第8講 風(fēng)荷載

1、4-2 風(fēng)是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)而形成的。風(fēng)是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)而形成的。壓力差風(fēng)結(jié)構(gòu)物風(fēng)壓大氣熱力學(xué)環(huán)流模型理想模型三圈環(huán)流模型地球自轉(zhuǎn)大陸與海洋吸熱差異4-4從國(guó)際空間站拍攝的颶風(fēng)伊萬云圖從國(guó)際空間站拍攝的颶風(fēng)伊萬云圖最高風(fēng)速最高風(fēng)速214 km/h214 km/h（59.4m/s59.4m/s）4-54-6風(fēng)起前后風(fēng)起前后3.2 w0的計(jì)算的計(jì)算基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓一、基本風(fēng)速一、基本風(fēng)速 1. 風(fēng)速隨高度變化，離地表越近，摩擦越大，風(fēng)速越小。風(fēng)速隨高度變化，離地表越近，摩擦越大，風(fēng)速越小。 2. 同一高度處的風(fēng)速與地貌粗糙程度有關(guān)。地面

2、粗糙程度高，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。風(fēng)能消耗多，風(fēng)速則低。 3. 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)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)。速作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。10min的平均風(fēng)速已趨于穩(wěn)定。的平均風(fēng)速已趨于穩(wěn)定。 4. 氣候的重復(fù)性，年最大風(fēng)速最有代表性。氣候的重復(fù)性，年最大風(fēng)速最有代表性。5. 基本風(fēng)速的重現(xiàn)期基本風(fēng)速的重現(xiàn)期:取年最大風(fēng)速為樣本。該最大風(fēng)速不是取年最大風(fēng)速為樣本。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。重現(xiàn)期

3、。二、基本風(fēng)壓二、基本風(fēng)壓空曠平坦的地面上，離地面空曠平坦的地面上，離地面10m高度處，經(jīng)高度處，經(jīng)統(tǒng)計(jì)所得統(tǒng)計(jì)所得50年一遇的年一遇的10min內(nèi)的平均最大風(fēng)內(nèi)的平均最大風(fēng)速作為基本風(fēng)速。由基本風(fēng)速，根據(jù)伯努利速作為基本風(fēng)速。由基本風(fēng)速，根據(jù)伯努利方程，計(jì)算得出基本風(fēng)壓。方程，計(jì)算得出基本風(fēng)壓。220122Wvvg222200000.012018(/)229.801630vWvvKN mg三、基本風(fēng)壓查表方法小練習(xí)1擬在武漢市郊區(qū)建造一高度為30m民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋（設(shè)計(jì)使用年限為50年），試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)該建筑物基本風(fēng)壓w0是多大？解答：查GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)

4、范附錄E得：基本風(fēng)壓w0=0.35kN/m23.3 z風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)任一地貌條件下，高度任一地貌條件下，高度z處的風(fēng)壓為：處的風(fēng)壓為： 為任意地貌下的風(fēng)壓高度變化系數(shù)，為任意地貌下的風(fēng)壓高度變化系數(shù)， 與地面粗糙度與地面粗糙度和距離地面高度和距離地面高度z有關(guān)。有關(guān)。022200010( )1010TzTHzW zWWH z建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 將地面粗糙度分為將地面粗糙度分為A、B、C、D四類四類:A類類是指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)是指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)B類類是指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏是指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房

5、屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)C類類是指有密集建筑群的城市市區(qū)是指有密集建筑群的城市市區(qū)D類類是指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)，取地是指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)，取地面粗糙度指數(shù)面粗糙度指數(shù)A、B、C、D四類風(fēng)壓高度變化系數(shù)：四類風(fēng)壓高度變化系數(shù)： A類：類：1.284 (z/10)0.24 B類：類：1.000 (z/10)0.30 C類：類：0.544(z/10)0.44 D類：類：0.262 (z/10)0.60 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 將地面粗糙度分為將地面粗糙度分為A、B、C、D四類四類:小練習(xí)2擬在武漢市郊區(qū)建造一高

6、度為30m民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋（設(shè)計(jì)使用年限為50年），試問在設(shè)試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)該建筑物不同高度處的風(fēng)壓高度計(jì)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)該建筑物不同高度處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)是多少？變化系數(shù)是多少？（請(qǐng)計(jì)算或查出5m、10m、。30m高度處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)）解答：依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范對(duì)應(yīng)城市郊區(qū)，地面粗糙度類別為B類，依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表8.2.1查得：5=1.00， 10=1.00， 15=1.13， 20=1.23， 25=1.31， 30=1.39.2123風(fēng)經(jīng)過建筑結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生壓力或吸力風(fēng)流動(dòng)方向風(fēng)流動(dòng)方向壓力作用壓力作用吸

7、力作用或壓力作用吸力作用吸力作用迎風(fēng)面背風(fēng)面24迎風(fēng)面風(fēng)荷載風(fēng)向風(fēng)荷載引起的破壞壓力25屋頂表面吸力風(fēng)向風(fēng)荷載引起的破壞26側(cè)墻吸力風(fēng)向風(fēng)荷載引起的破壞27風(fēng)向背風(fēng)面墻體受吸力風(fēng)荷載引起破壞28外部基本風(fēng)壓bd風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)150300600 s-0.60+0.8風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù) s s封閉式雙坡屋面封閉式雙坡屋面封閉式房屋和構(gòu)筑物封閉式房屋和構(gòu)筑物( (正多邊形正多邊形) )+0.8-0.5-0.5 s+0.8-0.5-0.7-0.7注：中間值按插入法計(jì)算注：中間值按插入法計(jì)算+0.8-0.5-0.7 -0.7一、一、 單體風(fēng)載體型系數(shù)單體風(fēng)載體型系數(shù)小練習(xí)3擬在武漢市

8、郊區(qū)建造一高度為30m民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋（設(shè)計(jì)使用年限為50年），其建筑形式如下圖所示.屋面夾角30度，試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)該建筑物屋頂荷載時(shí)該建筑物屋頂A 、B以及背風(fēng)面以及背風(fēng)面C體型系數(shù)體型系數(shù) s s是多少？是多少？解答：依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范sA=0， sB=-0.5， sC=-0.5。ABC3.5 z順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù) 小練習(xí)4擬在武漢市郊區(qū)建造一高度為30m民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋（設(shè)計(jì)使用年限為50年），其建筑形式如下圖所示.屋面夾角30度，已知房屋高度20m處的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)z = 2.29，試問在設(shè)計(jì)計(jì)算試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)

9、荷載時(shí)該建筑物屋迎風(fēng)面風(fēng)荷載時(shí)該建筑物屋迎風(fēng)面a 處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值？處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值？a20解答：1 查GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄E得：基本風(fēng)壓w0=0.35N/mm23 依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或教材表3-9，風(fēng)壓體型系數(shù)s=0.8. 2 依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或教材，對(duì)應(yīng)城市郊區(qū)，地面粗糙度類別為B類，依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表8.2.1查得：風(fēng)壓高度變化系數(shù)20=1.232k0=2.29*0.8*1.23*0.35=0.788N/mmzszWW 4 綜上建筑物屋迎風(fēng)面距地面建筑物屋迎風(fēng)面距地面20 處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值小練習(xí)5擬在武漢市郊區(qū)建造一高度為30m民用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋（設(shè)計(jì)使用年限為50年），其建筑形式如下圖所示.屋面夾角30度，已知房屋高度10m處的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)z = 2.05，試問在設(shè)計(jì)計(jì)算試問在設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)該建筑物屋迎風(fēng)面風(fēng)荷載時(shí)該建筑物屋迎風(fēng)面a 處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值？處的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值？a10解答：1 查GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄E得：基本風(fēng)壓w0=0.35N/mm23 依據(jù)GB 50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或教材表3-9，風(fēng)壓體型系數(shù)s=0.8. 2 依據(jù)GB 50009-201