AS1170.2-2002-結構設計作用2-風的作用

1、AS/NZS 1170.2:2002(附1號修正案)澳大利亞/新西蘭標準結構設計第2部分: 風力作用第 1 章 綜述1.1 范圍 本標準涉及風速的確定步驟和受風力作用影響的結構在結構設計中需使用的、由此引起的風力作用，這種風力作用不同于龍卷風造成的風力作用。 本標準包含以下標準范圍內的結構：(a) 高度低于200米的建筑物；(b) 屋頂跨度低于100米的結構；(c) 除海上結構、橋梁和輸電塔以外的結構。注:1 本標準是上述標準范圍內的結構的獨立文件。通常，本標準可用于所有結構，但需提供其他信息。風洞試驗的指導方針、可靠參考和可供選擇參數(shù)在結構設計風力作用注釋一節(jié)的AS/NZS 1170.2附錄

2、1(AS/NZS 1170.2:2002附錄)中有規(guī)定。2 如果結構的自然頻率低于1 Hz ，則第6章要求進行動態(tài)分析(見第6章)。1.2 應用閱讀本標準時，應結合AS/NZS 1170.0一起閱讀。本標準可用作證明結構是否遵守澳大利亞建筑標準第B1部分要求的手段。1.3 參考文件本標準中參閱了以下文件：AS4040 薄板屋頂和墻壁包層的試驗方法4040.3 第3部分: 旋風地區(qū)的抗風壓性能AS/NZS1170 結構設計1170.0 第0部分: 一般原則ISO2394 結構可靠性的一般原則4354 風力對結構的作用澳大利亞建筑標準委員會澳大利亞建筑標準1.4 風力作用的確定應確定設計中使用的風

3、力作用值(W)，風力作用值應適合結構或結構元件的類型、其預期用途、設計工作壽命和風力作用影響。當按照第2章中詳述的步驟使用本標準中規(guī)定的值進行測定時，則可以認為滿足了本條要求。1.5 單位除了特別說明外，本標準使用國際標準單位的公斤、米、秒、帕斯卡、牛頓和赫茲(kg, m, s, Pa, N, Hz)。1.6 定義本標準中使用的術語定義列在附錄A中。1.7 符號本標準中使用的符號列在附錄B中。第 2 章 風力作用的計算2.1 綜述測定作用在結構和結構元件或建筑物上的風力(W)的步驟應如下：(a) 確定現(xiàn)場風速(見第2.2條)；(b) 由現(xiàn)場風速確定設計風速(見第2.3條)；(c) 確定設計風壓

4、和分布力(見第2.4條)；(d) 計算風力作用 (見第2.5條)。2.2 現(xiàn)場風速在地面以上(見圖2.1)參考高度(z)處8個基本方向()上所定義的現(xiàn)場風速(Vsit,) 應如下：Vsit, = VR Md (Mz,cat Ms Mt) . . . 2.2其中，VR = 第3章規(guī)定的區(qū)域性3s陣風風速，單位為米/秒，年超過數(shù)概率為1/R；Md = 第3章規(guī)定的8個基本方向()上的風向放大系數(shù)；Mz,cat = 第4章規(guī)定的地形/高度放大系數(shù)；Ms = 第4章規(guī)定的屏蔽放大系數(shù)；Mt = 第4章規(guī)定的地勢放大系數(shù)。通常，風速是在平均屋頂高度(h)處測定的。有些情況下會有所不同，根據(jù)適當章節(jié)的規(guī)定

5、，有時風速是根據(jù)結構來測定的。在不知道建筑物方位的情況下，應假定區(qū)域性風速是從任意基本方向上都起作用的(即所有方向 Md = 1.0)。2.3 設計風速建筑物正交設計風速(Vdes,)應作為最大基本方向現(xiàn)場風速(Vsit,)，它成直線插入方位基點之間，方位基點處于與設想的正交方向成±45度的扇面內(見圖2.2 和2.3)。注: 就是說，在 = ±45 度范圍內，Vdes, 等于現(xiàn)場風速(Vsit,)的最大值，是從正北順時針的基本方向，是與建筑物正交軸所成的角度。在結構為墻壁、板圍和網(wǎng)格塔架的情況下，如果設想角度為45°，則Vdes,應為Vsit,值，此值處于從設想

6、的45°方向±22.5°的扇面中。對于最終極限狀態(tài)設計，Vdes,不應低于30米/秒。注: 對于最惡劣的方向，保守的方法是用風速和放大系數(shù)對結構進行設計。例如，陡坡上的建筑物，可以輕易地檢驗出暴露面(朝向陡坡)的VR Md (Mz,cat Ms Mt)是否是最壞情況。另外，為簡化設計，此數(shù)值可用作建筑物所有方向上的設計風速。 屋頂平均高度 圖2.1結構的參考高度圖 2.2 風向和建筑物正交軸的關系基本方向注: 在±45度的范圍內，Vdes,值是Vsit,的最大值，在此處所示情況下，Vdes,值為風速X。圖 2.3 Vsit,轉化成Vdes,的例子2.4

7、設計風壓和分布力2.4.1 設計風壓結構和結構元件的設計風壓(p)，單位為帕斯卡，應按如下所示進行測定：p = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn . . . 2.4(1)其中p = 正常作用于表面的設計風壓，單位為帕斯卡；= pe, pi 或 pn，其符號由用于Cfig評估的Cp值來限定。注: 壓力取為正數(shù)，表明超過環(huán)境壓力和負壓，表面低于環(huán)境壓力。air = 空氣密度，應取為1.2 kg/m3Vdes, = 建筑物正交設計風速(通常, 根據(jù)第2.3條， = 0°, 90°, 180°, 和270°)。注: 對于某些應用來說, Vde

8、s,可以是一個單一值或者表示為高度(z)的函數(shù)，例如：高大建筑物的迎風墻(>25m)。Cfig = 第5部分規(guī)定的空氣動力形狀系數(shù)Cdyn = 第6部分規(guī)定的動態(tài)響應系數(shù)(除非結構對風敏感，否則數(shù)值為1.0，見第6章)。2.4.2 設計風的分布力結構和結構元件單位面積上設計風的摩擦阻力(f)，單位為帕斯卡，應按如下所示測出：f = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn . . . 2.4(2)2.5 風力作用2.5.1 綜述AS/NZS 1170.0中使用的風力作用(W)應按照第2.5.2至2.5.5條的規(guī)定測定，加速度應按照第2.5.6條規(guī)定測定。2.5.2 需考慮的方

9、向應通過對與結構成一條直線的至少四個正交方向上的風進行考慮來獲得風力作用。2.5.3 表面或結構元件上的力2.5.3.1 從風壓得到的力為了測定風力作用，施加在墻壁或屋頂之類的表面或結構元件上的力(F)（單位為牛頓）應為力的矢量和，它是根據(jù)適用于假定區(qū)域(A)的壓力來計算的，其計算如下F = (pz Az) . . . 2.5(1)其中，pz = 第2.4.1條中計算的設計風壓，單位為帕斯卡(作用于表面的正常力), 高度為z。注: 壓力符號規(guī)定造成正壓時力朝向表面，負壓時力離開表面。Az = 參考區(qū)域，單位為平方米，高度為z, 在此高度上壓力(pz)起作用。對于封閉的建筑物，應測出內部壓力，使

10、內部壓力與外部壓力同時起作用，包括局部壓力系數(shù)的影響(Kl)。應選擇將內部和外部壓力結合起來最惡劣的情況來進行設計。當考慮到表面壓力隨高度而變化時，應對區(qū)域進行細分，以便將規(guī)定壓力載送到適當區(qū)域 (見第4.2條風速隨高度而變化)。2.5.3.2 從摩擦阻力得到的力為了測定風力作用，施加在墻壁或屋頂之類的建筑元件上的力(F)（單位為牛頓）應為力的矢量和，它是根據(jù)適用于假定區(qū)域的分布摩擦壓力來計算的，其計算如下：F = (fz Az) . . . 2.5(2)其中，fz = 第2.4.2條中在高度z處計算的平行于表面的設計摩擦分布力，單位為帕斯卡2.5.3.3 從力系數(shù)得到的力附錄E和F中涉及到的

11、結構，其形狀系數(shù)是以力系數(shù)的形式限定的，而不是以壓力系數(shù)的形式規(guī)定的。在這些情況下，為了測定風力作用，以牛頓為單位表示的力(F)應按如下所示進行測定：F = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn Aref . . . 2.5(3)其中，Aref = 按照附錄F所述，代表石板= l × b，代表附錄E和附錄F中包含的其他結構或結構元件2.5.4 整個結構上的力和力矩為了測定風力作用，應測出作用在整個結構上的全部合力和傾覆力矩，作為建筑物所有表面上外部壓力作用的總和。對于系數(shù)d/h或d/b (見第5.4條)大于4的矩形封閉建筑物，作用在整個結構上的全部合力應包括按照第5.

12、5條計算的摩擦阻力。對于動態(tài)影響，應按照第6章將順風和側風反應結合起來進行計算。2.5.5 疲勞敏感元件的性能在C區(qū)和D區(qū)，在按照本標準測定的、作用于外表面和內表面上的最終極限狀態(tài)風壓的基礎上，包層及其連接部分和直接支撐元件應表明其在AS 4040.3中規(guī)定的壓力序列下的性能。2.5.6 風敏感結構的耐用性對于風敏感煙囪、桅桿和圓形截面桿子（按照第6.1條規(guī)定）耐用性的風力作用計算來說，應按照第6章來計算撓度。注: 其他風敏感結構峰值加速度的信息列在附錄G中。第 3 章 地區(qū)性風速3.1 綜述本章節(jié)應用于對適合建造結構所在地區(qū)的陣風速度進行計算,包括風向的影響。3.2 地區(qū)性風速 (VR)對于

13、圖3.1中所示地區(qū)，在3個二級陣風參數(shù)基礎上的任意方向的地區(qū)性風速(VR)應如表3.1所示，其中R(平均重復周期)是風速年度超過數(shù)概率的倒數(shù)。適合于結構設計的年度超過數(shù)概率值的信息，參見AS/NZS 1170.0。表 3.1地區(qū)性風速注: 計算值應四舍五入到最接近的1 m/s。3.3 風向放大系數(shù)(Md)3.3.1 A區(qū)和W區(qū)A區(qū)和W區(qū)的風向放大系數(shù)(Md)應如表3.2所示。3.3.2 B區(qū)，C區(qū)和D區(qū)B區(qū)，C區(qū)和D區(qū)任意方向的風向放大系數(shù)(Md)應為如下所述：(a) 測定整個建筑物上的合力和傾復力矩以及測定主要結構元件(抗整個結構倒塌的構件)上的風力作用時，系數(shù)為0.95。 (b) 在其他任

14、何情況下，系數(shù)為1.0 (包括包層)。3.4 C區(qū)和D區(qū)系數(shù) (FC, FD)表3.1中所示C區(qū)和D區(qū)風速包括另外的系數(shù)(FC和FD)，系數(shù)應如下所示： (a) 對于最終極限狀態(tài)風速, FD = 1.1.(b) 對于最終極限狀態(tài)風速, FC = 1.05.(c) 對于耐用性極限狀態(tài)風速, FC 和FD = 1.0.注: 1998至2002年間穿過D區(qū)的第5類氣旋的頻率比歷史數(shù)據(jù)所預測的頻率大得多，本標準中的風速便是基于歷史數(shù)據(jù)所預測的頻率測定的。當以記錄的風速為基礎時，采用了本條中的系數(shù)，允許在預測C區(qū)和D區(qū)(熱帶氣旋地區(qū))最終設計風速時可能有的不確定性。這些系數(shù)值將來在模擬后可以修改，模擬是

15、在所記錄的氣旋軌跡的基礎上進行的。像這樣的分析自然要包含遍及澳大利亞北部沿海(即：C區(qū)和D區(qū))的氣旋活動。長期氣候變化的影響也要包含在內。表 3.2風向放大系數(shù) (Md)第 4 章 現(xiàn)場暴露放大系數(shù)4.1 綜述本章節(jié)應用來對與現(xiàn)場情況有關的暴露放大系數(shù)進行計算，它與地形/高度(Mz,cat), 屏蔽(Ms)和地勢(Mt)有關。在對地形類別進行評估時，設計應考慮到地形起伏不平的已知將來變化，在對屏蔽進行評估時，設計應考慮提供屏蔽的建筑物的已知將來變化。4.2 地形/高度放大系數(shù)(Mz,cat)4.2.1 地形類別定義風是越過地形朝結構流動的，應在下列類別所描述的情況的基礎上對地形進行評估：(a)

16、 第1類 障礙物很少或無障礙物的暴露開放地形以及適用性風速下的水表面(b) 第2類 障礙物很少且適當分布的水表面、開放地形、草地，通常，障礙物的高度從1.5米到10米不等。(c) 第3類 有無數(shù)緊密分布且分隔開的障礙物的地形，障礙物高度3米到5米，例如：郊區(qū)住房。(d) 第4類 有無數(shù)大型、高大(10米到30米高)、緊密分布且分隔開的障礙物的地形，例如：大城市的市中心和發(fā)展良好的大工業(yè)中心。在選擇地形類別時，應適當考慮形成表面起伏不平的障礙物的持久性。特別是，在刮風過程中，不能指望用熱帶氣旋地區(qū)的植被來保持表面的起伏。4.2.2 地形/高度放大系數(shù)(Mz,cat)的測定隨地形起伏不平的影響高度

17、(z)而變化的風速變量(地形和結構高度放大系數(shù), Mz,cat) 應從表4.1(A)和表4.1(B)中所示完全展開的剖面圖的值中獲得。對于高度和地形類別的中間值，使用線性插值。 表 4.1(A)在完全展開的地形中, 陣風速度的地形/高度放大系數(shù)適用性極限狀態(tài)設計所有地區(qū)和最終極限狀態(tài)A1區(qū)至A7區(qū), W區(qū)和B區(qū)注: 對于高度Z和地形類別的中間值, 使用線性插值。表 4.1(B)在完全展開的地形中, 陣風速度的地形/高度放大系數(shù)最終極限狀態(tài)設計僅為C區(qū)和D區(qū)注: 對于高度Z和地形類別的中間值, 使用線性插值。4.2.3 地形類別的變化如果風穿過地形類別有變化的地面，且此地形類別處于表4.2(A)

18、中規(guī)定的結構高度的平均距離內，在對這種風向進行考慮時，地形和結構高度放大系數(shù)應作為地平面以上高度Z處結構逆風方向上平均距離的加權平均值(見圖4.1(a)。Mz,cat的加權平均數(shù)應通過結構逆風方向上每個地形的長度來衡量，考慮到每個地形類別變化的滯后距離。圖4.1(b)中對此進行了舉例說明。對于在Z高度上的估算，地形變化中包括了下述滯后距離(xi)：其中xi = 從一個新地形起伏開始至內層展開高度等于Z的位置的順風距離(滯后距離)；z0,r = 表4.2(B)中所示，在起伏之間的邊界，兩個粗糙長度中較大的一個；z = 平均局部地平面以上結構的參考高度。注: 滯后距離對于低于15米的高度不構成重要

19、影響。表 4.2(A)結構高度的平均距離表 4.2(B)地形類別的粗糙長度4.3 屏蔽放大系數(shù) (Ms)4.3.1 綜述適合于特定方向的屏蔽放大系數(shù)(Ms)應如表4.3中所示。當平均逆風地面傾斜度大于0.2或者屏蔽作用不適用于特定風向或者忽略不計時，屏蔽放大系數(shù)應為1.0。表 4.3屏蔽放大系數(shù)(Ms)注: 對于s的中間值, 使用線性插值。4.3.2 提供屏蔽的建筑物只有當建筑物位于半徑為20ht的45° 扇區(qū)內(對稱定位在所考慮的方向周圍)并且建筑物的高度大于或等于ht 時，才可利用建筑物來提供屏蔽。4.3.3 屏蔽參數(shù)(s)表4.3中的屏蔽參數(shù)(s)應通過以下公式來確定:其中l(wèi)s

20、 = 屏蔽建筑物的平均間隔，通過以下公式得到:hs = 屏蔽建筑物的平均屋頂高度bs = 屏蔽建筑物的平均寬度, 垂直于氣流h = 平均屋頂高度，在屏蔽結構的地面以上ns = 半徑為20h且hs h的45° 扇區(qū)內逆風屏蔽建筑物的數(shù)量4.4 地形放大系數(shù) (Mt)4.4.1 綜述地形放大系數(shù)(Mt)應按如下所述進行測量:(a) 對于海拔在500米以上的新西蘭和塔斯馬尼亞島的現(xiàn)場:Mt = Mh Mlee (1 + 0.00015 E) . . . 4.4(1)其中Mh = 山形放大系數(shù)Mlee = 背風(影響)放大系數(shù) (取為1.0, 在新西蘭的背風區(qū)域除外, 見第4.4.3條) E

21、 = 高于平均海拔的現(xiàn)場高度，單位為米(b) 在其他地方，取以下數(shù)值中的較大值: (i) Mt = Mh (ii) Mt = Mlee4.4.2 山形放大系數(shù) (Mh)山形放大系數(shù)(Mh)應采用1.0, 但圖4.2至4.4中所示局部地形區(qū)域內的特殊基本方向除外，山形放大系數(shù)值應如下所述:(a) 對于 H/(2Lu) < 0.05, Mh = 1.0(b) 對于 0.05 H/(2Lu) < 0.45, (見圖4.2 和 4.3)(c) 對于 H/(2Lu) > 0.45, (見圖4.4)的 (i) 在分隔帶內(見圖4.4) (ii) 在局部地形區(qū)域內的其他地方(見圖4.2 和

22、 4.3)，Mh應如方程式4.4(2)所示： 其中 H = 山，山脊或陡坡的高度 Lu = 從山，山脊或陡坡的脊部到脊部下面一半高度水平面的逆風水平距離 x = 結構逆風或順風到山，山脊或陡坡脊部水平距離 L1 = 長度比例尺，單位為米，用來確定Mh的垂直變化，取0.36 Lu 或 0.4 H兩者中的較大值 L2 = 長度比例尺，單位為米，用來確定Mh的水平變化，所有類型的地形逆風取4 L1，山和山脊順風取4 L1，陡坡順風取10 L1。 z = 平均局部地平面以上結構的參考高度 注: 圖4.2, 4.3和4.4是特殊風向下結構的現(xiàn)場截面圖。在X和Z為零的情況下，Mh值如表4.4所示。不論本條

23、款的規(guī)定如何，倘若遠離結構現(xiàn)場的距離超過其海拔高度10倍以上，則可以忽略一切峰值影響。圖 4.2 山和山脊注: 對于陡坡而言，從脊部到一定距離處（取3.6 Lu或4 H中較大的那個值）所測量的平均順風坡度不應超過0.05。 圖 4.3 陡坡 圖 4.4 坡度大于0.44的分隔帶表 4.4脊部的山形放大系數(shù)4.4.3 背風放大系數(shù) (Mlee)對于圖3.1(b)中所示新西蘭背風區(qū)域中的現(xiàn)場，應評價背風 (影響) 放大系數(shù)(Mlee)。對于其他所有現(xiàn)場，背風放大系數(shù)應為1.0。在背風區(qū)域內，背風放大系數(shù)應只適用于圖3.1(b)中所指定的來自基本方向的風。每個背風區(qū)域的寬度應為30公里，這個寬度是從

24、山脈開始的下風脊部測量，在指定風向上順風。背風區(qū)域由陰影背風區(qū)組成，陰影背風區(qū)從背風區(qū)域（山脈開始的脊部）的逆風邊界延伸12公里，外部背風區(qū)域覆蓋了剩余的18公里。對于陰影背風區(qū)域 (即：山脈脊部12公里內) 內的現(xiàn)場，背風放大系數(shù)應為1.35。在外部背風區(qū)域內，背風放大系數(shù)應使用水平距離通過線性插值來測定，水平距離是從陰影/外部區(qū)域邊界 (其中，Mlee = 1.35) 到順風的背風區(qū)域邊界(其中，Mlee = 1.0)。 注: 在澳大利亞，未對背風區(qū)域加以確定。第五章 空氣動力形狀系數(shù)5. 空氣動力形狀系數(shù) 5.1. 概述本章用于計算結構或部分結構的空氣動力形狀系數(shù)(Cfig)。Cfig值

25、用于確定每個表面所施加的壓力。為了計算壓力，Cfig的符號表示表面或元件上壓力的方向(參見圖5.1)，正值表示作用于表面的壓力，負值表示由表面作用的壓力（小于環(huán)境壓力，即吸力）。設計所使用的風力作用效應是諸如封閉建筑物上的內外壓力的合成壓力等不同壓力效應確定的數(shù)值總和。第5.3、5.4和5.5提供的數(shù)值適用于封閉的矩形建筑物。對于此標準，矩形建筑物包括在平面圖上一般由矩形構成的建筑物。建筑物、游離壁，游離屋頂、暴露在外的構件以及其它結構的特例的確定方法在相應的附件中給出。外壓力內壓力備注：Cfig用于確定所研究表面的一個面的壓力。Cfig的正值表示作用于表面的壓力，負值表示由表面作用的壓力。(

26、a) 壓力垂直于封閉建筑物的表面?zhèn)渥ⅲ篊fig僅用于確定結構外表面的摩擦阻力。每單位面積的載荷與表面相平行。(b) 封閉建筑物上的摩擦阻力圖5.1（部分）Cfig的符號規(guī)定備注：Cfig用于確定垂直于墻壁的凈壓力，由逆風面和順風面上的表面壓力導出。凈壓力總是垂直于墻壁的縱軸。（c）垂直于墻壁和臨時圍墻表面的壓力備注：Cfig用于確定墻壁兩側的摩擦阻力。每單位面積上的載荷平行作用于墻壁的兩個表面。（d）墻壁和臨時圍墻的摩擦阻力備注：用于確定垂直于屋頂?shù)膬魤毫?，由上、下表面的表面壓力導出。凈壓力總是垂直于表面，并且正值代表向下。（e）垂直于獨立的屋頂表面的壓力備注：Cfig用于確定總的摩擦阻力，由

27、上、下表面上的表面摩擦力導出。每單位面積上的載荷平行作用于屋頂?shù)膬蓚€表面。（f）獨立屋頂上的摩擦阻力圖5.1（部分）Cfig的符號規(guī)定5.2. 空氣動力形狀系數(shù)的計算按如下步驟確定特殊表面或一部分表面的空氣動力形狀系數(shù)(Cfig)：a) 封閉的建筑物(參見第5章和附件C)-對外壓力：Cfig=Cp,eKaKcKlKp 5.2(1)對內壓力：Cfig=Cp,iKc， 5.2(2)對摩擦阻力：Cfig=CfKc， 5.2(3)b) 圓形貯倉,筒倉和箱-參見附件Cc) 獨立墻，臨時圍墻，天篷和頂（參見附件D）-對于垂直于表面的壓力：Cfig =Cp,n Ka Kl Kp, 5.2(4)對于摩擦阻力：

28、Cfig =Cf 5.3(5)d) 暴露在外表面的結構件、支架和格子形桿架-參見附件E。e) 標志和環(huán)形結構-參見附件F其中，Cp,e = 外壓力系數(shù)Ka =面積換算系數(shù)Kc =合成系數(shù)Kl =局部壓力系數(shù)Kp =多孔覆蓋層換算系數(shù)Cp,i =內壓力系數(shù)Cf =摩擦阻力系數(shù)Cp,n= 垂直作用于天篷，獨立屋頂、墻壁等表面的凈壓力系數(shù)5.3. 封閉的矩形建筑物的內壓力5.3.1. 概述內壓力的空氣動力形狀系數(shù)(Cp,i)可以從表5.1(A)和5.1(B)中確定。表5.1(A)適用于開口閉合且墻的通透性占主要地位的設計情況。表5.1(B)適用于開口假定是打開的設計情況。任何情況下，要確定風速的高度

29、為平均屋頂高度（h）。內壓力是建筑物外表面相對通透性的函數(shù)。表面的通透性可通過在建筑物表面上增加泄露開口（例如，通風孔、窗戶縫隙）的面積來計算。5.3.2. 開口假設合成開口提供內壓力，內壓力和外壓力所起的風力作用相反?？赡艿拈_口包括門、窗和通風口。在C和D中，由占主要地位的開口引起的內壓力適用，除非建筑物外體（窗，門和外墻）表現(xiàn)出能夠抵抗相當于一塊橫截面為100mmX50mm，重量為4公斤，以15m/s的速度且任何角度投擲的木塊的沖擊載荷。5.3.3. 主要開口如果表面上的所有開口的總和超過同時考慮的其它各個表面上開口的總和,則該表面作為包含主要開口的表面。這不包括正常的表面通透性。備注：主

30、要開口不需要很大，并且可能以作為特殊考慮的設想的形式存在，比如敞開的通風孔，同時所有其它可能的開口均關閉。表5.1(A)帶有敞開的內部設計的建筑物的內壓力系數(shù)（Cpj）-無主要開口的不封閉墻壁的案例條件Cpj表示開口、通透性和風向的示例一面墻通透，其它墻不通透：（a） 迎風墻通透（b） 迎風墻不通透0.6-0.32面或3面墻同樣通透，其它墻不通透：（a） 迎風墻通透（b） 迎風墻不通透-0.1,0.2-0.3所有墻同樣通透-0.3 或0.0二個中對合力影響更大者有效封閉的且有一個不打開的窗戶的建筑物。-0.2 或0.0二個中對合力影響更大者表5.1(B)對于帶有敞開的內平面的建筑物的內壓力系數(shù)

31、（Cp,i)-一個表面上有主要開口主開口對其它墻壁和屋頂表面上的總開口面積（包括通透性）的比值 迎風墻上的主要開口 下風墻上的主要開口側墻上的主要開口屋頂上的主要開口0.5或更小0.3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.0 1 0.1, 0.2 0.3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.15 Cp,e 2 0.7 C p,e 0.7 C p,e 0.7 C p,e 0.7 C p,e30.85 C p,e0.85 C p,e 0.85 C p,e 0.85 C p,e 6或更大C p,eC p,e C p,e C p,e 備注：C p,e是主要開口所在位置上的

32、相關外壓力系數(shù)。5.4. 封閉的矩形建筑物的外壓力5.4.1. 外壓力系數(shù)（）矩形的封閉建筑物表面的外壓力系數(shù)（），對于墻體，在表5.2(A),5.2(B)和5.2(C)中給出，對于屋頂和附件C中的某些特殊屋頂，在表5.3(A),5.3(B)和5.3(C)中給出。這些表所引用的參數(shù)（例如尺寸）規(guī)定在圖5.2中。 表示風向 對于高度>25米的建筑物,迎風墻，W，使用隨高度而變化的V,圖例:W=迎風U=逆風屋頂坡度S=側面R=側風屋頂坡度L=下風D=順風屋頂坡度h=屋頂平均高度圖5.2 矩形封閉建筑物的參數(shù)對于下風墻，側墻和屋頂，風速視為z=h時的數(shù)值。屋頂?shù)钠骄叨瓤勺鳛榛鶞矢叨龋╤）。如

33、果列有2個數(shù)值，要為這2個數(shù)值設計屋頂。這種情況下，因為紊流，屋頂表面可能以任一個數(shù)值為基礎。另外，可考慮內外壓力的合力（也可參見5.3章）來獲得更嚴格的設計條件。對于屋頂，R（參見圖5.2）以及所有的，在利用表5.3（A）和5.3(C)中給定的數(shù)值來確定最危險的作用效應時，要考慮以下情況。（a） 表中給出的2個數(shù)值中較消極的數(shù)值適用于屋頂?shù)膬砂搿＃╞） 表中給出的2個數(shù)值中較積極的數(shù)值適用于屋頂?shù)膬砂?。（c） 較消極的數(shù)值適用于屋頂?shù)囊话耄^積極的數(shù)值適用于另一半。對于離地的建筑物的下部，可把視為0.8和-0.6。對于在地面以上標高小于高度三分之一的建筑物，在這些數(shù)值和0.0之間，按完全沒有

34、圍墻的下面第一層水平高度與總建筑物高度的比值，使用直線內插法來確定。為了計算下側的外部壓力，對所有的z按h處的數(shù)值來確定風速。屋檐下的壓力可視為與所考慮的表面之下的相鄰墻壁表面上施加的壓力相等。表5.2(A)對于矩形封閉的建筑物，墻壁-外壓力系數(shù)（）-迎風墻（W）h外壓力系數(shù)（）>25.0m0.8(風速隨高度而變化)25.0m對于地面上的建筑物0.8，當風速度隨高度變化時，或0.7，當風速按z=h確定時對于離地建筑物0.8（處的風速）表5.2(B)對于矩形封閉的建筑物，墻壁-外壓力系數(shù)（）-下風墻（L）,度(參見注示)d/b (參見注示) 外壓力系數(shù) (Cp,e) <10 1 2

35、4 0.50.3 0.2 10 所有數(shù)值0.3 15 0.3 20 0.4 25 0.1 0.3 0.750.5 注示：對于d/b和的中間值，利用直線內插法確定。表5.2（C）對于矩形封閉的建筑物，墻壁-外壓力系數(shù)（）-側墻（S）距迎風邊的水平距離 外壓力系數(shù) (Cp,e) 0 到 1h 0.65 1h 到 2h 0.5 2h 到3h 0.3 > 3h 0.2 表5.3(A)對于矩形封閉的建筑物，屋頂-外壓力系數(shù)（）-對于10º的逆風坡（U）和順風坡（D）和人字形屋頂（R）屋頂形式和坡度距屋頂迎風邊的水平距離 外壓力系數(shù)(Cp,e) 對于人字形屋頂?shù)膫蕊L坡（R）逆風坡（U），順

36、風坡（D）h/d 0.5(參見注示 1)h/d 1.0(參見注示1)全部 < 10° 0到 0.5h 0.9, 0.4 1.3, 0.6 0.5到 1h 0.9, 0.4 0.7, 0.3 1h到 2h 0.5, 0 (0.7), (0.3) 2h到 3h 0.3, 0.1 參見注示2 >3h 0.2, 0.2 注示：1 對于屋頂坡度和h/d比值的中間值，使用內插法確定。僅可對相同標記的數(shù)值進行插補。2 括號中的數(shù)值用于插補。表5.3(B)對于矩形封閉的建筑物，屋頂-外壓力系數(shù)（）-逆風坡（U）10º屋頂類型和坡度 比值 h/d 外壓力系數(shù)(Cp,e) 逆風坡,

37、 (U) (參見備注) 屋頂坡度, 度 (參見注示) 10152025 30 35 45 10° 0.25 0.7, 0.3 0.5, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 0.2, 0.4 0.0, 0.5 0,0.8sin0.5 0.9, 0.4 0.7, 0.3 0.4, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 0.2, 0.4 1.0 1.3, 0.6 1.0, 0.5 0.7, 0.3 0.5, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 注示：對于屋頂坡度和h/d的比的中間值,可使用直線內插法確定.插補僅對于相同標記的數(shù)值才可進行。表5.3（C）對于矩形封閉的建

38、筑物，屋頂-外壓力系數(shù)（）-順風坡（D）10º以及四坡屋頂?shù)模≧）屋頂類型和坡度 h/d的比值 (參見注示) 外壓力系數(shù)(Cp,e) 四坡屋頂?shù)膫蕊L坡度 （R）順風坡度（D）屋面坡度(), (參見注示) 1015 20 25 對任何 10° 0.25 0.3 0.5 0.6對于 b/d < 3; 0.6 對于3<b/d<8; 0.06(7 + b/d) 對于 b/d > 8; 0.9 0.5 0.5 0.5 0.6 1.0 0.7 0.6 0.6注示：對于屋頂坡度和h/d的比的中間值,可使用內插法確定.插補僅對于相同標記的數(shù)值才可進行。5.4.2.

39、屋頂和側墻的面積換算系數(shù)（Ka）對于屋頂和側墻，面積換算系數(shù)(Ka）在表5.4中給出。對于其它所有情況，Ka可視為1.0。腹地是那些受力被考慮的地方。表5.4面積換算系數(shù)（Ka）腹地 (A), m2 (參見注示) 面積換算系數(shù) (Ka) 10 1.0 25 0.9 100 0.8 備注：對于A的中間值，使用直線內插法確定。5.4.3. 合系數(shù)（Kc）當作用于一個封閉建筑物的一個或多個表面的風壓（例如迎風墻，逆風屋頂，側墻，內壓等）同時對一個主要結構元件施加結構作用效應（例如，元力）時，則表5.5中給出的合系數(shù)（Kc）可以用來計算極限外表面和內表面的合力。這一系數(shù)不適用于如桁條等包覆層或直接支撐

40、結構。對于所有表面，Kc不小于0.8/Ka(參見5.4.2)。表5.5由2個或更多個建筑物表面對主結構元件施加影響的風壓合作用系數(shù)設計案例合系數(shù)（Kc）示意圖（a）當一個單獨表面的風力作用對作用效應所起的作用為75%或更多時1.0-（b）來自迎風墻或下風墻的壓力與正或負的屋頂壓力的合成0.8(c)屋頂正壓與內部負壓的合成（來自墻上的開口）0.8(d)屋頂或墻壁上的負壓與內部正壓力的合成0.95(e) 其它所有情況1.0-注示：小于1.0的作用合成系數(shù)是可以調整的，因為風壓波動很大，并且不會同時發(fā)生在建筑物的所有表面上。5.4.4. 覆蓋層的局部壓力系數(shù)（Kl）所有情況下，局部壓力系數(shù)（Kl）可

41、視為1.0，但是在確定覆蓋層、覆蓋層固定件、直接支撐覆蓋層的元件以及這些構件上的直接固定件上作用的風力的情況除外。對于這些情況，Kl可視為1.0，也可以從表5.6中按指示的區(qū)域和位置選取，只要在與外壓力和內壓力合成時，其作用是最相反的。對于一個以上例子適用的地方，使用表5.6中Kl的最大值。當覆蓋層或支撐元件超過表5.6給出的區(qū)域a時，數(shù)值Kl=1.0適用于該區(qū)外施加的風力作用。尺寸a的值如圖5.3所示，是0.2b,0.2d或高度(h)的最小值。在可能有相互作用的地方，外壓力可視為與表5.3中給定的內壓力，與第5.4.1章中屋檐下壓力同時起作用，并且要計算合力。表5.6中負壓的設計案例是另一種

42、情況，不同時起作用。對于矩形建筑物，在任何情況下，乘積的負極限為-2.0。對于帶女兒墻的平或近乎平的屋頂（坡度不大于10度），女兒墻背風處的RA1和RA2位置的Kl數(shù)值可以通過乘以表5.6中的女兒墻換算系數(shù)來進行修改，Kl在表5.7中給出。表5.6局部壓力系數(shù)（Kl）設計案例圖5.3參考號h (m) 面積, A 接近邊Kl 正壓迎風墻 WA1 全部A 0.25a 2任何地方1.25 其它所有地方全部 1.0 負壓屋頂邊緣四坡頂和屋脊，屋頂坡度10°靠近迎風墻邊緣的側壁 RA1 RA2 全部全部0.25a2 <Aa2 A 0.25 a2 < a < 0.5a 1.5

43、2.0 RA3RA4 全部全部0.25a2 <Aa2 A 0.25 a2 < a < 0.5a 1.5 2.0 SA1 SA2 25 0.25a2 <Aa2 A 0.25 a2 < a < 0.5a 1.5 2.0SA3 SA4 SA5 > 25 A 0.25 a2 0.25 a2 <Aa2A 0.25 a2 > a < a < 0.5a 1.5 2.0 3.0 其它所有地方全部 1.0 備注：尺寸a和圖紙參考號在圖5.3中定義。圖5.7 女兒墻因素的換算系數(shù)h hp （參見注示) 25 m 0.07 h 1.0 0.1 h 0

44、.8 0.2 h 0.5 > 25 m 0.02 w 1.0 0.03 w 0.8 0.05 w 0.5 備注：=平均屋頂高度以上的女兒墻高度w=建筑物的最短水平尺寸對于中間值，采用直線內插法確定。備注：尺寸a的值是0.2b,0.2d和h的最小值。圖5.3 局部壓力系數(shù)（Kl）5.4.5. 屋頂和側墻的通透覆層的換算系數(shù)（Kp）除了外表面包括通透覆層以及混凝土實積比小于0.999且大于0.99的地方之外，通透覆層的換算系數(shù)（Kp）可視為1.0，表5.8中的數(shù)值可用于負壓。表面的混凝土實積比為實心面積與表面總面積的比值。圖5.4表示尺寸da。表5.8滲透覆層的換算系數(shù)(Kp)距迎風邊的水平

45、距離(參見注示) Kp 0 到 0.2da 0.9 0.2da 到 0.4da 0.8 0.4da 到 0.8da 0.7 0.8da 到 1.0da 0.8 注示: da是風沿表面吹過的深度,單位為米。permeable surface 滲透表面圖5.4 滲透表面的符號5.5. 封閉建筑物的摩擦阻力計算封閉建筑物的屋頂和側墻的摩擦阻力（F），除了垂直于表面的壓力之外，僅考慮d/h或d/b的比值大于4的情況。空氣動力形狀系數(shù)（）等于沿風向上的摩擦阻力，見表5.9。效應以面積為基礎進行計算：對于hb,面積=（b+2h）(d-4h)對于h>b, 面積=（b+2h）(d-4h)表5.9對于d/

46、h>4或d/b>4的摩擦阻力系數(shù)距迎風邊的距離表面說明Cfx4h和4b兩者之間的較小值帶肋骨的表面，且肋骨與風向交叉0.04帶槽的表面，且槽與風向交叉0.02光滑的表面，不帶肋骨和槽，或肋骨和槽與風向平行0.01x>4h和4b兩者之間的較小值所有表面0附錄A定義（規(guī)范性）空氣動力形狀因數(shù)用于說明由風引起表面壓力上結構幾何效應的因數(shù)。效應超過數(shù)的年概率該概率指的是任何一年里將超過的數(shù)值。注：這是所謂“重現(xiàn)期”（更好的說法是平均重現(xiàn)期）的倒數(shù)。遮篷屋頂樣結構，通常范圍有限，有建筑物墻的保護。防雨蓋板臨近或者附在建筑上的屋頂，通常沒有墻圍起來。覆蓋層在建筑或者結構構架上形成外表面的

47、材料。設計風速根據(jù)超過數(shù)的年概率、風向、地理位置、周圍環(huán)境和高度而進行調整的設計中使用風速。注：對于高于25m的建筑，設計風速表示為高度函數(shù)。主導開口密閉式建筑外表面的敞口，直接影響響應該特殊開口處外壓力的平均內壓力。 注：主導開口不必很大。阻力作用在迎面氣流方向里的力；也可見升力。動態(tài)特性系數(shù)用于說明對風敏感結構上波動力和諧振響應效應的系數(shù)。高架建筑指的是第一層樓下有一明亮、沒有圍起來的空間的建筑，地面到第一層樓下面的高度為該建筑總高度的1/3或者超過1/3。密閉式建筑 從地面到屋頂有一個屋頂和完整圍墻的建筑。陡坡長、陡峭坡度，面向名義水平高低平原間，這些平原的平均坡度不大于5%。第一階振型

48、第一階模固有振動下其最大振幅處結構的形態(tài)。第一階振模固有頻率與建筑物最低振動諧波對應的自由振蕩頻率。力系數(shù)偶然風壓與適當面積（文本里有限定）相乘得出的系數(shù)，給出了指定方向的力。游離屋頂下面沒有圍墻的任何型式的屋頂，（如，獨立式車棚）。獨立式壁兩面都暴露在風里的墻壁，沒有屋頂（如圍墻）。人字屋頂兩個坡面與垂直端壁從最低點一直到屋脊成三角形的有脊屋頂。四坡屋頂有四個坡（斜）面的屋頂，金字塔形，周圍有水平屋檐。矩形平面圖上的四坡屋頂在短邊（斜脊端）有兩個矩形斜頂，在長邊有兩個錐形斜頂。圍墻獨立（矩形）標志牌，和同類的東西，圍墻支起來時要清除地面上的物品。直接支撐（覆蓋層）覆蓋層直接固定的那些支撐構件

49、（如板條、桁條、 圍梁、立筋）。滯后距離滯后距離是由于地形起伏不平變化對風速影響而要求的，以達到要研究的高度。格子形塔架三維構架，包含三個或者多個線性邊界構件，由結合在公共點（節(jié)點）的線性支撐構件相互連接， 圍住一個敞口區(qū)域，風可通過此窗口區(qū)域。升力作用在與風流成90°處的力；也可見阻力。折線形屋頂在四邊上有兩個斜坡的屋頂，下面的坡度比上面的坡度更陡。注：上面的斜坡坡度低于10度的折線形屋頂可被認為是平頂屋頂。單坡屋頂有一個直坡、沒有屋脊的平坦屋頂。障礙物天然的或者人造的能產(chǎn)生風湍流的物體，可從單棵樹到一片深林，從獨立的小建筑到密集的多層建筑。可滲透有小孔、裂紋和同類東西聚集的表面，

50、在有壓差的作用下，空氣可通過這種表面。斜屋頂雙折和雙平面的屋頂（兩個傾斜的平面），在中央屋脊處會合。壓力參照環(huán)境空氣壓力的氣壓。在本標準里，負值表示低于環(huán)境氣壓（吸入），正值表示超過環(huán)境氣壓。凈壓力垂直作用于該文本范圍內指定方向的表面。壓力系數(shù)作用在表面上某點的壓力與偶然風自由流的動態(tài)壓力之比。矩形建筑對本標準的第5章來說，矩形建筑包括通常由平面圖是矩形形狀構成的建筑。雷諾數(shù)氣流里的慣性力與粘性力之比。山脊（地形特征）有一個接近線性頂點的長脊或者山脈，在脊的每側有斜面。粗糙長度氣流上特殊類型地形的湍流引發(fā)性質的理論定量。Scruton數(shù)質量減震系數(shù)。（覆蓋層的）堅固性表面實心面積與表面總面積之

51、比。主要結構構件腹地大于10的結構構件。次要結構構件腹地小于或等于10的結構構件。地形表面粗糙狀況，用于考慮遮擋風的障礙物尺寸和布置。地形學主要的陸地表面特征，包括山丘、山谷和平原，這些嚴重影響風流模式。颶風猛烈旋轉的空氣柱，來自對流云底的下垂物，通?？捎^察到附著于云底的漏斗云。腹地承受將被考慮的力的建筑表面區(qū)域。M形屋頂在其最低點有一屋谷的雙折、雙平面屋頂。附錄B符號(規(guī)范性)除非有其他規(guī)定，本標準里使用的符號在結構、構件、或者要適用某個條款的條件方面具有以下意義。（關于單位，見1.5條）。A=構件或者將風力傳遞到構件的腹地的表面區(qū)域，即-=壓力作用的區(qū)域，當與壓力系數(shù)一起使用時，可能不會始終是垂直作用在風流上；=當與阻力系數(shù)一起使用時投影區(qū)域垂直于風流；或者=當與力系數(shù)或者一起使用時，可應用條款（見附錄E）里定義的區(qū)域=塔架上輔助構件的參考區(qū)域=石板的參考區(qū)域=高度z處塔架截面的總投影面積=參考區(qū)域，單位為平方米，高度為z, 在此高度上壓力(pz)起作用。=用于簡化計算的常數(shù)（圖表E4.2.3）；或者是在限定局部壓力系數(shù)應用范圍中使用的尺寸=背景因數(shù)，由低頻率風速變化導