工程荷載-風(fēng)荷載

1、Breeze，wind, storm古巴首都哈瓦那海濱大街2005.10.24颶風(fēng)“威爾瑪”掀起巨浪，越過堤岸，拍打著樓房 hurricane8月月30日美國新奧爾良颶風(fēng)襲擊日美國新奧爾良颶風(fēng)襲擊80%的土地被淹，死亡上千人，的土地被淹，死亡上千人，2000億美金的重建費(fèi)用億美金的重建費(fèi)用颶風(fēng)麗塔襲擊美國颶風(fēng)麗塔襲擊美國風(fēng)起前后風(fēng)起前后8月月18日臺(tái)風(fēng)圣帕日臺(tái)風(fēng)圣帕4.1.1 風(fēng)的形成風(fēng)的形成風(fēng)風(fēng) 空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)而形成空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)而形成。由于地球自傳和地球由于地球自傳和地球表面大陸與海洋吸熱表面大陸與海洋吸熱存在差異，大氣環(huán)流存在差異，大氣環(huán)流復(fù)雜

2、些復(fù)雜些4.1.2 兩類性質(zhì)的大風(fēng)兩類性質(zhì)的大風(fēng)1、臺(tái)風(fēng)、臺(tái)風(fēng):是大氣環(huán)流中的組成部分，是熱帶洋面上形是大氣環(huán)流中的組成部分，是熱帶洋面上形成的低壓氣旋。成的低壓氣旋。2、季風(fēng)：冬季西北風(fēng)；夏季東南風(fēng)。、季風(fēng)：冬季西北風(fēng)；夏季東南風(fēng)。4.1.3 我國風(fēng)氣候總況我國風(fēng)氣候總況大風(fēng)區(qū)大風(fēng)區(qū) 東南沿海、青藏高原東南沿海、青藏高原次大風(fēng)區(qū)次大風(fēng)區(qū) 東北、華北和西北東北、華北和西北最大風(fēng)區(qū)最大風(fēng)區(qū) 臺(tái)灣、海南和南海島嶼；臺(tái)灣、海南和南海島嶼；小風(fēng)區(qū)小風(fēng)區(qū) 長(zhǎng)江中下游、黃河中下游長(zhǎng)江中下游、黃河中下游最小風(fēng)區(qū)最小風(fēng)區(qū) 云貴高原云貴高原4.1.4 風(fēng)級(jí)風(fēng)級(jí)為區(qū)分風(fēng)為區(qū)分風(fēng)的大小，的大小，根據(jù)風(fēng)對(duì)根據(jù)風(fēng)對(duì)地面

3、（或地面（或海面）物海面）物體影響程體影響程度，常將度，常將風(fēng)劃分為風(fēng)劃分為13個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。4.2 風(fēng)壓風(fēng)壓 4.2.1 風(fēng)壓與風(fēng)速的關(guān)系：當(dāng)風(fēng)以一定的速度向前運(yùn)風(fēng)壓與風(fēng)速的關(guān)系：當(dāng)風(fēng)以一定的速度向前運(yùn)動(dòng)遇到阻塞時(shí)，將對(duì)阻塞物產(chǎn)生壓力，稱為風(fēng)壓動(dòng)遇到阻塞時(shí)，將對(duì)阻塞物產(chǎn)生壓力，稱為風(fēng)壓kN/m3;g9.8m/s2;vm/s; kN/m2/g值各地不同：值各地不同： 東南沿海：東南沿海：1/1750； 內(nèi)陸：海拔內(nèi)陸：海拔500以下以下1/1600；3500以上以上1/26004.2.2 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓 Reference Wind Pressure 按照上述條件，根據(jù)全國各地氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)

4、按照上述條件，根據(jù)全國各地氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用下式計(jì)算據(jù)，用下式計(jì)算1600/200vw 基本風(fēng)壓通常符合五個(gè)規(guī)定（我國）：基本風(fēng)壓通常符合五個(gè)規(guī)定（我國）：標(biāo)準(zhǔn)高度：距地面標(biāo)準(zhǔn)高度：距地面10米高度處米高度處基本風(fēng)速重現(xiàn)期：基本風(fēng)速重現(xiàn)期：50年重現(xiàn)期年重現(xiàn)期最大風(fēng)速的樣本時(shí)間：年平均最大風(fēng)速的樣本時(shí)間：年平均公稱風(fēng)速的時(shí)距：公稱風(fēng)速的時(shí)距：10分鐘最大風(fēng)速分鐘最大風(fēng)速地貌：比較空曠平坦地面地貌：比較空曠平坦地面圖45 全國基本風(fēng)壓分布圖4.2.3 非標(biāo)準(zhǔn)條件非標(biāo)準(zhǔn)條件下的風(fēng)速或風(fēng)壓的換算下的風(fēng)速或風(fēng)壓的換算1、非標(biāo)準(zhǔn)高度換算、非標(biāo)準(zhǔn)高度換算aasazzwzw20)(基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)高度（基本風(fēng)壓

5、標(biāo)準(zhǔn)高度（10m）與地貌或地面粗糙度有關(guān)的指數(shù)與地貌或地面粗糙度有關(guān)的指數(shù)表表43 國內(nèi)外大城市中心及其近鄰的實(shí)測(cè)國內(nèi)外大城市中心及其近鄰的實(shí)測(cè) 值值 p43地區(qū)地區(qū) 上海近鄰上海近鄰 南京南京廣州廣州圣路易斯圣路易斯蒙特利爾蒙特利爾 上海上海哥本哈根哥本哈根0.160.160.220.220.240.240.250.250.280.280.280.280.340.34地區(qū)地區(qū) 東京東京基輔基輔倫敦倫敦莫斯科莫斯科列寧格勒列寧格勒 紐約紐約巴黎巴黎0.340.340.360.360.360.360.370.370.410.410.390.390.450.45國內(nèi)外大城市中心及其鄰近的實(shí)測(cè)國內(nèi)外

6、大城市中心及其鄰近的實(shí)測(cè)值值 表表4-32、非標(biāo)準(zhǔn)地貌的換算、非標(biāo)準(zhǔn)地貌的換算asaTasTsazHzHww2200指數(shù)梯度風(fēng)高度、風(fēng)速變化標(biāo)準(zhǔn)地貌的測(cè)定高度、sTssHz指數(shù)梯度風(fēng)高度、風(fēng)速變化任意地貌的測(cè)定高度、aTaaHz地貌地貌海面海面空曠平坦地面空曠平坦地面城市城市大城市中心大城市中心0.1-0.130.13-0.180.18-0.280.28-0.44HT(m)275-325325-375375-425425-500不同地貌的不同地貌的及及HT值值 表表4-4我國規(guī)范地面粗糙度分類：我國規(guī)范地面粗糙度分類：A類極糙度：在近海海面、海島、海岸及沙漠地區(qū)，地面空曠，空氣流動(dòng)幾乎無阻擋物

7、B類粗糙度：田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市的郊區(qū)C類粗糙度：有密集建筑物的大城市市區(qū)D類粗糙度：有密集建筑物，且房屋較高的城市市區(qū)地貌地貌海面海面空曠平坦地面空曠平坦地面城市城市大城市中心大城市中心0.120.160.220.30HT(m)300350400450我國各類地貌的我國各類地貌的及及HT值值 表表4-5ABCD地貌計(jì)算值在標(biāo)準(zhǔn)高度上的差異：地貌計(jì)算值在標(biāo)準(zhǔn)高度上的差異：A/B=1.379；B/C=1.626；C/D=1.933例題例題1 p443、不同時(shí)距的換算、不同時(shí)距的換算4、不同重現(xiàn)期的換算、不同重現(xiàn)期的換算不同重現(xiàn)期風(fēng)壓與不同重現(xiàn)期風(fēng)壓與50年重現(xiàn)期風(fēng)壓的

8、比值年重現(xiàn)期風(fēng)壓的比值 表表47 風(fēng)速時(shí)距風(fēng)速時(shí)距1h10min5min2min1min30s20s10s5s瞬時(shí)瞬時(shí)統(tǒng)計(jì)比值0.9411.071.161.201.261.281.351.391.50各種不同時(shí)距與各種不同時(shí)距與10分鐘時(shí)距風(fēng)速的平均比值分鐘時(shí)距風(fēng)速的平均比值 表表46重現(xiàn)期重現(xiàn)期(年）年）T0100503020105310.5r 1.1141.000.9160.8490.7340.6190.5350.3530.2394.2結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計(jì)算的幾個(gè)重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計(jì)算的幾個(gè)重要概念1.結(jié)構(gòu)的風(fēng)力與風(fēng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)力與風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向力，橫風(fēng)向力及扭力矩順風(fēng)向力，橫風(fēng)向力及扭力矩2.順風(fēng)向平

9、均風(fēng)與脈動(dòng)風(fēng)順風(fēng)向平均風(fēng)與脈動(dòng)風(fēng)3.橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 ：規(guī)范正文條文說明7 7 風(fēng)風(fēng) 荷荷 載載 7.1 7.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓7.1.1 7.1.1 垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算：垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算：1 1 當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí) (7.1.1-1) (7.1.1-1) 2 2 當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) (7.1.1-2)(7.1.1-2) 7.1.2 7.1.2 基本風(fēng)壓應(yīng)按本規(guī)范附錄基本風(fēng)壓應(yīng)按本規(guī)范附錄D.4D.4中附表中附表D.4D.4給出的給出的5050

10、年一遇的風(fēng)壓采用，但不年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于得小于0.3kN0.3kNm m2 2。對(duì)子高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提對(duì)子高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。規(guī)范正文規(guī)范正文0wwzszk0wwzsgzk7 7 風(fēng)荷載風(fēng)荷載 7.1 7.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓 7.1.17.1.1對(duì)于主要承重結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的表達(dá)可有兩種形式，其一為平均風(fēng)壓加上由脈對(duì)于主要承重結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的表達(dá)可有兩種形式，其一為平均風(fēng)壓加上由脈

11、動(dòng)風(fēng)引起導(dǎo)致結(jié)構(gòu)風(fēng)振的等效風(fēng)壓；另一種為平均風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù)。由于在結(jié)構(gòu)的風(fēng)動(dòng)風(fēng)引起導(dǎo)致結(jié)構(gòu)風(fēng)振的等效風(fēng)壓；另一種為平均風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù)。由于在結(jié)構(gòu)的風(fēng)振計(jì)算中，一般往往是第振計(jì)算中，一般往往是第1 1振型起主要作用，因而我國與大多數(shù)國家相同，采用后一種表振型起主要作用，因而我國與大多數(shù)國家相同，采用后一種表達(dá)形式，即采用風(fēng)振系數(shù)達(dá)形式，即采用風(fēng)振系數(shù)z z，它綜合考慮了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，其中包括，它綜合考慮了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，其中包括風(fēng)速隨時(shí)間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。風(fēng)速隨時(shí)間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其剛性一般較大，在結(jié)構(gòu)

12、效應(yīng)中可不必考慮其共振分量，此時(shí)可僅對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其剛性一般較大，在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中可不必考慮其共振分量，此時(shí)可僅在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，近似考慮脈動(dòng)風(fēng)瞬間的增大因素，原則上可通過局部風(fēng)壓體型系在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，近似考慮脈動(dòng)風(fēng)瞬間的增大因素，原則上可通過局部風(fēng)壓體型系數(shù)數(shù)s1s1和陣風(fēng)系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)gzgz來計(jì)算其風(fēng)荷載。來計(jì)算其風(fēng)荷載。7.1.27.1.2基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓0 0是根據(jù)全國各氣象臺(tái)站歷年來的最大風(fēng)速記錄，按基本風(fēng)壓的標(biāo)準(zhǔn)要求是根據(jù)全國各氣象臺(tái)站歷年來的最大風(fēng)速記錄，按基本風(fēng)壓的標(biāo)準(zhǔn)要求，將不同風(fēng)儀高度和時(shí)次時(shí)距的年最大風(fēng)速，統(tǒng)一換算為離地，將不同風(fēng)儀高度和時(shí)次時(shí)距的年最大風(fēng)速，統(tǒng)一

13、換算為離地10m10m高，自記高，自記1Omin1Omin平均年平均年最大風(fēng)速最大風(fēng)速(m/s)(m/s)。根據(jù)該風(fēng)速數(shù)據(jù)，按附錄。根據(jù)該風(fēng)速數(shù)據(jù)，按附錄D D的規(guī)定，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析確定重現(xiàn)期為的規(guī)定，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析確定重現(xiàn)期為5050年的最年的最大風(fēng)速，作為當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)速大風(fēng)速，作為當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)速0 0。再按貝努利公式。再按貝努利公式 確定基本風(fēng)壓。以往，國內(nèi)的風(fēng)速記錄大多數(shù)根據(jù)風(fēng)壓板的觀測(cè)結(jié)果，刻度所反映的風(fēng)確定基本風(fēng)壓。以往，國內(nèi)的風(fēng)速記錄大多數(shù)根據(jù)風(fēng)壓板的觀測(cè)結(jié)果，刻度所反映的風(fēng)速，實(shí)際上是統(tǒng)一根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的空氣密度速，實(shí)際上是統(tǒng)一根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的空氣密度=1.25kg=1.25kgm m3 3按上述公

14、式反算而得，因此在按該按上述公式反算而得，因此在按該風(fēng)速確定風(fēng)壓時(shí)，可統(tǒng)一按公式風(fēng)速確定風(fēng)壓時(shí)，可統(tǒng)一按公式 計(jì)算。計(jì)算。鑒于通過風(fēng)壓板的觀測(cè)，人為的觀測(cè)誤差較大，再加上時(shí)次時(shí)距換算中的誤差，其結(jié)果鑒于通過風(fēng)壓板的觀測(cè)，人為的觀測(cè)誤差較大，再加上時(shí)次時(shí)距換算中的誤差，其結(jié)果就不太可靠，當(dāng)前各氣象臺(tái)站已累積了較多的根據(jù)風(fēng)杯式自記風(fēng)速儀記錄的就不太可靠，當(dāng)前各氣象臺(tái)站已累積了較多的根據(jù)風(fēng)杯式自記風(fēng)速儀記錄的10min10min平均年平均年最大風(fēng)速數(shù)據(jù)，因此在這次數(shù)據(jù)處理時(shí)，基本上是以自記得數(shù)據(jù)為依據(jù)。因此在確定風(fēng)最大風(fēng)速數(shù)據(jù)，因此在這次數(shù)據(jù)處理時(shí)，基本上是以自記得數(shù)據(jù)為依據(jù)。因此在確定風(fēng)壓時(shí)，必須

15、考慮各臺(tái)站觀測(cè)當(dāng)時(shí)的空氣密度，當(dāng)缺乏資料時(shí)，也可參考附錄壓時(shí)，必須考慮各臺(tái)站觀測(cè)當(dāng)時(shí)的空氣密度，當(dāng)缺乏資料時(shí)，也可參考附錄D D的規(guī)定采用的規(guī)定采用。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 nominal value of wind load垂至于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值垂至于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0wwzszk(kN/m2)高度處的風(fēng)振系數(shù) Zz風(fēng)荷載體型系數(shù)s風(fēng)壓高度變換系數(shù)z當(dāng)取當(dāng)取z為為1時(shí)，相當(dāng)于平均風(fēng)壓下的靜力風(fēng)載時(shí)，相當(dāng)于平均風(fēng)壓下的靜力風(fēng)載風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按照按照地面粗糙度類別地面粗糙度類別和和距地面高度距地面高度確定確定地面粗糙度分類地面粗糙度分類A 近海海面、海島、海

16、岸、湖岸、沙漠近海海面、海島、海岸、湖岸、沙漠 B 田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵、房屋稀少的鄉(xiāng)田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵、房屋稀少的鄉(xiāng) 鎮(zhèn)及城郊鎮(zhèn)及城郊C 有密集建筑群的城市市區(qū)有密集建筑群的城市市區(qū)D 有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)1 以擬建房以擬建房2km為半徑的迎風(fēng)半圓影響范圍內(nèi)的房屋高度和密集為半徑的迎風(fēng)半圓影響范圍內(nèi)的房屋高度和密集度來區(qū)分粗糙度類別，風(fēng)向原則上應(yīng)以該地區(qū)最大風(fēng)的風(fēng)向?yàn)闇?zhǔn)，度來區(qū)分粗糙度類別，風(fēng)向原則上應(yīng)以該地區(qū)最大風(fēng)的風(fēng)向?yàn)闇?zhǔn)，但也可取其主導(dǎo)風(fēng)；但也可取其主導(dǎo)風(fēng)；2 以半圓影響范圍內(nèi)建筑物的平均高度以半圓影響范圍內(nèi)建筑物的平均高度 來劃分地面

17、粗糙度類別，來劃分地面粗糙度類別，當(dāng)當(dāng) 18m，為，為D類，類，9m 18m，為，為C類，類， 9m，為，為B類；類；3 影響范圍內(nèi)不同高度的面域可按下述原則確定，即每座建筑物影響范圍內(nèi)不同高度的面域可按下述原則確定，即每座建筑物向外延伸距離為其高度的面域內(nèi)均為該高度，當(dāng)不同高度的面域向外延伸距離為其高度的面域內(nèi)均為該高度，當(dāng)不同高度的面域相交時(shí)，交疊部分的高度取大者；相交時(shí)，交疊部分的高度取大者；4 平均高度平均高度 取各面域面積為權(quán)數(shù)計(jì)算。取各面域面積為權(quán)數(shù)計(jì)算。確定城區(qū)的地面粗糙度類別時(shí)，若無確定城區(qū)的地面粗糙度類別時(shí)，若無的實(shí)測(cè)，可按下述原則近的實(shí)測(cè)，可按下述原則近似確定：似確定：hh

18、風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)0)(wzwazaasazzwzw20)(asaTasTsazHzHww2200aassaTasTszzzzHzHz222)(風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z離地面或海平面高度地面粗糙度類別(m)ABCD5101520304050601.171.381.521.631.801.922.032.121.001.001.141.251.421.561.671.770.740.740.740.841.001.131.251.350.620.620.620.620.620.730.840.93(m)ABCD7080901001502002503003504004502

19、.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.861.952.022.092.382.612.802.973.123.123.121.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.12L021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12 風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)s0.80.40.4-0.4-0.4-0.4-0.2-0.4風(fēng)流經(jīng)建筑平面時(shí)的風(fēng)壓分布系數(shù)風(fēng)流經(jīng)建筑平面時(shí)的風(fēng)壓分布系數(shù)尾渦區(qū)尾渦區(qū)邊界層邊界層由伯努利方程由伯努利方程 迎風(fēng)面 背風(fēng)面風(fēng)流經(jīng)建筑立面時(shí)的風(fēng)壓分布系數(shù)風(fēng)流經(jīng)建筑立

20、面時(shí)的風(fēng)壓分布系數(shù)0.80.60.40.4-0.18-0.41 -0.41-0.2-0.137.3.1 房屋和構(gòu)筑物的風(fēng)載體型系數(shù)，可按下列規(guī)定采用房屋和構(gòu)筑物的風(fēng)載體型系數(shù)，可按下列規(guī)定采用:1 房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型類同時(shí)，可按房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型類同時(shí)，可按 該表的規(guī)定采用；該表的規(guī)定采用；2 房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型不同時(shí)，可參房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型不同時(shí)，可參 考有關(guān)資料采用；考有關(guān)資料采用；3 房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型不同且無參考房屋和構(gòu)筑物與規(guī)范表中的體型不同且無參考 資料可以借鑒時(shí)，宜由風(fēng)洞試驗(yàn)確定；資料可以借鑒時(shí)，宜由風(fēng)洞試驗(yàn)確定；4 對(duì)于重要且體

21、型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞對(duì)于重要且體型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞 試驗(yàn)確定。試驗(yàn)確定。風(fēng)振系數(shù)（順風(fēng)向）風(fēng)振系數(shù)（順風(fēng)向）z風(fēng)振動(dòng)作用風(fēng)振動(dòng)作用Davenport水平脈動(dòng)風(fēng)速的功率譜密度經(jīng)驗(yàn)公式水平脈動(dòng)風(fēng)速的功率譜密度經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)間風(fēng)速平均風(fēng)速實(shí)際風(fēng)速平均風(fēng)平均風(fēng)脈動(dòng)風(fēng)脈動(dòng)風(fēng)zzz)(11 脈動(dòng)增大系數(shù)，按照脈動(dòng)增大系數(shù)，按照w0T12查表確定。查表確定。v 脈動(dòng)影響系數(shù)，按照結(jié)構(gòu)總高度，高寬比，脈動(dòng)影響系數(shù)，按照結(jié)構(gòu)總高度，高寬比，地面粗糙度類別查表確定。地面粗糙度類別查表確定。 結(jié)構(gòu)第結(jié)構(gòu)第1振型函數(shù)。振型函數(shù)。)(1z）高聳結(jié)構(gòu)（彎曲型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)）高層建筑結(jié)構(gòu)（彎剪型結(jié)構(gòu)）低層建筑結(jié)

22、構(gòu)（剪切型43217 . 01131342)(4)(2sin)(HzHzHzzHztgzHzz阻尼比阻尼比1=0.01為鋼結(jié)構(gòu)；為鋼結(jié)構(gòu)；1=0.03用于混用于混合結(jié)構(gòu)；合結(jié)構(gòu)；1=0.05用于混凝土結(jié)構(gòu)用于混凝土結(jié)構(gòu)表表7.4.3 脈動(dòng)增大系數(shù)脈動(dòng)增大系數(shù)0T21(kNs2m2) 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.20 0.40 0.60 鋼 結(jié) 構(gòu) 1.47 1.57 1.69 1.77 1.83 1.88 2.04 2.24 2.36 有填充墻的房屋鋼結(jié)構(gòu) 1.26 1.32 1.39 1.44 1.47 1.50 1.61 1.73 1.81 混凝土及砌體

23、結(jié)構(gòu) 1.11 1.14 1.17 1.19 1.21 1.23 1.28 1.34 1.38 0T21(kNs2m2) 0.80 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 20.00 30.00 鋼 結(jié) 構(gòu) 2.46 2.53 2.80 3.09 3.28 3.42 3.54 3.91 4.14 有填充墻的房屋鋼結(jié)構(gòu) 1.88 1.93 2.10 2.30 2.43 2.52 2.60 2.85 3.01 混凝土及砌體結(jié)構(gòu) 1.42 1.44 1.54 1.65 1.72 1.7 1.82 1.96 2.06 注：計(jì)算0T21時(shí)，對(duì)地面粗糙度B類地區(qū)可直接代入基本風(fēng)壓，而

24、對(duì)A類、C類和D類地區(qū)應(yīng)按當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)壓分別乘以1.38、O.62和0.32后代入。表表7.4.41 脈動(dòng)影響系數(shù)脈動(dòng)影響系數(shù) 總高度H(m) 1020 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 400 450 粗 糙 度 類 別 ABCD0.780.720.640.53 0.830.90.730.65 0.860.830.780.72 0.870.850.820.77 0.880.870.850.81 0.890.880.870.84 0.890.890.880.87 0.890.890.900.89 0.890.900.910.91 0.89

25、0.900.910.92 0.870.890.930.97 0.840.880.931.00 0.820.860.921.01 0.790.840.911.01 0.790.830.901.01 0.790.830.891.00 0.79 0.830.911.00 7.4.4 脈動(dòng)影響系數(shù)，可按下列情況分別確定。脈動(dòng)影響系數(shù)，可按下列情況分別確定。1 結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度遠(yuǎn)小于其高度的情況結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度遠(yuǎn)小于其高度的情況(如高聳結(jié)構(gòu)等如高聳結(jié)構(gòu)等)：1)若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動(dòng)系數(shù)可按表若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動(dòng)系數(shù)可按表7.4.41確定。確定。2)當(dāng)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面的寬度沿高度按直

26、線或接近直線變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)當(dāng)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面的寬度沿高度按直線或接近直線變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化時(shí)，表律變化時(shí)，表7.4.41中的脈動(dòng)影響系數(shù)應(yīng)再乘以修正系數(shù)中的脈動(dòng)影響系數(shù)應(yīng)再乘以修正系數(shù)B和和v。B應(yīng)為構(gòu)筑物迎應(yīng)為構(gòu)筑物迎風(fēng)面在風(fēng)面在z高度處的寬度高度處的寬度Bz與底部寬度月與底部寬度月Bo的比值；的比值；可按表可按表7.4.42確定。確定。BHBo 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1.00 L 10 1.20 1.32 1.50 1.5 2.08 2.53 3.30 5.60 表表7.4.42修正系數(shù)修正系數(shù) HB 粗糙度

27、類別 總 高 度 H(m)30 50 100 150 200 250 300 350 0.5ABCD0.440.420.400.36 0.420.410.400.37 0.330.330.340.34 0.270.280.290.30 0.240.250.270.27 0.210.220.230.25 0.190.200.220.24 0.170.180.200.22 1.0 ABCD0.480.460.430.39 0.470.460.440.42 0.410.420.420.42 0.350.360.370.38 0.310.360.340.36 0.270.290.310.33 0.26

28、0.270.290.32 0.240.260.280，31 2.0 ABCD0.500.480.450.41 0.510.500.490.46 0.460.470.480.48 0.420.420.440.46 0.380.400.420.46 0.350.360.380.44 0.330.350.380.42 0.310.330.360.39 3.0 ABCD0.530.510.480.43 0.510.500.490.46 0.490.490.490.49 0.420.460.480.49 0.410.430.460.48 0.380.400.430.47 0.380.400.430.46

29、 0.360.380.410.45表表7.4.43 脈動(dòng)影響系數(shù)脈動(dòng)影響系數(shù)HB粗糙度類別 總 高 度 H(m) 30 50 100 150 200 250 300 350 5.0ABCD 0.520.500.470.43 0.530.530.500.48 0.510.520.520.52 0.490.500.520.53 0.460.480.500.53 0.440.450.480.52 0.420.440.470.51 0.390.420.450.50 8.0 ABCD 0.530.510.480.43 0.540.530.510.48 0.530.540.540.54 0.510.520

30、.530.53 0.480.500.520.55 0.460.490.520.55 0.430.60.500.54 0.420.440.480.53 續(xù)表7.4.4-3 2 結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大時(shí)，應(yīng)考慮寬度方向風(fēng)壓空間結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大時(shí)，應(yīng)考慮寬度方向風(fēng)壓空間相關(guān)性的情況相關(guān)性的情況(如高層建筑等如高層建筑等)：若外形、質(zhì)量沿高度：若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動(dòng)影響系數(shù)可根據(jù)總高度比較均勻，脈動(dòng)影響系數(shù)可根據(jù)總高度H及其與迎風(fēng)及其與迎風(fēng)面寬度月的比值，按表面寬度月的比值，按表7.4.43確定。確定?？傦L(fēng)載總風(fēng)載01coswBwiinisizzk（kN/m） 建筑物各個(gè)表面承受的風(fēng)力的合力為

31、總建筑物各個(gè)表面承受的風(fēng)力的合力為總風(fēng)載，是沿高度變化的分布荷載風(fēng)載，是沿高度變化的分布荷載總風(fēng)載計(jì)算步驟總風(fēng)載計(jì)算步驟1.作用于建筑物第作用于建筑物第i個(gè)表面高度個(gè)表面高度z處的風(fēng)荷載集度為處的風(fēng)荷載集度為isiizzizBwwcos0isiizzBwvcos)(0izzwv)(isiiiBwwcos0izzzwvw)(（kN/m）v式中式中v2.整個(gè)建筑物高度整個(gè)建筑物高度Hi處風(fēng)載集度是各表面風(fēng)載之和處風(fēng)載集度是各表面風(fēng)載之和總風(fēng)載計(jì)算步驟總風(fēng)載計(jì)算步驟3.第第i層樓處風(fēng)荷載合力層樓處風(fēng)荷載合力Pi為為)22(1iizihhwP23HHPqii（kN)（kN/m）v 4.荷載簡(jiǎn)化荷載簡(jiǎn)化

32、 風(fēng)荷載可以按照底部總彎矩等風(fēng)荷載可以按照底部總彎矩等效的原則轉(zhuǎn)化為倒三角形荷載效的原則轉(zhuǎn)化為倒三角形荷載例題例題2 p59例題例題2 p59aassaTasTszzzzHzHz222)(zzz)(11）高聳結(jié)構(gòu)（彎曲型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)）高層建筑結(jié)構(gòu)（彎剪型結(jié)構(gòu)）低層建筑結(jié)構(gòu)（剪切型43217 . 01131342)(4)(2sin)(HzHzHzzHztgzHzz4.5橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振通常，橫風(fēng)向風(fēng)力較順風(fēng)向風(fēng)力小得多通常，橫風(fēng)向風(fēng)力較順風(fēng)向風(fēng)力小得多超高層、煙囪、高聳塔架等由于氣流繞過截面時(shí)產(chǎn)生超高層、煙囪、高聳塔架等由于氣流繞過截面時(shí)產(chǎn)生旋渦，可能會(huì)引起橫風(fēng)向的共振。旋渦，可能會(huì)引起橫風(fēng)向的

33、共振。用雷諾數(shù)用雷諾數(shù)Re判斷結(jié)構(gòu)是否會(huì)產(chǎn)生橫風(fēng)共振判斷結(jié)構(gòu)是否會(huì)產(chǎn)生橫風(fēng)共振 Re69000vD v 風(fēng)速風(fēng)速 D 結(jié)構(gòu)直徑結(jié)構(gòu)直徑3.0102Re3.0105 亞臨界范圍亞臨界范圍 微風(fēng)共振微風(fēng)共振 構(gòu)造抗振構(gòu)造抗振3.0105 Re 3.0106 超臨界范圍超臨界范圍 Re 3.0106 跨臨界范圍跨臨界范圍 強(qiáng)風(fēng)共振強(qiáng)風(fēng)共振 考慮荷載效應(yīng)考慮荷載效應(yīng) 設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)圓筒式結(jié)構(gòu)臨界范圍的劃分圓筒式結(jié)構(gòu)臨界范圍的劃分橫風(fēng)向馳振（橫風(fēng)向馳振（galloping）通常，由于阻尼作用，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是穩(wěn)定的通常，由于阻尼作用，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是穩(wěn)定的 某些情況，外界激勵(lì)產(chǎn)生的負(fù)阻尼大于結(jié)構(gòu)正阻尼時(shí)，某些

34、情況，外界激勵(lì)產(chǎn)生的負(fù)阻尼大于結(jié)構(gòu)正阻尼時(shí)，振動(dòng)不斷加劇，達(dá)到極限幅值而破壞，稱為馳振。振動(dòng)不斷加劇，達(dá)到極限幅值而破壞，稱為馳振。非圓截面才可能發(fā)生馳振。非圓截面才可能發(fā)生馳振。也稱為橫風(fēng)向彎曲單自由度振動(dòng)也稱為橫風(fēng)向彎曲單自由度振動(dòng)顫振（顫振（flutter）風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生平移和扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)顫振風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生平移和扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)顫振 （物體截面旋轉(zhuǎn)中心與空氣動(dòng)力中心不重合）（物體（物體截面旋轉(zhuǎn)中心與空氣動(dòng)力中心不重合）（物體的剛度質(zhì)量中心與剛度中心不重合）的剛度質(zhì)量中心與剛度中心不重合）彎曲和扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)彎扭顫振彎曲和扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)彎扭顫振 常出現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)中常出現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)中例題例題某某11層鋼砼框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地處市郊，基本風(fēng)壓層鋼砼框架剪力