《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》gb50009淺談新建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風荷載計算修改

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》gb50009淺談新建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風荷載計算修改

0總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)負荷規(guī)范（gb50009-2012）。1主要壓力結(jié)構(gòu)的計算1.1風壓、風速和平均風壓2012版規(guī)范中,計算主要受力結(jié)構(gòu)時,垂直于建筑物表面的風荷載標準值計算公式在形式上相比2006版規(guī)范沒有變化,仍采用平均風壓乘以風振系數(shù):但在2012版規(guī)范中,對風振系數(shù)β1.2基本風壓的變化2012版規(guī)范中全國各城市基本風壓仍按重現(xiàn)期50年一遇計算,在2006版規(guī)范數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,補充了全國各站1995年至2008年的年極值風速數(shù)據(jù),進行了基本風壓的重新統(tǒng)計,見圖1。27個城市在補充新的氣象資料后基本風壓有所提高,2個城市基本風壓有小幅減小?；撅L壓仍根據(jù)基本風速計算式中:υ結(jié)合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)1.3風壓高度變化系數(shù)風壓高度變化系數(shù)主要反映在風速剖面內(nèi),在氣壓場隨高度不變時,風速隨高度增大的規(guī)律。風速剖面主要與地面粗糙度有關(guān)。2006版規(guī)范中,根據(jù)地面粗糙度指數(shù)及梯度風高度,得出風壓高度變化系數(shù)計算公式如下:為適應(yīng)國內(nèi)超大型城市群的發(fā)展,2012版規(guī)范在保持劃分四類地面粗糙度類別不變的情況下,對相應(yīng)梯度風高度H式中:μ圖2列出了四種地貌下,風壓高度變化系數(shù)的新舊規(guī)范對比。從圖2可以得出,相比2006版規(guī)范,2012版規(guī)范四類粗糙度風壓高度變化系數(shù)均有5%~10%的下降。C類和D類由于梯度風高度提高,下降幅度更大。通過風壓高度變化系數(shù)調(diào)整,適當降低了標準場地類別的平均風荷載。此外,在計算山區(qū)的建筑物時,風壓高度變化系數(shù)應(yīng)考慮地形條件的修正。2006版規(guī)范規(guī)定的修正系數(shù)在z/H值較小的情況下,與日本、歐洲等國外規(guī)范相比偏大,修正結(jié)果偏于保守。因此,在2012版規(guī)范中,將山峰修正系數(shù)計算公式中的系數(shù)κ由3.2修改為2.2。1.4風振系數(shù)d1.4.1結(jié)構(gòu)的自振特性當結(jié)構(gòu)基本自振周期T≥0.25s時,以及高度超過30m且高寬比大于1.5的高柔房屋,由風引起的結(jié)構(gòu)振動比較明顯,而且隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增長,風振也隨之增強。2006版規(guī)范中,結(jié)構(gòu)在z高度處的順風向風振系數(shù)β式中:ξ為脈動增大系數(shù);υ為脈動影響系數(shù);φ2012版規(guī)范中,將結(jié)構(gòu)在z高度處的順風向風振系數(shù)β式中:g為峰值因子,可取2.5;I相比較可得,式(12)中脈動風荷載的背景分量因子B1.4.2橫向風振荷載建筑高度超過150m或高寬比大于5的高層建筑可能出現(xiàn)較為明顯的橫風向風振效應(yīng)。2012版規(guī)范中新增了矩形及圓形截面高層建筑的橫風向風振等效風荷載計算公式。矩形截面結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中較為常見,其橫風向風振等效風荷載標準值按下式計算:式中:ω式中:γ式中:R由式(13-1)及(13-2)可得,橫風向風力系數(shù)由風速剖面指數(shù)α及地面粗糙度系數(shù)C由于建筑各個立面風壓的非對稱作用,2012版規(guī)范規(guī)定當建筑高度超過150m,且同時滿足式中:ω1.5建筑物和結(jié)構(gòu)體型系數(shù)2012版規(guī)范依然根據(jù)國內(nèi)外的試驗資料和國外規(guī)范整理出不同類型建筑物和各類結(jié)構(gòu)體型及其體型系數(shù)。結(jié)合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)2計算的嵌入式結(jié)構(gòu)2.1風荷載2012版規(guī)范中,計算圍護結(jié)構(gòu)時,垂直于建筑物表面上的風荷載標準值計算相比2006版規(guī)范依然不考慮共振分量,僅在平均風壓基礎(chǔ)上近似考慮脈動風瞬間的增大因素:在2012版規(guī)范中,對陣風系數(shù)β2.2局部體系數(shù)i局部體型系數(shù)μ2.3風荷載規(guī)范對比2006版規(guī)范陣風系數(shù)計算是參考國外規(guī)范取值水平的,直接承受風壓的幕墻構(gòu)件按下式計算,對其他屋面、墻面構(gòu)件,陣風系數(shù)取1.0。式中:μ2012版規(guī)范考慮近幾年來輕型屋面圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生風災(zāi)破壞的事故較多,不再區(qū)分幕墻和其他構(gòu)件,均按下式計算:式中α為地面粗糙度指數(shù)。圖3列出了新舊規(guī)范陣風系數(shù)對比。由圖3可以看出,A,B類地面粗糙度類別時,20~200m處陣風系數(shù)略有升高,200m以上處陣風系數(shù)無明顯變化。C,D類地面粗糙度類別時,陣風系數(shù)變化幅度較小。相對于2006版規(guī)范不考慮陣風系數(shù),2012版規(guī)范調(diào)整后,對幕墻以外的其他圍護結(jié)構(gòu)的陣風系數(shù),風荷載標準值會有明顯提高。而對于低矮房屋非直接承受風荷載的圍護結(jié)構(gòu),因其相應(yīng)最小局部體型系數(shù)、按面積最小折減系數(shù)等參數(shù)因子改變,風荷載整體取值與2006版規(guī)范相當。3風荷載組合工況2006版規(guī)范中,風的荷載總效應(yīng)將橫風向風荷載效應(yīng)S由于高層建筑結(jié)構(gòu)在脈動風荷載作用下,順風向風荷載、橫風向風振及扭轉(zhuǎn)風振等效風荷載一般是同時存在但最大值并不一定同時出現(xiàn),2012版規(guī)范參考日本規(guī)范方法及我國的實際情況和工程經(jīng)驗,在設(shè)計中對三種風荷載考慮組合工況,如表3所示。4主要結(jié)構(gòu)風荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2012)提供的風荷載計算方法,結(jié)合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)(2006版),探討了各參數(shù)修改對風荷載標準值計算產(chǎn)生的影響。綜合可得:(1)主要受力結(jié)構(gòu)整體風荷載有小幅提高,以增加建筑物風荷載計算安全儲備。(2)對于超高層建筑,結(jié)合新版高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程,風荷載標準