期為T年時(shí)的基本風(fēng)壓與重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓的關(guān)系為：式中W0——重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓（kN/m2）；WT——重現(xiàn)期為T年時(shí)的基本風(fēng)壓（kN/m2）；g——換算系數(shù)，按下表取值。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓四、山區(qū)的基本風(fēng)壓

山區(qū)地勢起伏多變，對風(fēng)速影響較為顯著，山區(qū)基本風(fēng)壓與鄰近平坦地區(qū)的基本風(fēng)壓有所不同，山區(qū)風(fēng)速有如下特點(diǎn)：

（1）山間盆地、谷地等閉塞地形，由于四周高山對風(fēng)的屏障作用，一般比空曠平坦地面風(fēng)速減小10～25%，相應(yīng)風(fēng)壓要減小20～40%。山間盆地、谷地等閉塞地形第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓

（2）谷口、山口等開敞地形，當(dāng)風(fēng)向與谷口或山口趨于一致時(shí)，氣流由開敞區(qū)流入兩邊為高山的狹窄區(qū)，流區(qū)壓縮，風(fēng)速必然增大；風(fēng)速比一般空曠平坦地面增大10～20%。

（3）山頂、山坡等尖孤地形，由于風(fēng)速隨高度增加和氣流越過山峰時(shí)的抬升作用，山頂和山坡的風(fēng)速比山麓要大。谷口、山口等開敞地形山頂、山坡等孤尖地形山區(qū)建筑物可根據(jù)不同地形條件給出風(fēng)荷載地形修正系數(shù)，一般情況下山區(qū)的基本風(fēng)壓可按相鄰平坦地區(qū)基本風(fēng)壓乘以下列修正系數(shù)后采用：

（1）對于山峰和山坡，其頂部B處的修正系數(shù)按下述公式計(jì)算：

(4.3)式中——山峰或山坡在迎風(fēng)面一側(cè)的坡度；當(dāng)時(shí)，?。弧禂?shù)，對山峰取3.2，對山坡取1.4；H——山頂或山坡全高（m）；z——建筑物計(jì)算位置離建筑物地面的高度（m）；當(dāng)z>2.5H時(shí)，取z=2.5H。圖4.5山峰和山坡示意圖對于山坡和山峰的其他部位，可按下圖所示，取A、C處的修正系數(shù)、為1，AB間和BC間的修正系數(shù)按線性插值確定。第四章風(fēng)荷載

第二節(jié)基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓

風(fēng)對海面的摩擦力小于對陸地的摩擦力，所以海上風(fēng)速比陸地要大。沿海地帶存在一定的海陸溫差，促使空氣對流，使海邊風(fēng)速增大?；谏鲜鲈?，遠(yuǎn)海海面和海島的基本風(fēng)壓值大于陸地平坦地區(qū)的基本風(fēng)壓值，并隨海面或海島距海岸距離的增大而增大。可得不同出海距離下，對應(yīng)的海陸風(fēng)速比值，即遠(yuǎn)海海面和海島基本風(fēng)壓修正系數(shù)，見下表。

五、遠(yuǎn)海海面和海島基本風(fēng)壓

距海岸距離（km）<4040～6060～100修正系數(shù)1.01.0～1.11.1～1.2第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)地球表面通過地面的摩擦對空氣水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力，靠近地面的氣流速度減慢，該阻力對氣流的作用隨高度增加而減弱，只有在離地表300～500m以上的高度，風(fēng)才不受地表粗糙層的影響能夠以梯度風(fēng)速度流動(dòng)，梯度風(fēng)速度流動(dòng)的起點(diǎn)高度稱為梯度風(fēng)高度，又稱大氣邊界層高度，用HT表示。不同地表粗糙度有不同的梯度風(fēng)高度，地面粗糙度小，風(fēng)速變化快，梯度風(fēng)高度比地面粗糙度大的地區(qū)低；反之，地面粗糙度越大，梯度風(fēng)高度將越高。第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)圖4.6不同粗糙度下的平均風(fēng)剖面第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)式中v——任一高度z處平均風(fēng)速；

v0——標(biāo)準(zhǔn)高度處平均風(fēng)速；

z——離地面任一高度（m）；

z0——離地面標(biāo)準(zhǔn)高度；

a——與地面粗糙度有關(guān)的指數(shù)，地面粗糙程度越大，該指數(shù)越大。

根據(jù)實(shí)測結(jié)果分析，大氣邊界層內(nèi)平均風(fēng)速沿高度變化的規(guī)律可用指數(shù)函數(shù)來描述，即：

(4.4)第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)整理式（4.5），并將標(biāo)準(zhǔn)高度z0=10m代入，得：由式（4.2）知風(fēng)壓與風(fēng)速的平方成正比，再將上式（4.4）代入得：式中wa(z)——任一地貌高度z處風(fēng)壓；

w0a——任一地貌標(biāo)準(zhǔn)高度處風(fēng)壓。(4.5)(4.6)第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地貌下梯度風(fēng)高度為HT0，粗糙度指數(shù)為a0，基本風(fēng)壓值為w0；任一地貌下梯度風(fēng)高度為HTa。根據(jù)梯度風(fēng)高度處風(fēng)壓相等的條件，由(4.6)式可導(dǎo)出：(4.7)(4.8)將(4.8)代入(4.6)式，得任一地貌條件下，高度z處風(fēng)壓：(4.9)上式中是任意地貌下風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)按地面粗糙度指數(shù)和假定的梯度風(fēng)高度HT確定，并隨離地面高度z而變化。第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)A類：指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)我國規(guī)范將地貌分成A，B，C，D四類B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)——標(biāo)準(zhǔn)地貌第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)第四章風(fēng)荷載

第三節(jié)風(fēng)壓高度變化系數(shù)

將以上數(shù)據(jù)代入的表達(dá)式（4.9），可得A、B、C、D四類風(fēng)壓高度變化系數(shù)：

根據(jù)上式可求出各類地面粗糙度下的風(fēng)壓高度變化系數(shù)，如表4.6所示。表4.6風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz離地面或海平面高度/m地面粗糙度類別ABCD51.091.000.650.51101.281.000.650.51151.421.130.650.51201.521.230.740.51301.671.390.880.51401.791.521.000.60501.891.621.100.69601.971.711.200.77702.051.791.280.84802.121.871.360.91902.181.931.430.981002.232.001.501.04續(xù)表4.6風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz離地面或海平面高度/m地面粗糙度類別ABCD1002.232.001.501.041502.462.251.791.332002.642.462.031.582502.782.632.241.813002.912.772.432.023502.912.912.602.224002.912.913.762.404502.912.912.912.585002.912.912.912.74≥5502.912.912.912.91第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)一、風(fēng)載體型系數(shù)問題提出：自由氣流并不能理想地停滯在建筑物表面，而是以不同途徑從建筑物表面繞過。結(jié)構(gòu)物表面不同部位所受風(fēng)壓不同，而且并不是由風(fēng)速確定的風(fēng)壓。在風(fēng)的作用下，迎風(fēng)面由于氣流正面受阻產(chǎn)生風(fēng)壓力，側(cè)風(fēng)面和背風(fēng)面由于旋渦作用引起風(fēng)吸力。迎風(fēng)面的風(fēng)壓力在房屋中部最大，側(cè)風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)吸力在建筑物角部最大（上圖）。第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)一、風(fēng)載體型系數(shù)處理方法：應(yīng)以風(fēng)荷載體型系數(shù)對基本風(fēng)壓進(jìn)行修正。風(fēng)荷載體型系數(shù)——風(fēng)作用在建筑物表面,將引起不同部位不同的風(fēng)壓值，此值與來流風(fēng)壓之比稱為風(fēng)載體型系數(shù)，主要與建筑物的體型、尺寸有關(guān)。風(fēng)荷載體型系數(shù)一般均通過風(fēng)洞試驗(yàn)方法確定。第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)施直流式風(fēng)洞

回流式風(fēng)洞第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)洞試驗(yàn)第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)建筑物模型第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)橋梁模型第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)冷卻塔模型第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)建筑模型風(fēng)洞試驗(yàn)第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)示意：雙坡屋面建筑的風(fēng)載體型系數(shù)。正值代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力；負(fù)值代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生吸力。根據(jù)國內(nèi)外風(fēng)洞試驗(yàn)資料，《荷載規(guī)范》列出了不同類型的建筑物和構(gòu)筑物風(fēng)荷載體型系數(shù)（老書p201，新書未給出），當(dāng)結(jié)構(gòu)物與表中列出的體型類同時(shí)可參考取用，若結(jié)構(gòu)物的體型與表中不符，一般應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)二、群體風(fēng)壓體型系數(shù)

當(dāng)建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時(shí)，由于尾流作用引起風(fēng)壓相互干擾，而對建筑物產(chǎn)生動(dòng)力增大效應(yīng)，使得房屋某些部位的局部風(fēng)壓顯著增大。1965年英國渡橋電廠的2排8個(gè)冷卻塔的后排3個(gè)塔在風(fēng)速不太大的情況下發(fā)生倒塌第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)解決方法：（1）可將單體建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾系數(shù)。相互干擾系數(shù)定義為受擾后的結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和單體結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的比值。（在1.0~1.2之間選）

（2）群體建筑物、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)布置上，拉開距離，避免尾流作用引起風(fēng)壓相互干擾.第四章風(fēng)荷載

第四節(jié)風(fēng)荷載體型系數(shù)三、局部風(fēng)壓體型系數(shù)問題提出：風(fēng)載體型系數(shù)是整個(gè)受風(fēng)面的風(fēng)壓平均值，不適用于局部范圍的風(fēng)壓，如建筑轉(zhuǎn)角處和檐口、陽臺等部位。處理方法：計(jì)算局部圍護(hù)構(gòu)件及其連接的承載力時(shí)采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振水平流動(dòng)的氣流作用在結(jié)構(gòu)物的表面上，會(huì)在其表面上產(chǎn)生風(fēng)壓，將風(fēng)壓沿表面積分可求出作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力，結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力可分為:

（1）順風(fēng)向風(fēng)力;（2）橫風(fēng)向風(fēng)力;（3）風(fēng)扭力矩。一般情況下，不對稱氣流產(chǎn)生的風(fēng)扭力矩?cái)?shù)值很小，工程上可不予考慮，僅當(dāng)結(jié)構(gòu)有較大偏心時(shí)，才計(jì)及風(fēng)扭力矩的影響。

順風(fēng)向風(fēng)力和橫風(fēng)向風(fēng)力是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮對象。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振一、風(fēng)振系數(shù)結(jié)構(gòu)順向的風(fēng)作用可分解為平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)：平均風(fēng)的作用可通過基壓風(fēng)壓反映。脈動(dòng)風(fēng)是一種隨機(jī)動(dòng)力荷載，風(fēng)壓脈動(dòng)在高頻段的峰值周期約為1～2min，一般低層和多層結(jié)構(gòu)的自振周期都小于它，因此脈動(dòng)影響很小。

對于高聳構(gòu)筑物和高層建筑等柔性結(jié)構(gòu)，風(fēng)壓脈動(dòng)引起的動(dòng)力反應(yīng)明顯，結(jié)構(gòu)的風(fēng)振影響必須考慮?！兑?guī)范》要求：（1）結(jié)構(gòu)基本自振周期T1大于0.25s高聳結(jié)構(gòu)；（2）高度大于30m，且高寬比H/B大于1.5的高柔房屋；均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的順風(fēng)向風(fēng)振。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振

脈動(dòng)風(fēng)是一種隨機(jī)動(dòng)力作用，其對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用效應(yīng)需采用隨機(jī)振動(dòng)理論進(jìn)行分析。

分析結(jié)果表明，對于一般高聳結(jié)構(gòu)，以及高層建筑，第一振型起到控制作用，求得風(fēng)壓值上大下小，大致呈梯形分布，均大于靜風(fēng)壓力?！兑?guī)范》思路：

（1）將梯形化為連續(xù)分布的矩形；（2）分段求出風(fēng)振系數(shù)，將效應(yīng)放大。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振式中g(shù)——峰值因子，可取2.5；I10——10m高名義湍流強(qiáng)度，對應(yīng)A、B、C和D類地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；R——脈動(dòng)風(fēng)荷載的共振分量因子；Bz

——脈動(dòng)風(fēng)荷載的背景分量因子。

由于一般高聳結(jié)構(gòu)，以及高層建筑，第一振型起到控制作用，因此，可以僅考慮結(jié)構(gòu)第一振型影響，通過風(fēng)振系數(shù)來計(jì)算結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)在z高度處的風(fēng)振系數(shù)可按下式計(jì)算：

第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振二、結(jié)構(gòu)基本周期經(jīng)驗(yàn)公式

在考慮風(fēng)壓脈動(dòng)引起的風(fēng)振效應(yīng)時(shí)，常常需要計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本周期。結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)按照結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的方法求解，無限自由度體系或多自由度體系基本周期的計(jì)算十分冗繁。在實(shí)際工程中，結(jié)構(gòu)基本自振周期T1常采用實(shí)測基礎(chǔ)上回歸得到的經(jīng)驗(yàn)公式近似求出。1.高聳結(jié)構(gòu)

一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：（4.24）

式中H——結(jié)構(gòu)物總高。鋼結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)自振周期長，可取高值；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度相對較大，結(jié)構(gòu)自振周期短，可取低值。

2.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)（4.25）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（4.26）式中n——建筑層數(shù)。鋼筋混凝土框架和框剪結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：(4.27)

鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：(4.28)

式中H——房屋總高度（m）；B——房屋寬度（m）。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振

三、陣風(fēng)系數(shù)

對于圍護(hù)結(jié)構(gòu),可不考慮風(fēng)振影響，但應(yīng)考慮脈動(dòng)風(fēng)壓的分布，即在平均風(fēng)的基礎(chǔ)上乘以陣風(fēng)系數(shù)βgz：式中g(shù)——峰值因子，可取2.5；I10——10m高名義湍流強(qiáng)度，對應(yīng)A、B、C和D類地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39。第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振

陣風(fēng)系數(shù)βgz也可根據(jù)不同粗糙度類別和計(jì)算位置離地面高度按表4.10采用。表4.10陣風(fēng)系數(shù)βgz離地面高度/m地面粗糙度類別離地面高度/m地面粗糙度類別ABCDABCD51.651.702.052.401001.461.501.691.98101.601.702.052.401501.431.471.631.87151.571.662.052.402001.421.451.591.79201.551.631.992.402501.411.431.571.74301.531.591.902.403001.401.421.541.70401.511.571.852.293501.401.411.531.67501.491.551.812.204001.401.411.511.64601.481.541.782.144501.401.411.501.62701.481.521.752.095001.401.411.501.60801.471.511.732.045501.401.411.501.59901.461.501.712.01第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振四、順風(fēng)向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

按基本風(fēng)壓w0、風(fēng)壓高度變化系數(shù)mz、風(fēng)荷載體型系數(shù)ms、風(fēng)振系數(shù)bz、陣風(fēng)系數(shù)bgz和局部風(fēng)壓體型系數(shù)ms1即可計(jì)算垂直于建筑物表面上的順風(fēng)向荷載標(biāo)準(zhǔn)值。（1）當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：（2）當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：（4.30）（4.31）第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振框架剪力墻結(jié)構(gòu)，H=100m，B=45m；w0=0.55kN/m2，C類；wk=？底部彎矩M=？1、風(fēng)荷載體型系數(shù)ms查老書附錄四：項(xiàng)次2（p201）：矩形（新書p71圖4.16）ms=0.8+0.5=1.3例題（課本p55（新p78））2、風(fēng)壓高度變化系數(shù)mz第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振具體數(shù)值列于下表4.11（新p79）（舊表4.13（p55））將房屋分成每段10m的10個(gè)區(qū)段，查表4.5（p47）（新表4.6（p68））可得各區(qū)段中點(diǎn)處的風(fēng)壓高度變化系數(shù):表4.11脈動(dòng)風(fēng)荷載的背景分量因子Bz計(jì)算位置離地高度zi/m5152535455565758595風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz0.650.650.810.941.051.151.241.321.401.47振型系數(shù)φ1(z)0.0970.2110.3070.3960.4820.5680.6570.7480.8440.946系數(shù)k0.2950.2950.2950.2950.2950.2950.2950.2950.2950.295系數(shù)α10.2610.2610.2610.2610.2610.2610.2610.2610.2610.261脈動(dòng)風(fēng)載水平相關(guān)系數(shù)ρx0.2920.2920.2920.2920.2920.2920.2920.2920.2920.292脈動(dòng)風(fēng)載豎向相關(guān)系數(shù)ρz0.7160.7160.7160.7160.7160.7160.7160.7160.7160.716脈動(dòng)風(fēng)載共振分量因子Bz0.0310.0670.0780.0870.0950.1020.1100.1180.1250.133第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振3、風(fēng)振系數(shù)bz風(fēng)振系數(shù)bz按下式（4.15（新p73））確定，各區(qū)段中點(diǎn)位置處的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算結(jié)果列于下表4.12中。（4.15）表4.12各區(qū)段中點(diǎn)位置處的風(fēng)振系數(shù)βz計(jì)算位置離地高度zi(m)5152535455565758595風(fēng)振系數(shù)βz1.051.111.131.141.161.171.181.201.211.224、各區(qū)段中點(diǎn)處風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振表4.13各區(qū)段中點(diǎn)高度處風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）計(jì)算位置離地高度zi(m)5152535455565758595風(fēng)載體型系數(shù)μs1.301.301.301.301.301.301.301.301.301.30風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz0.650.650.810.941.051.151.241.321.401.47風(fēng)振系數(shù)βz1.051.111.131.141.161.171.181.201.211.22基本風(fēng)壓值w0/kN/m20.550.550.550.550.550.550.550.550.550.55風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wki0.490.520.650.770.870.961.051.131.211.28第四章風(fēng)荷載

第五節(jié)順風(fēng)向風(fēng)振

5、基底彎矩計(jì)算風(fēng)荷載引起的基底彎矩，可由右圖所示計(jì)算簡圖求出：第四章風(fēng)荷載

第六節(jié)橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振高層建筑、高聳塔架、煙囪等結(jié)構(gòu)物——橫風(fēng)向風(fēng)作用引起的結(jié)構(gòu)共振會(huì)產(chǎn)生很大的動(dòng)力效應(yīng)，甚至對設(shè)計(jì)起著控制作用。由于時(shí)間關(guān)系：略第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

一、風(fēng)對橋梁結(jié)構(gòu)的作用

風(fēng)荷載是橋梁結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)荷載，尤其是對于大跨徑的斜拉橋和懸索橋，風(fēng)荷載往往起著決定性作用。風(fēng)對橋梁結(jié)構(gòu)的作用，可分為不隨時(shí)間變化的平均風(fēng)所引起的靜力作用和隨時(shí)間變化的脈動(dòng)風(fēng)引起的動(dòng)力作用兩大類。對于大跨橋梁還必須考慮結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)。

（一）風(fēng)的靜力作用

在平均風(fēng)的作用下，結(jié)構(gòu)上的風(fēng)壓值不隨時(shí)間發(fā)生變化，可將其視為靜力風(fēng)荷載。靜力風(fēng)荷載采用三分力來描述：

升力荷載：氣流流經(jīng)橋梁時(shí)，截面表面的風(fēng)壓分布存在差別，上下表面壓強(qiáng)差就是橋梁所受的升力荷載；

橫風(fēng)向力：迎風(fēng)前后表面壓強(qiáng)差則是橋梁所受的風(fēng)阻力荷載，即通常所說的橫風(fēng)向力；

扭矩：當(dāng)升力與阻力的合力作用點(diǎn)與橋梁截面的形心不一致時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生對形心的扭矩。橋梁風(fēng)荷載包含升力FV、阻力FH與扭矩MT三個(gè)分量，在體軸坐標(biāo)系下的三分力如下圖所示。風(fēng)荷載在體軸坐標(biāo)系下的三分力第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

因此，整個(gè)截面的風(fēng)荷載包含升力FV、阻力FH與扭矩MT三個(gè)分量，有時(shí)（例如風(fēng)洞試驗(yàn)）需要定義風(fēng)軸坐標(biāo)系來分析問題，此時(shí)三分力依次定義為升力FL、阻力FD和扭矩MT，如下圖所示。

風(fēng)荷載在風(fēng)軸坐標(biāo)系下的三分力

第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

引入無量綱的靜力三分力系數(shù)，在體軸坐標(biāo)系下靜力風(fēng)荷載可以表示為：

阻力

(4.45)

升力

(4.46)

扭矩

(4.47)

式中：U——上游來流平均風(fēng)速；CH、CV、CM——體軸坐標(biāo)阻力系數(shù)、升力系數(shù)與扭矩系數(shù)；D、B——橋梁截面的高度與寬度。

類似體軸坐標(biāo)系下靜力風(fēng)荷載的表達(dá)式，風(fēng)軸坐標(biāo)系下同樣可以定義阻力FD、升力FL、和扭矩MT，并相應(yīng)存在阻力系數(shù)CD、升力系數(shù)CL與扭矩系數(shù)CM。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

(二)風(fēng)的動(dòng)力作用

對于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，除了考慮風(fēng)的靜力作用外，還必須考慮結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)。橋梁作為空間結(jié)構(gòu)，振動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)雜，其動(dòng)力反應(yīng)是多種因素共同作用的結(jié)果。

橋梁風(fēng)致振動(dòng)大致可分為兩大類：

一類是在風(fēng)的作用下，由于結(jié)構(gòu)振動(dòng)對空氣力的反饋?zhàn)饔?，產(chǎn)生一種自激振動(dòng)機(jī)制，如顫振和馳振達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，將出現(xiàn)危險(xiǎn)的發(fā)散振動(dòng)，即橋梁振幅不斷增大，振動(dòng)不斷加??；

另一類是在脈動(dòng)風(fēng)作用下的一種有限振幅的隨機(jī)強(qiáng)迫振動(dòng)，稱為抖振。渦激振動(dòng)（渦振）雖帶有自激的性質(zhì)，但也是限幅振動(dòng)，因而具有雙重特性。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

自激振動(dòng)是指橋梁在風(fēng)力的作用下，與流動(dòng)的氣流相互激勵(lì)而形成的振動(dòng)，振動(dòng)結(jié)構(gòu)可以不斷從氣流中獲得能量，以抵消結(jié)構(gòu)本身阻尼對振動(dòng)的衰減作用，使振幅不斷加大，將導(dǎo)致橋梁風(fēng)毀。

顫振

當(dāng)風(fēng)橫向吹過橋梁，橋面板端口部位置于風(fēng)口上，橋面板會(huì)產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，豎向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相耦合時(shí)，引起結(jié)構(gòu)的發(fā)散振動(dòng)稱為顫振。顫振是一種空氣動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象，易于在柔性平板中出現(xiàn)，美國塔科瑪橋風(fēng)致破壞就是一種典型的由顫振不穩(wěn)定引發(fā)的事故。

馳振

橋梁在橫向風(fēng)作用下，在垂直于氣流方向會(huì)產(chǎn)生大振幅彎曲振動(dòng)，稱為馳振。馳振一旦發(fā)生便成為劇烈振動(dòng)，實(shí)際上也是一種空氣動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象。自激發(fā)散振動(dòng)對橋梁危害最大。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載美國塔科瑪橋風(fēng)致破壞就是一種由顫振引發(fā)的事故第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

渦振

渦激振動(dòng)是由于氣流繞過物體時(shí)，物體尾流中產(chǎn)生交替脫落的旋渦，從而出現(xiàn)周期性的渦激力。渦激振動(dòng)雖然也帶有自激性質(zhì)，但它和顫振和馳振的發(fā)散性振動(dòng)不同，其振動(dòng)響應(yīng)是一種限幅振動(dòng)。

抖振

當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)物處于另一個(gè)結(jié)構(gòu)物的渦列之中，大氣紊流成份會(huì)激發(fā)出不規(guī)則的強(qiáng)迫振動(dòng)，稱為抖振。抖振發(fā)生時(shí)的風(fēng)速低，頻度大，會(huì)對桿件接頭、支座連接造成疲勞破壞，過大的抖振還會(huì)引起橋上人員不適，影響正常使用。渦振和抖振均屬限幅振動(dòng)可在低風(fēng)速下發(fā)生，不具備破壞性，通?？赏ㄟ^構(gòu)造措施解決。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載上海楊浦大橋纜索渦振

和風(fēng)雨振使得索套破壞九江長江大橋鋼拱吊桿發(fā)生渦激共振第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

洞庭湖大橋拉索風(fēng)雨振動(dòng)控制裝置第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

綜合上述橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)力作用及風(fēng)致振動(dòng)類型，下表列出了風(fēng)對橋梁作用的具體分類。分類現(xiàn)象作用機(jī)制靜力作用靜風(fēng)載引起的內(nèi)力和變形平均風(fēng)的靜風(fēng)壓產(chǎn)生阻力、升力和扭轉(zhuǎn)力矩作用靜力不穩(wěn)定扭轉(zhuǎn)發(fā)散靜（扭轉(zhuǎn)）力矩作用橫向屈曲靜阻力作用動(dòng)力作用抖振（紊流風(fēng)響應(yīng)）限幅振動(dòng)紊流風(fēng)作用自激振動(dòng)渦振漩渦脫落引起的渦激力作用馳振單自由度發(fā)散振動(dòng)自激力的氣動(dòng)負(fù)阻尼效應(yīng)－阻尼振動(dòng)扭轉(zhuǎn)顫振古典耦合振動(dòng)二自由度自激力的氣動(dòng)剛度驅(qū)動(dòng)第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

二、風(fēng)致靜力失穩(wěn)

在靜力風(fēng)荷載作用下，大跨度橋梁有可能發(fā)生因氣動(dòng)力矩過大而引起扭轉(zhuǎn)發(fā)散，或因風(fēng)阻力荷載過大而導(dǎo)致橫向屈曲的靜力失穩(wěn)現(xiàn)象。以扭轉(zhuǎn)發(fā)散為例，主梁在風(fēng)力作用下會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)扭矩并發(fā)生扭轉(zhuǎn)，主梁的扭轉(zhuǎn)使得主梁在風(fēng)場中的有效攻角增大，如果主梁的扭轉(zhuǎn)力系數(shù)隨風(fēng)攻角增大而增大，此時(shí)對應(yīng)的主梁氣動(dòng)扭矩也隨之增大。在某一臨界風(fēng)速時(shí)，橋梁出現(xiàn)不穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)發(fā)散現(xiàn)象。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

三、靜力風(fēng)荷載計(jì)算

作用于橋梁上的風(fēng)力可能來自任一方向，其中橫橋向水平風(fēng)力最為危險(xiǎn)，是主要計(jì)算對象。當(dāng)計(jì)算橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定時(shí)，《公路橋規(guī)》給出了橫向及縱向風(fēng)力的計(jì)算方法。

（一）橫向風(fēng)力（橫橋方向）

橫橋方向風(fēng)力等于橫向風(fēng)壓乘以迎風(fēng)面積，按下式確定：

(4.54)

(4.54a)

Fwh

:橫橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）;Wd:設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓（kN/m2）Awh：橫向迎風(fēng)面積（m2），按橋跨結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際尺寸計(jì)算Vd

：高度z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速（m/s）；

：空氣重力密度（kN/m3）第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

(4.54)

(4.54b)

V10——橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速（m/s）；Z——距地面或水面的高度（m）；g——重力加速度，g=9.81m/s2；k0——設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)；k1——風(fēng)載阻力系數(shù)；k2——考慮地面粗糙度和梯度風(fēng)風(fēng)速高度變化修正系數(shù)；k3——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)；k5——陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載

1、基本風(fēng)速V10

基本風(fēng)速系按平坦空曠地面，離地面10m高，重現(xiàn)期為100年10min平均最大風(fēng)速計(jì)算確定，當(dāng)橋梁所在地區(qū)缺乏風(fēng)速觀測資料時(shí)，V10可參照《公路橋規(guī)》附錄A“全國基本風(fēng)速圖及全國各氣象臺站基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓值”的有關(guān)數(shù)據(jù)，并通過實(shí)地調(diào)查核實(shí)后采用。

2、設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)k0

《公路橋規(guī)》中的基本風(fēng)速值是按照設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期為100年繪制的。根據(jù)橋梁重要性的不同應(yīng)考慮不同的風(fēng)速重現(xiàn)期，對于單孔跨徑指標(biāo)為特大橋和大橋的橋梁，k0=1.0，對其他橋梁，k0=0.9；對施工架設(shè)期橋梁，k0=0.75；當(dāng)橋梁位于臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況適度提高k0值。第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載3、陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)k5

陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)是考慮到瞬時(shí)風(fēng)速較平均風(fēng)速大而乘的系數(shù)，反映時(shí)距為1～3s的瞬時(shí)風(fēng)速與時(shí)距10min的平均風(fēng)速的關(guān)系系數(shù)。對A、B類地表k5=1.38，對C、D類地表k5=1.70。

A、B、C、D地表類別對應(yīng)的地表狀況見下表。地表分類及相關(guān)參數(shù)指標(biāo)地表類別地表狀況地表粗糙度系數(shù)a梯度風(fēng)高度(m)A海面、海岸、開闊水面0.12300B田野、鄉(xiāng)村、叢林及低層建筑物稀少地區(qū)0.16350C樹木及低層建筑物等密集地區(qū)、中高層建筑物稀少地區(qū)、平緩的丘陵地0.22400D中高層建筑物密集地區(qū)、起伏較大的丘陵地0.30450第四章風(fēng)荷載

第七節(jié)橋梁風(fēng)荷載4、風(fēng)載阻力系數(shù)k1

風(fēng)載阻力系數(shù)是指作用在橋梁表面實(shí)際平均壓力與來流風(fēng)壓之比，該系數(shù)與橋梁體型、構(gòu)件斷面形成等因素有關(guān)。根據(jù)理論分析和風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果，風(fēng)載阻力系數(shù)可