荷載課件-風(fēng)荷載

風(fēng)荷載風(fēng)荷載美國(guó)TACOMA大橋風(fēng)荷載TACOMA大橋是美國(guó)華盛頓州西部一座著名的大橋，連接TACOMA到大港（Gig

Harbor）建于1938年開工，到1940年七月1日通車，全長(zhǎng)5939英尺。但是在通車后僅僅4個(gè)多月，1940年11月7日，就在一陣每小時(shí)42英里的“和風(fēng)”吹拂下坍塌了。原因：風(fēng)引起的橫向共振風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載風(fēng)阻尼器風(fēng)荷載風(fēng)阻尼器大樓在90樓（約395米）設(shè)置了兩臺(tái)風(fēng)阻尼器，各重150噸，使用感應(yīng)器測(cè)出建筑物遇風(fēng)的搖晃程度，及通過電腦計(jì)算以控制阻尼器移動(dòng)的方向，減少大樓由于強(qiáng)風(fēng)而引起的搖晃。1、風(fēng)的有關(guān)知識(shí)2、風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.1風(fēng)的形成不同壓力差的地區(qū)產(chǎn)生了趨向于壓力平衡的空氣流動(dòng)，便形成了風(fēng)。§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.2兩類性質(zhì)的大風(fēng)1.臺(tái)風(fēng)§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)2.季風(fēng)§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.3

我國(guó)風(fēng)氣候總況§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.4風(fēng)級(jí)人們根據(jù)風(fēng)對(duì)地面（或海面）物體的影響程度來確定等級(jí)，亦稱蒲福（F.Beaufort）等級(jí)，共分13個(gè)等級(jí)。風(fēng)速越大，風(fēng)級(jí)也越大?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，就在建筑物表面產(chǎn)生壓力或吸力，這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載。風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速，風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。風(fēng)荷載是隨時(shí)間而波動(dòng)的動(dòng)力荷載，但房屋設(shè)計(jì)中把它看成靜荷載。在高度較大的建筑考慮動(dòng)力效應(yīng)影響，適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)值?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們是通過引入風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 來考慮風(fēng)荷載的。§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算大小有關(guān)。一般按照§3-2-1基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓值 與風(fēng)速計(jì)算風(fēng)壓值.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取該地區(qū)（城市）空曠平坦地面上離地10m處、重現(xiàn)期為50年的10分鐘平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)。基本風(fēng)壓為氣象資料，可從《荷載規(guī)范》附錄中查得?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-1基本風(fēng)壓§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-1基本風(fēng)壓§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)速是隨距地面的高度增加而增加的，故風(fēng)壓也是隨離地面高度增加而增加的。為考慮高度對(duì)風(fēng)壓的影響，引入風(fēng)壓高度變化系數(shù)。風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別和建筑物高度按表規(guī)范確定。地面粗糙度是指風(fēng)在到達(dá)結(jié)構(gòu)物以前吹越過2km范圍內(nèi)的地面時(shí)，描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級(jí)。規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算地面粗糙度可分為以下四類：A類指近海海面、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)和城市郊區(qū)C類指有密集建筑群的城市市區(qū)D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)載體型系數(shù)當(dāng)風(fēng)流動(dòng)經(jīng)過建筑物時(shí)，對(duì)建筑物不同的部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果。有壓力，也有吸力。空氣流動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生渦流，對(duì)建筑物局部也有較大的壓力或吸力。因此，風(fēng)對(duì)建筑表面的作用力并不等于基本風(fēng)壓值。風(fēng)的作用力隨建筑物的體型、尺度、表面位置、表面狀況而改變。作用力的大小和方向可以通過實(shí)測(cè)或風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)得到?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)載體型系數(shù)§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)振系數(shù)風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。通?？砂扬L(fēng)壓作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓。實(shí)際風(fēng)壓在平均風(fēng)壓的上下波動(dòng)。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定側(cè)移，而波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)使建筑物在平均側(cè)移附近左右搖擺。§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算波動(dòng)風(fēng)壓對(duì)建筑產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)與建筑高度和剛度有關(guān)。對(duì)高度較大、剛度較小的高層建筑，波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生一些不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，產(chǎn)生振幅加大現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)采用加大風(fēng)載的辦法來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)。對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的高層房屋結(jié)構(gòu)，以及基本自振周期大于0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算脈動(dòng)影響系數(shù)1、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）若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻；若結(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)。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)壓空間相關(guān)性的情況（如高層建筑等）§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算確定。對(duì)外形、質(zhì)量、剛度沿高度按連續(xù)規(guī)律性變化懸臂型高聳結(jié)構(gòu)及沿高度比較均勻的高層建筑，振型系數(shù)也可根據(jù)相對(duì)高度確定。亦可采用近似公式計(jì)算?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)分別計(jì)算風(fēng)載對(duì)建筑物的總體效應(yīng)及局部效應(yīng)?？傮w效應(yīng)是指作用在建筑物上的全部風(fēng)荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力及位移。局部效應(yīng)是指風(fēng)載對(duì)建筑物某個(gè)局部產(chǎn)生的內(nèi)力及變形。§3-2

風(fēng)荷載的計(jì)算1．總風(fēng)荷載計(jì)算總體效應(yīng)時(shí)，要用建筑物承受的總風(fēng)荷載，它是各個(gè)表面承受風(fēng)力的合力，并且是沿高度變化的分布荷載?？傦L(fēng)荷載可按下式計(jì)算：各表面風(fēng)荷載的合力作用點(diǎn)，即為總風(fēng)荷載的作用點(diǎn)?！?-2

風(fēng)荷載的計(jì)算2．局部風(fēng)載風(fēng)壓在建筑物表面上是不均勻的，在某些風(fēng)壓較大的部位，要考慮局部風(fēng)載對(duì)某些構(gòu)件的不利作用。此時(shí)，采用局部增大體型系數(shù)。在迎風(fēng)面以及房屋側(cè)面寬度為1/6墻面寬度的角隅部分，要驗(yàn)算外圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及連接強(qiáng)度。迎風(fēng)面體型系數(shù)用1.5。側(cè)面體型系數(shù)用-1.5。因此單位面積上風(fēng)載