建筑荷載風荷載

建筑荷載風荷載8風荷載8．1風荷載原則值及基本風壓8．1．1垂直于建筑物表面上的風荷載原則值，應按下列規(guī)定擬定：1計算重要受力構(gòu)造時，應按下式計算：式中：wk——風荷載原則值(kN／m2)；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)；w0——基本風壓(kN／m2)。2計算圍護構(gòu)造時，應按下式計算：式中：βgz——高度z處的陣風系數(shù)；μs1——風荷載局部體型系數(shù)。8．1．2基本風壓應采用按本規(guī)范規(guī)定的辦法擬定的50年重現(xiàn)期的風壓，但不得不大于0．3kN／m2。對于高層建筑、高聳構(gòu)造以及對風荷載比較敏感的其它構(gòu)造，基本風壓的取值應合適提高，并應符合有關(guān)構(gòu)造設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。8．1．3全國各都市的基本風壓值應按本規(guī)范附錄E中表E．5重現(xiàn)期R為50年的值采用。當都市或建設(shè)地點的基本風壓值在本規(guī)范表E．5沒有給出時，基本風壓值應按本規(guī)范附錄E規(guī)定的辦法，根據(jù)基本風壓的定義和本地年最大風速資料，通過統(tǒng)計分析擬定，分析時應考慮樣本數(shù)量的影響。本地沒有風速資料時，可根據(jù)附近地區(qū)規(guī)定的基本風壓或長久資料，通過氣象和地形條件的對比分析擬定；也可比照本規(guī)范附錄E中附圖E．6．3全國基本風壓分布圖近似擬定。8．1．4風荷載的組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準永久值系數(shù)可分別取0．6、0．4和0．0。8．2風壓高度變化系數(shù)8．2．1對于平坦或稍有起伏的地形，風壓高度變化系數(shù)應根據(jù)地面粗糙度類別按表8．2．1擬定。地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；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)；C類指有密集建筑群的都市市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的都市市區(qū)。表8．2．1風壓高度變化系數(shù)μz8．2．2對于山區(qū)的建筑物，風壓高度變化系數(shù)除可按平坦地面的粗糙度類別由本規(guī)范表8．2．1擬定外，還應考慮地形條件的修正，修正系數(shù)η應按下列規(guī)定采用：1對于山峰和山坡，修正系數(shù)應按下列規(guī)定采用：1)頂部B處的修正系數(shù)可按下式計算：式中：tanα——山峰或山坡在迎風面一側(cè)的坡度；當tanα不不大于0．3時，取0．3；k——系數(shù)，對山峰取2．2，對山坡取1．4；H——山頂或山坡全高(m)；z——建筑物計算位置離建筑物地面的高度(m)；當z＞2．5H時，取z＝2．5H。2)其它部位的修正系數(shù)，可按圖8．2．2所示，取A、C圖8．2．2山峰和山坡的示意處的修正系數(shù)ηA、ηC為1，AB間和BC間的修正系數(shù)按η的線性插值擬定。2對于山間盆地、谷地等閉塞地形，η可在0．75～0．85選用。3對于與風向一致的谷口、山口，η可在1．20～1．50選用。8．2．3對于遠海海面和海島的建筑物或構(gòu)筑物，風壓高度變化系數(shù)除可按A類粗糙度類別由本規(guī)范表8．2．1擬定外，還應考慮表8．2．3中給出的修正系數(shù)。表8．2．3遠海海面和海島的修正系數(shù)η8．3風荷載體型系數(shù)8．3．1房屋和構(gòu)筑物的風荷載體型系數(shù)，可按下列規(guī)定采用：1房屋和構(gòu)筑物與表8．3．1中的體型類同時，可按表8．3．1的規(guī)定采用；2房屋和構(gòu)筑物與表8．3．1中的體型不同時，可按有關(guān)資料采用；當無資料時，宜由風洞實驗擬定；3對于重要且體型復雜的房屋和構(gòu)筑物，應由風洞實驗擬定。表8．3．1風荷載體型系數(shù)8．3．2當多個建筑物，特別是群集的高層建筑，互相間距較近時，宜考慮風力互相干擾的群體效應；普通可將單獨建筑物的體型系數(shù)μs乘以互相干擾系數(shù)?；ハ喔蓴_系數(shù)可按下列規(guī)定擬定：1對矩形平面高層建筑，當單個施擾建筑與受擾建筑高度相近時，根據(jù)施擾建筑的位置，對順風向風荷載可在1．00～1．10范疇內(nèi)選用，對橫風向風荷載可在1．00～1．20范疇內(nèi)選用；2其它狀況可比照類似條件的風洞實驗資料擬定，必要時宜通過風洞實驗擬定。8．3．3計算圍護構(gòu)件及其連接的風荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉式矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8．3．3的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取—2．0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8．3．1條規(guī)定體型系數(shù)的1．25倍取值。表8．3．3封閉式矩形平面房屋的局部體型系數(shù)8．3．4計算非直接承受風荷載的圍護構(gòu)件風荷載時，局部體型系數(shù)μs1可按構(gòu)件的附屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：1當附屬面積不不不大于1m2時，折減系數(shù)取1．0；2當附屬面積不不大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0．8，對局部體型系數(shù)絕對值不不大于1．0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0．6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1．0；3當附屬面積不不大于1m2不大于25m2時，墻面和絕對值不不大于1．0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)：8．3．5計算圍護構(gòu)件風荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物，按其外表面風壓的正負狀況取—0．2或0．2；2僅一面墻有主導洞口的建筑物，按下列規(guī)定采用：1)當開洞率不不大于0．02且不大于或等于0．10時，取0．4μs1；2)當開洞率不不大于0．10且不大于或等于0．30時，取0．6μs1；3)當開洞率不不大于0．30時，取0．8μs1。3其它狀況，應按開放式建筑物的μs1取值。注：1主導洞口的開洞率是指單個主導洞口面積與該墻面全部面積之比；2μs1應取主導洞口對應位置的值。8．3．6建筑構(gòu)造的風洞實驗，其實驗設(shè)備、實驗辦法和數(shù)據(jù)解決應符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。8．4順風向風振和風振系數(shù)8．4．1對于高度不不大于30m且高寬比不不大于1．5的房屋，以及基本自振周期T1不不大于0．25s的多種高聳構(gòu)造，應考慮風壓脈動對構(gòu)造產(chǎn)生順風向風振的影響。順風向風振響應計算應按構(gòu)造隨機振動理論進行。對于符合本規(guī)范第8．4．3條規(guī)定的構(gòu)造，可采用風振系數(shù)法計算其順風向風荷載。注：1構(gòu)造的自振周期應按構(gòu)造動力學計算；近似的基本自振周期T1可按附錄F計算；2高層建筑順風向風振加速度可按本規(guī)范附錄J計算。8．4．2對于風敏感的或跨度不不大于36m的柔性屋蓋構(gòu)造，應考慮風壓脈動對構(gòu)造產(chǎn)生風振的影響。屋蓋構(gòu)造的風振響應，宜根據(jù)風洞實驗成果按隨機振動理論計算擬定。8．4．3對于普通豎向懸臂型構(gòu)造，例如高層建筑和構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳構(gòu)造，均可僅考慮構(gòu)造第一振型的影響，構(gòu)造的順風向風荷載可按公式(8．1．1-1)計算。z高度處的風振系數(shù)βz可按下式計算：式中：g——峰值因子，可取2．5；I10——10m高度名義湍流強度，對應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——脈動風荷載的共振分量因子；Bz——脈動風荷載的背景分量因子。8．4．4脈動風荷載的共振分量因子可按下列公式計算：式中：f1——構(gòu)造第1階自振頻率(Hz)；kw——地面粗糙度修正系數(shù)，對A類、B類、C類和D類地面粗糙度分別取1．28、1．0、0．54和0．26；ζ1——構(gòu)造阻尼比，對鋼構(gòu)造可取0．01，對有填充墻的鋼構(gòu)造房屋可取0．02，對鋼筋混凝土及砌體構(gòu)造可取0．05，對其它構(gòu)造可根據(jù)工程經(jīng)驗擬定。8．4．5脈動風荷載的背景分量因子可按下列規(guī)定擬定：1對體型和質(zhì)量沿高度均勻分布的高層建筑和高聳構(gòu)造，可按下式計算：式中：1(z)——構(gòu)造第1階振型系數(shù)；H——構(gòu)造總高度(m)，對A、B、C和D類地面粗糙度，H的取值分別不應不不大于300m、350m、450m和550m；ρx——脈動風荷載水平方向有關(guān)系數(shù)；ρz——脈動風荷載豎直方向有關(guān)系數(shù)；k、a1——系數(shù)，按表8．4．5-1取值。表8．4．5-1系數(shù)k和a12對迎風面和側(cè)風面的寬度沿高度按直線或靠近直線變化，而質(zhì)量沿高度按持續(xù)規(guī)律變化的高聳構(gòu)造，式(8．4．5)計算的背景分量因子Bz應乘以修正系數(shù)θB和θv。θB為構(gòu)筑物在z高度處的迎風面寬度B(z)與底部寬度B(0)的比值；θv可按表8．4．5-2擬定。表8．4．5-2修正系數(shù)θv8．4．6脈動風荷載的空間有關(guān)系數(shù)可按下列規(guī)定擬定：1豎直方向的有關(guān)系數(shù)可按下式計算：式中：H——構(gòu)造總高度(m)；對A、B、C和D類地面粗糙度，H的取值分別不應不不大于300m、350m、450m和550m。2水平方向有關(guān)系數(shù)可按下式計算：式中：B——構(gòu)造迎風面寬度(m)，B≤2H。3對迎風面寬度較小的高聳構(gòu)造，水平方向有關(guān)系數(shù)可取ρx＝1。8．4．7振型系數(shù)應根據(jù)構(gòu)造動力計算擬定。對外形、質(zhì)量、剛度沿高度按持續(xù)規(guī)律變化的豎向懸臂型高聳構(gòu)造及沿高度比較均勻的高層建筑，振型系數(shù)1(z)也可根據(jù)相對高度z／H按本規(guī)范附錄G擬定。8．5橫風向和扭轉(zhuǎn)風振8．5．1對于橫風向風振作用效應明顯的高層建筑以及細長圓形截面構(gòu)筑物，宜考慮橫風向風振的影響。8．5．2橫風向風振的等效風荷載可按下列規(guī)定采用：1對于平面或立面體型較復雜的高層建筑和高聳構(gòu)造，橫風向風振的等效風荷載wLk宜通過風洞實驗擬定，也可比照有關(guān)資料擬定；2對于圓形截面高層建筑及構(gòu)筑物，其由跨臨界強風共振(旋渦脫落)引發(fā)的橫風向風振等效風荷載wLk可按本規(guī)范附錄H．1擬定；3對于矩形截面及凹角或削角矩形截面的高層建筑，其橫風向風振等效風荷載wLk可按本規(guī)范附錄H．2擬定。注：高層建筑橫風向風振加速度可按本規(guī)范附錄J計算。8．5．3對圓形截面的構(gòu)造，應按下列規(guī)定對不同雷諾數(shù)Re的狀況進行橫風向風振(旋渦脫落)的校核：1當Re＜3×105且構(gòu)造頂部風速vH不不大于vcr時，可發(fā)生亞臨界的微風共振。此時，可在構(gòu)造上采用防振方法，或控制構(gòu)造的臨界風速vcr不不大于15m／s。2當Re≥3．5×106且構(gòu)造頂部風速vH的1．2倍不不大于vcr時，可發(fā)生跨臨界的強風共振，此時應考慮橫風向風振的等效風荷載。3當雷諾數(shù)為3×105≤Re＜3．5×106時，則發(fā)生超臨界范疇的風振，可不作解決。4雷諾數(shù)Re可按下列公式擬定：式中：v——計算所用風速，可取臨界風速值vcr；D——構(gòu)造截面的直徑(m)，當構(gòu)造的截面沿高度縮小時(傾斜度不不不大于0．02)，可近似取2／3構(gòu)造高度處的直徑。5臨界風速vcr和構(gòu)造頂部風速vH可按下列公式擬定：式中：Ti——構(gòu)造第i振型的自振周期，驗算亞臨界微風共振時取基本自振周期T1；St——斯脫羅哈數(shù)，對圓截面構(gòu)造取0．2；μH——構(gòu)造頂部風壓高度變化系數(shù)；w0——基本風壓(kN／m2)；ρ——空氣密度(kg／m3)。8．5．4對于扭轉(zhuǎn)風振作用效應明顯的高層建筑及高聳構(gòu)造，宜考慮扭轉(zhuǎn)風振的影響。8．5．5扭轉(zhuǎn)風振等效風荷載可按下列規(guī)定采用：1對于體型較復雜以及質(zhì)量或剛度有明顯偏心的高層建筑，扭轉(zhuǎn)風振等效風荷載wTk宜通過風洞實驗擬定，也可比照有關(guān)資料擬定；2對于質(zhì)量和剛度較對稱的矩形截面高層建筑，其扭轉(zhuǎn)風振等效風荷載wTk可按本規(guī)范附錄H．3擬定。8．5．6順風向風荷載、橫風向風振及扭轉(zhuǎn)風振等效風荷載宜按表8．5．6考慮風荷載組合工況。表8．5．6中的單位高度風力FDk、FLk及扭矩T