新、旧《建筑结构荷载规范》中高层建筑风荷载的对比研究

ｃ ｏ ｄ ｅ 。ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｈ ａ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｙ Ａ Ｃ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｏ ｆ ｈｉ ｇ ｈ—
当横风向风振等效风荷载超过顺风向风荷载的80工况2成为控制工况计时基底总剪力为顺风向和横风向基底剪力的矢给出了所有地貌按新规范计算出的基底总剪力与旧规范计算所得顺风向基底剪力由于没有横风向基底剪力顺风向基底剪力即为总剪力之比随建筑总高度的变化情况可以看出建筑总高度相对较小时工况起控制作用总剪力之比与新旧规范顺风向基底剪力之比的变化规律一致着建筑总高度的增加工况2逐渐起控制作用力之比与新规范横顺风向基底剪力之比的变化规律类似
Ｉ ） Ｏｌ ： １ ０ ． １ ３ ２ ０ ６ ・ ／ ｊ ． ｇ Ｊ ｇ ２ ０ １ ５ ０ ９ ０ １ ４
ＣｏＭ ＰＡＲＡＴＩ ＶＥ Ｓ ＴＵＤＹ ｏ Ｎ ＷＩ ＮＤ ＬＯＡＤＳ ＯＦ ＨＩ ＧＨ— ＲＩ Ｓ Ｅ ＢＵ Ｉ ＬＤＩ Ｎ ＧＳ ＢＥＴＷ ＥＥＮ
ＮＥＷ ＡＮ Ｄ ｏ ＬＤ Ｌ０ＡＤ Ｃｌ ０ＤＥ Ｓ Ｆ０Ｒ 』 ｒ １ ＨＥ Ｄ ＥＳＩ Ｇ Ｎ ０Ｆ Ｂ ＵＪ Ｌ ＤＪ Ｎ Ｇ Ｊ ｓ 豫 ＵＣ Ｕ＝ ＲＥＳ
０ 引 言
术规 程 》 ＿ ５ ］ （ 以下 简 称 为 “ 旧高 规 ” ） 规 定其 基 本 风 压 应按 １ ０ ０年 重现 期 的风压 值采 用 ， 修 订后 的 Ｊ Ｇ Ｊ ３ —
２ ０ １ ２年 １ ０月 ， 国 家 标 准 ＧＢ ５ ０ ０ ０ ９ －２ ０ １ ２ 《 建 筑结 构荷 载规 范 》 ［ １ （ 以 下 简称 为“ 新规范” ） 正 式 实
Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．２ ０ １ ５（ ９ ） ，Ｖｏ １ ． ３ ０，Ｎｏ ． ２ ０ １
第一 作 者 ： 李永 贵， 男， １ ９ ８ １ 年 出生 ， 博士 ， 讲师。
Ｅｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｙ ｇ ３ １ ３ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
虑 风 荷 栽 组 合 工况 ， Ａ Ｃ类地貌， 新 规 范基 底 总 剪 力 比 旧 规 范 顺 风 向 基 底 剪 力增 大 ， Ｄ 类 地 貌 在 建 筑 高度 为 １ Ｏ ５ ～ ２ ６ ０ ｍ 时总剪力减小 ， 最 大减 小值 为 旧规 范 计 算 值 的 ２ ． ９ 。
关键词 ： 高层建筑 ； 风 荷 载 ；荷 载 规 范 ；风振 系数 ； 等 效 静 力 风荷 载
ｈ ｉ ｇ ｈ —ｒ ｉ ｓ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｈｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ４ ０ ０ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗａ ｓ ａ ｌ ｍｏ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｙ Ｃ ，ａ ｎ ｄ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｄ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ４ ．７ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｙ Ｄ． Ｃｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ｌ ｏ ａ ｄ
风高度； 修 改湍 流度 和顺 风 向风 振 系 数 的计 算 表 达
较， 所 得结 论 有助 于工 程和科 研人 员更 好地 理解 、 应
用新 规范 。
＊湖南 省 自然 科 学 基 金 项 目（ １ ４ Ｊ Ｊ ６ ０ ２ ６ ） ； 湖 南 省 教 育 厅 开 放 基 金 项 目（ １ ５ Ｋ０ ４ ４ ， １ ３ ＫＯ ８ ８ ） ； 广 西 防 灾 减 灾 与 结 构 安 全 重 点 实 验 室 开
摘 要 ： 风荷 栽是 新 规 范 修 订 的 主 要 内容 之 一 ， 列 出 了 对 高 层 建 筑 风 荷 栽 有 影 响 的计 算 公 式 和 参 数 。数 值 算 例 结 果表明 ： 与 旧规 范 相 比 ， 新 规 范 高层 建 筑顺 风 向 平 均 风 荷 载 减 小 ， 但 风振 系数 增 大 ， Ａ、 Ｂ类 地 貌 ， 基 底 剪 力 分 别增 大 ３ ． ４ ～５ ． ２ 、 ３ ． ６ ～８ ． ０ ， 高度达到 ４ ０ ０ ｍ时， ｃ 类地 貌 基 底 剪 力 基 本 持 平 ， Ｄ类地 貌基底剪 力减小 ４ ． ７ ％ 。 考
风 向风荷 载 的影 响 ， 并对顺 、 横 风 向风 荷 载进 行 比
新 规 范修 订 的主要 内容 之 一 ， 对 高 层 建 筑 风荷 载 有
影 响的 内容有 ＿ １ — ４ ３ ： 调 整部 分城 市 的基 本 风压 ； 调 整
Ｂ类地 貌 的风剖 面指 数 ； 提高 ｃ、 Ｄ两 类 地 貌 的梯 度
压 值作 为样 本 ， 图 １给 出 了新 规 范 １ ． １ 倍 基 本 风 压 与１ ０ ０年 重 现 期 的风 压 值 的 比值 。可 以看 出 ， 计 算
高层风 荷载 时 ， 将 基 本 风 压按 １ ０ ０年 重 现期 的风 压 值（ 旧高规 ） 调整 为 １ ． １倍 基本 风压 （ 新 高规 ） ， 只 有
５ 个 城市 的风 压取 值 提 高 了 ， 最 大增 幅 为 ４ ． ２ （ 香
式中 ： 为 高度 ｚ处 的风振 系 数 ， 新、 旧规 范风 振 系
数 的 表达 方 式 有 明显 区 别＿ ４ ］ ， 新规 范 以背 景分 量 因
子 和共振 分量 因子 为 主要 参 数 （ 式（ ２ ａ ） ） ， 旧规 范 以 脉动增 大 系数 和 脉 动 影 响 系 数 为 主要 参 数 （ 式
ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ： ｈ ｉ ｇ ｈ—ｒ ｉ ｓ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ；ｗｉ ｎ ｄ ｌ ｏ ａ ｄ；ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｏ ｄ ｅ ；ｗｉ ｎ ｄ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ；ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｗｉ ｎ ｄ ｌ ｏ ａ ｄ
ｒ ｉ ｓ ｅ ｂｕ ｉ ｌ ｄｉ ｎｇ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｈｅ ｉ ｇｈｔ ｏｆ １ ０ ５～ ２ ６ ０ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈａ ｄ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｘｐｏ ｓ ｕｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇｏ ｒ ｙ Ｄ ， ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅｓ ｔ ｒ ｅ ｄｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ｖ ａｌ ｕｅ ｗａ ｓ ａ ｂｏ ｕｔ ２．９ ．
李永贵 ， 等： 新、 旧《 建 筑结 构 荷 载规 范 》 中 高层 建 筑 风 荷 载 的 对 比研 究
新、 旧《 建筑结构荷载规范》 中高层建筑风 荷载 的对 比研 究 ＊
李永 贵 高 阳 戴 益 民
（ 湖 南 科 技 大学 土 木 工 程 学 院 ， 湖南湘 潭 ４ １ １ ２ ０ １ ）
施， ＧＢ ５ ０ ０ ０ ９ －２ ０ ０ １ 《 建筑结构荷载规范》 （ ２ ０ ０ ６年 版） Ｅ ２ ３ （ 以下 简称 为 “ 旧规 范 ” ） 同时 废 止 。风 荷 载 是
２ ０ １ ０ （ （ 高层 建 筑混 凝 土 结 构技 术 规 程 》 ［ ６ ］ （ 以下 简 称
为“ 新 高规 ” ） 规定 其 承 载力 计 算 时 应 按基 本 风 压 的 １ ． １ 倍 采用 ， 这 种 调 整 对 高 层 建 筑 的风 荷 载 也 有 影 响 。本文 对 比分析 了上 述 因素 的变化对 高层 建筑 顺
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ ３— ０ ６
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标 准 与 规 范
１ 主 要 公 式 和 参 数
以我 国直辖 市 、 省 会及 港澳 台共 ３ ４个城 市 的风
计 算 主要 受 力结 构 时 ， 顺 风 向 风荷 载标 准 值 按
式（ １ ） 计算 ：
Ｗ ｋ一 训。 （ １ ）
一
范中哈 尔 滨 １ ０ ０ 年 重 现 期 的 风 压 值 分 别 为
０ ． ７ ｋ Ｎ／ ｍ。 、 ０ ． ６ ５ ｋ Ｎ／ ｍ。 ， 其 他城市 １ ０ ０年 重 现 期 的风压 值 和所有 城市 基本 风压 的取值 均相 同 。新 高 规关 于风 压取值 的变 化 ， 将 导致 我 国大 多 数 城 市高 层建 筑风 荷载结 果 减小 ， 所 统计 的 ３ ４个 城市平 均减 小约 ４ ． ０ ９ ／ ６ 。
放课 题（ ２ ０ １ ３ Ｚ Ｄ Ｋ ０ ６ ） 。
式； 增 加 了横 风 向和扭 转 风 振 等 效 风 荷 载 的计 算 方 法， 并给 出 了风荷 载组 合工况 ； 增 加 了矩形 平面 高层
建筑 相互 干扰 系数 的取 值范 围。高层 建筑 对风 荷 载
较 为敏感 ， 原Ｊ Ｇ Ｊ ３ —２ Ｏ Ｏ ２ 《 高 层建 筑 混 凝 土 结 构 技
港） ； 其余 城 市 的风 压 取 值 均 降 低 ， 最 大 降 幅 为 １ ３ ． ６ （ 哈 尔滨 ） ， 高层 建筑 较为集 中的广州 市 ， 降幅
为８ ． ３ ， ３ ４个城 市 的平 均 降 幅为 ４ ． ０ 。新 、 旧规
（ ２ ｂ ） ） ， 两式 在本 质 上 是一 致 的 ； 为 风荷 载 体 型 系数； 为风 压高度 变化 系数 ； 。 为基 本风 压 。
Ｌｉ Ｙｏｎ ｇｇｕｉ Ｇ ａｏ Ｙａｎ ｇ Ｄａｉ Ｙｉ ｍＩ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｈｕ ｎａ ｎ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｔ ａ ｎ ４ １１ ２ ０ １，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： Ｗ ｉ ｎｄ ｌ ｏａ ｄ ｉ Ｓ ｏ ｎｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｖｉ ｓ ｉ ｏｎ ｏｆ ｎｅ ｗ Ｃｈｉ ｎ ａ ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｏｄｅ ． Ｆｏｒ ｍ ｕｌ ａ ｓ ａ ｎｄ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｍａ ｙ ｈａ ｖ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏｎ ｗｉ ｎｄ ｌ ｏａ ｄｓ ｏｎ ｈｉ ｇ ｈ —ｒ ｉ ｓ ｅ ｂｕｉ ｌ ｄｉ ｎｇｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ． Ｃｏｍ ｐａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｏｌ ｄ Ｃｈｉ ｎ ａ ｌ ｏａ ｄ ｃ ｏｄｅ， ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｎｕｍ ｅｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｘａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｈｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａｔ ｔ ｈｅ ｍｅ ａ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｏｎｇ ｗｉ ｎｄ ｌ ｏａ ｄ ｏｎ ｈｉ ｇｈ — ｒ ｉ ｓ ｅ ｂｕ ｉ ｌ ｄｉ ｎｇ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａｓ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｗｉ ｎｄ ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏｒ ．Ｂａ ｓ ｅ ｓ ｈ ｅａ ｒ ｈａ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｂｙ ３．４ ～ ５．２ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐｏｓ ｕｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇｏ ｒ ｙ Ａ ａ ｎｄ ３．６ ～ ８．０ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｘｐ ｏｓ ｕｒ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇｏｒ ｙ Ｂ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ． Ｂａ ｓ ｅ ｓ ｈ ｅａ ｒ ｏ ｆ