风荷载计算

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风荷载计算

一、集热器风荷载1、集热器受力分析集热器最大受风面积为集热面外形面积：S＝1.93×2.45×sin45°＝3.207m2受力分析如下图：根据《建筑结构荷载规范》GB50009－2001，取酒泉地区重现期50年的风压0.55kN/㎡即550N/㎡计算，则最不利情况是集热器无水且吹北风时（因为有水时，重力增大有利于集热器抗风），此时受风力为F风=500N/㎡×3.207㎡=1603.54N当集热器处于平衡状态时，由以上受力分析列出F风x+G x=N xF风y+N y= G y其中G＝118.18kg×9.8N/kg＝1158.164NF风x＝F风cos45°＝1603.54N×0.707＝1133.85NF风y＝F风sin45°＝1603.54N×0.707＝1133.85NG x＝Gsin45°＝1158.164N×0.707=818.82 NG y＝Gcos45°＝1158.164N×0.707=818.82 N+G x＝1133.85N +818.82 N＝1952.67N则：N x＝F风xN y＝G y—F风y＝1133.85N—818.82 N＝315.03N由上述数据知：a、N y>0，说明在Y方向集热器还是受到钢结构的支撑力，即螺拴还没有受到拉力，故不需要校核螺拴的抗拉强度b 、沿X 方向，螺拴受剪切力为： F ＝1952.67N /18＝108.48N 采用的是Ф8的螺拴，截面积： A ＝π（2d ）2＝50.24×10-6㎡螺拴受到的剪切力： τ＝A F ＝26-1050.2448.108mN ＝2.16MPa 性能等级代号为3.6（最低）的螺拴能承受的最大剪应力安全系数S ＝2.16MPa90MPa ＝41.67 可见，集热器受到的风荷载影响极小。

如何计算风荷载

如何计算风荷载风指的是从高压区向低压区流动的空气，它流动的方向大部分时候是水平的。

[1] 强风具有很大的破坏力，因为它们会对建筑物表面施加压力。

这种压力的强度就是风荷载。

风的影响取决于建筑物的大小和形状。

为了设计和建造更加安全、抗风能力更强的建筑物，以及在建筑物顶部安放天线等物体，计算风荷载很有必要。

方法1用通用公式计算风荷载1 了解通用公式。

风荷载的通用公式是 F = A x P x Cd，其中 F是力或风荷载， A是物体的受力面积， P是风压，而 Cd是阻力系数。

[2] 这个公式在估算特定物体的风荷载时非常有用，但无法满足规划新建筑的建筑规范要求。

2 得出受力面积 A。

它是承受风吹的二维面面积。

[3] 为了进行全面分析，你得对建筑物的每个面各做一次计算。

比如，如果建筑物西侧面的面积为20m2，那就把这个值代入公式中的 A，来计算西侧面的风荷载。

计算面积的公式取决于面的形状。

计算平坦壁面的面积时，可以使用公式面积 = 长 x 高。

公式面积 = 直径 x 高度可以算出圆柱面面积的近似值。

使用国际单位计算时，面积 A应该使用平方米（m2）作为单位。

使用英制单位计算时，面积 A应该使用平方英尺（ft2）作为单位。

3 计算风压。

使用英制单位（磅/平方英尺）时，风压P的简单公式为P =0.00256V^{2}，其中 V是风速，单位为英里/小时（mph）。

[4] 而使用国际单位（牛/平方米）时，公式会变成P = 0.613V^{2}，其中 V的单位是米/秒。

[5]这个公式是基于美国土木工程师协会的规范。

系数0.00256是根据空气密度和重力加速度的典型值计算得出的。

[6]工程师会考虑周围地形和建筑类型等因素，使用更精确的公式。

你可以在ASCE规范7-05中查找公式，或使用下文的UBC公式。

如果你不确定风速是多少，可以查询美国电子工业协会（EIA）标准或其他相关标准，找到你们当地的最高风速。

比如，美国大部分地区都是A级区，最大风速为86.6 mph，但沿海地区可能位于B级区或C级区，前者的最大风速为100 mph，后者为111.8 mph。

风荷载计算方法与步骤

1风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值ω（KN/m2）按下式计算：ω风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压1.1.1基本风压按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。

按公式确定数值大小，但不得小于0.3kN/m2，其中的单位为t/m3，单位为kN/m2。

也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

1.1.2风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

粗糙度类别 A B C D300 350 450 5000.12 0.15 0.22 0.3场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式：1.1.3风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面；（5）未述事项详见相应规范。

2）群体风压体形系数详见规范规程。

3）局部风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于 2.0。

未述事项详见相应规范规程。

1.1.4风振系数对于高度H大于30米且高宽比的房屋，以及自振周期的各种高耸结构都应该考虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

（对于高度H大于30米、高宽比且可忽略扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。

风荷载计算方法与步骤

1 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值ωk （KN/m ²）按下式计算：ωk =βz μs μz ω0风荷载标准值（kN/m 2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压1.1.1 基本风压ω0按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v 0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。

按公式 ω0=12ρv 02确定数值大小，但不得小于0.3kN/m 2，其中ρ的单位为t/m ³，ω0单位为kN/m 2。

也可以用公式ω0=11600v 02计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

1.1.2 风压高度变化系数μZ风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规范以B 类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

μZX=(H tB 10)2αB (10H tX )2αX (Z 10)2αXμZA =1.248(Z 10)0.24μZB =1.000(Z )0.30μZC =0.544(Z 10)0.44μZD =0.262(Z 10)0.601.1.3 风荷载体形系数μS1）单体风压体形系数（1）圆形平面μS =0.8；（2）正多边形及截角三角平面μS=0.8+√n，n为多边形边数；（3）高宽比HB≤4的矩形、方形、十字形平面μS=1.3；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比HB >4的十字形、高宽比HB>4，长宽比LB≤1.5的矩形、鼓形平面μS=1.4；（5）未述事项详见相应规范。

风荷载计算算例

3.6.风荷载计算根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规范，风荷载的计算公式为：wuu（8.1.1-1）kzsz0u——体型系数su——风压高度变化系数zz——风振系数0——基本风压w——风荷载标准值k体型系数u s根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》表7.3.1确定。

本项目建筑平面为规则的矩形，查表8.3.1项次30，迎风面体型系数0.8（压风指向建筑物内侧），背风面-0.5（吸风指向建筑外侧面），侧风面-0.7（吸风指向建筑外侧面）。

风压高度变化系数u z根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表8.2.1确定。

本工程结构顶端高度为3.0x30+0.6=90.6米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范8.2.1条地面粗糙度为B类。

由表8.2.1高度90米和100米处的B类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为1.93和 2.00。

则90.6米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为：u z 90.69010090(2.001.93)1.931.9342对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于3.7.s的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。

本工程30层钢结构建筑。

基本周期估算为T1=0.10~0.15n=3.0~4.5s，应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响，并由下式计算：2Z12gIB z1R（8.4.3）10式中：g——峰值因子，可取2.5I——10m高度名义湍流强度，对应ABC和D类地面粗糙，可分别取0.12、0.14、1090.7和0.39；R——脉动风荷载的共振分量因子B——脉动风荷载的背景分量因子z脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算：R2x124/36(1x)11（8.4.4-1）30f1x,x511kw0（8.4.4-2）式中：f——结构第1阶自振频率（Hz）1k——地面粗糙度修正系数，对应A、B、C和D类地面粗糙，可分别取1.28、w1.0、0.54和0.26；1——结构阻尼比，对钢结构可取0.01，对有填充墙的钢结构房屋可取0.02，对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05，对其他结构可根据工程经验确定。

导线风荷载计算公式

导线风荷载计算公式
1.输电线路选线工程设计技术规定（DL/T5414-2024）中的导线风荷载计算公式：
F=0.5*ρ*V^2*C*A
其中，F为单位长度的导线风荷载，ρ为空气密度，V为风速，C为系数，A为导线横截面积。

空气密度ρ可根据海拔高度和气温进行插值计算。

风速V可以根据气象数据或者工程经验进行选取。

系数C根据导线的形状和布置方式确定，通常取值范围在0.6~0.8之间。

导线横截面积A可以通过导线的规格和参数计算得到。

2.国际电工委员会（IEC）标准中的导线风荷载计算公式：
F=0.5*ρ*V^2*Cd*Af
其中，F为单位长度的导线风荷载，ρ为空气密度，V为风速，Cd为阻力系数，Af为参考面积。

空气密度ρ的计算方式与上述公式相同。

风速V的选取方法与上述公式相同。

阻力系数Cd根据导线的形状和布置方式确定，通常取值范围在
0.6~1.2之间。

参考面积Af可以通过导线横截面积和系数来计算得到。

需要注意的是，以上的导线风荷载计算公式仅适用于水平或接近水平
的导线，若导线存在较大的坡度或垂直度，还需要根据实际情况进行修正。

此外，在实际工程中，导线的风荷载计算通常还需要考虑导线的振动
性能、支柱和绝缘子的强度等因素，以保证输电线路的安全可靠运行。

因此，在进行导线风荷载计算时，需要综合考虑多个因素，并参考相关标准
和规范。

风荷载计算方法与步骤

风荷载计算⽅法与步骤1风荷载当空⽓的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表⾯形成压⼒或吸⼒，这些压⼒或吸⼒即为建筑物所受的风荷载。

1.1单位⾯积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的⼤⼩与建筑地点的地貌、离地⾯或海平⾯⾼度、风的性质、风速、风向以及⾼层建筑结构⾃振特性、体型、平⾯尺⼨、表⾯状况等因素有关。

垂直作⽤于建筑物表⾯单位⾯积上的风荷载标准值（KN/m2）按下式计算：风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压⾼度变化系数×基本风压1.1.1基本风压按当地空旷平坦地⾯上10⽶⾼度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年⼀遇的最⼤值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空⽓密度通过计算确定数值⼤⼩。

按公式确定数值⼤⼩，但不得⼩于0.3kN/m2，其中的单位为t/m3，单位为kN/m2。

也可以⽤公式计算基本风压的数值，也不得⼩于0.3kN/m2。

1.1.2风压⾼度变化系数风压⾼度变化系数在同⼀⾼度，不同地⾯粗糙程度也是不⼀样的。

规范以B类地⾯粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

粗糙度类别 A B C D30.12 0.15 0.22 0.31.1.3风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平⾯；（2）正多边形及截⾓三⾓平⾯，n为多边形边数；（3）⾼宽⽐的矩形、⽅形、⼗字形平⾯；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双⼗字形、井字形、⾼宽⽐的⼗字形、⾼宽⽐，长宽⽐的矩形、⿎形平⾯；（5）未述事项详见相应规范。

2）群体风压体形系数详见规范规程。

3）局部风压体形系数檐⼝、⾬棚、遮阳板、阳台等⽔平构件计算局部上浮风荷载时，不宜⼩于 2.0。

未述事项详见相应规范规程。

1.1.4风振系数对于⾼度H⼤于30⽶且⾼宽⽐的房屋，以及⾃振周期的各种⾼耸结构都应该考虑脉动风压对结构发⽣顺向风振的影响。

（对于⾼度H⼤于30⽶、⾼宽⽐且可忽略扭转的⾼层建筑，均可只考虑第⼀振型的影响。

风荷载计算

风荷载计算4.2风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建所受的风荷载。

4.2.1单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中：1.基本风压值Wo按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的值确定的风速V0(m/s)按公式确定。

但不得小于0.3kN/m2。

对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。

一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。

《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。

2.风压高度变化系数μz《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。

A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；风荷载高度变化系数μz高度（m)地面粗糙类别A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.6210 1.38 1.00 0.74 0.6215 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A类地区=1.379(z/10)0.2430 1.80 1.42 1.00 0.62 B类地区= (z/10)0.3240 1.92 1.56 1.13 0.73 C类地区=0.616(z/10)0.4450 2.03 1.67 1.25 0.84 D类地区=0.318(z/10)0.660 2.12 1.77 1.35 0.9370 2.20 1.86 1.45 1.0280 2.27 1.95 1.54 1.1190 2.34 2.02 1.62 1.19100 2.40 2.09 1.70 1.27150 2.64 2.38 2.03 1.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高度系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。

风荷载取值

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小,与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关,具体计算按照荷载规范第7章执行;1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ,按照公式3.1-2计算：βz ——高度Z 处的风振系数,主要是考虑风作用的不规则性,按照荷载规范7.4要求取值;多层建筑,建筑物高度＜30m,风振系数近似取１; 1风荷载体型系数µS风荷载体型系数,不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关,而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关,一般按照荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物,风荷载体型系数可按照高层规程中附录A 采用、或由风洞试验确定;注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时,宜考虑风力相互干扰的群体作用效应;一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定;W W z s z k μμβ=)21.3(-注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件,计算局部上浮风荷载作用时,体型系数不宜小于2.0;注4：验算表面围护结构及其连接的强度时,应按照荷载规范7.3.3规定,采用局部风压力体型系数;2风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数,主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用;对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物,其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按荷载规范7.2要求选用,表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求;表3.1.11 风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类：A 类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C 类：有密集建筑群的城市市区；D 类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区; 3基本风压值W 0基本风压值W 0,单位kN/m 2,以当地比较空旷平坦场地上离地10m 高、统计所得50年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压值,各地的基本风压可按照荷载规范附录D 中的全国基本风压分布图查用,表3.1.12为浙江省主要城镇基本风压取值参考表;2、基本风压的取值年限荷载规范在附录D 中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值,工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求,一般按照下列方法选用风压标准值的取值年限：① 临时性建筑物：取n=10年一遇的基本风压标准值；② 一般的工业与民用建筑物：取n=50年一遇的基本风压标准值；③ 特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物建筑物高度大于60m ：取表3.1.12 浙江省主要城镇基本风压kN/m 2取值参考表n=100年一遇的基本风压标准值；在没有100年一遇基本风压标准值的地区,可近似将50年一遇的基本风压值标准值乘以1.1经验系数以后采用;3、关于风荷载作用的方向问题建筑物受到的风荷载作用来自各个方向,风荷载的主要作用方向与建筑物所在地的风玫瑰图方向一致全国主要城市风玫瑰图,可以查相应的建筑设计资料;工程设计中,一般按照风荷载作用的最大值,来计算建筑物受到的风荷载作用效应;对于抗侧力构件相互垂直布置的建筑物：一般按照两个相互垂直的主轴方向来考虑风荷载的作用效应,详图3.1.3a所示;图3.1.3a 抗侧力构件垂直布置示意图图3.1.3b 抗侧力构件多向布置示意图对于抗侧力构件多向布置的建筑物：一般按照抗侧力构件布置方向,沿着相互垂直的主轴方向次依考虑风荷载的作用效应,详图3.1.3b所示;注意：同一方向,左风荷载作用效应和右风荷载作用效应要分别进行计算;4、风洞试验高层规程3.2.8明确,对于特别重要的建筑物、特别不规则的建筑物,风荷载标准值计算公式3.1-2中的相关计算参数有必要通过风洞试验来确定,以便较精确地计算建筑物受到的风荷载作用效应,确保建筑结构的抗风能力;一般建筑物高度大于200m 、或建筑物高度大于150m 但存在下列情况之一时,宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载作用参数;① 平面形状不规则,立面形状复杂； ② 立面开洞或连体建筑；③ 规范或规程中没有给出体型系数的建筑物； ④ 周围地形或环境较复杂;风洞试验通常由有试验能力和试验资质的高等院校、科研院所完成,按照一定比例制作的建筑物模型置于人工模拟的风环境中,模型上不同部位埋设一定数量的电子测压孔,通过压力传感器输出电流信号、通过数据采集仪自动扫描记录并转为相关的数字信号,再经过一系列的计算机数据处理、模拟分析,可以得到建筑物受到的平均风压力和波动风压力值,供设计采用;多层建筑物,房屋高度小,风荷载作用影响较小,一般不做风洞试验; 5、梯度风基本风压与风速有关,一般风速由地面为零沿高度方向按照曲线逐渐增大,直至距离地面某一高度处达到最大值,上层风速度受地面影响较小,风速较为稳定;不同的地表面粗糙度使风速沿高度增加的梯度速率不同,详图3.1.4所示,风速变化的这种规律,称为梯度风;图3.1.4 风速随高度变化示意图6、特殊情况下基本风压的取值① 当重现期为任意年限R 时,相应风压值可按照公式3.1-2a 进行近似计算：式中：X R ——重现期为R 年的风压值kN ／m 2；X 10——重现期为10年的风压值kN ／m 2；X 100——重现期为100年的风压值kN ／m 2; ② 当城市或建设地点的基本风压值在“全国基本风压分布图”上没有给出时,可根据附近地区规定的基本风压或长期观测资料,通过气象或地形条件的对比分析确定;在分析当地的年最大风速时,往往会遇到其实测风速的条件不符合基本风压规定的标准)21.3(a -)110ln ln )((1010010--+=RX X X X R条件,因而必须将实测的风速资料换算为标准条件的风速资料,然后再进行分析;情形一：当实测风速的位置不是l0m 高度时,标准条件风速的换算原则上应由气象台站根据不同高度风速的对比观测资料,并考虑风速大小的影响,给出非标准高度风速的换算系数,以确定标准条件高度的风速资料;当缺乏相应的观测资料时,可近似按照公式3.1-2b 进行换算：式中：ν——标准条件下l0m 高度处、时距为10分钟的平均风速值m ／s ；νz ——非标准条件下z 高度m 处、时距为10分钟的平均风速值m ／s ； α——实测风速高度换算系数,可根据设计手册,近似按表3.1.13取值;表3.1.13 实测风速高度换算系数参考表情形二：当最大风速资料不是时距10分钟的平均风速时,标准条件风速的换算虽然世界上不少国家采用基本风压标准值中的风速基本数据为10分钟时距的平均风速,但也有一些国家不是这样;因此对某些国外工程需要按照我国规范设计时,或国内工程需要与国外某些设计资料进行对比时,会遇到非标准时距最大风速的换算问题;实际上时距10分钟的平均风速与其它非标准时距的平均风速的比值是不确定的,表3.1.14给出了非标准时距平均风速与时距10分钟平均风速的换算系数,必要时可按照公式3.1-2c 做近似换算：式中：ν——时距为10分钟的平均风速值m ／s ；νt ——时距为t 分钟的平均风速值m ／s ；β——换算系数,可根据设计手册,近似按表3.1.14取用;表3.1.14 不同时距与10分钟时距风速换算系数参考表情形三：当已知风速重现期为T 年时,标准条件风压的换算当已知10分钟时距平均风速最大值的重现期为T 年时,其基本风压与重现期为50年的基本风压的关系,可按照公式3.1-2d 进行简单换算：式中：W 0——重现期为50年的基本风压值kN ／m 2；W ——重现期为T 年的基本风压值kN ／m 2；γ——换算系数,可根据设计手册,近似按表3.1.15取用;表3.1.15 不同重现期与重现期为50年的基本风压的换算系数参考表③ 山区的基本风压zv v α=β/t v v =γ/0W W =)21.3(b -)21.3(c -)21.3(d -山区的基本风压应通过调查后确定,如无实际资料,可按照当地邻近空旷平坦地面的基本风压值,乘以一放大系数后采用;任何情况下,山区的基本风压值不得小于0.3kN/m 2;7、围护结构的风荷载计算计算围护结构上作用的风荷载值,必须考虑阵风的影响,按照公式3.1-2e 进行：W K ——风荷载标准值,单位kN/m 2；W 0——基本风压值,单位kN/m 2,取值要求同前；βgz ——高度Z 处的阵风系数,按照荷载规范7.5要求取值；µS ——风荷载体型系数,按照荷载规范7.3.3要求取值;对于檐沟、雨蓬、遮阳板等突出构件,风力作用垂直向上,风荷载体型系数为2；µz ——风压高度变化系数,取值要求同前; 8、玻璃幕墙的风荷载计算玻璃幕墙作为围护结构的一种表现形式,在民用建筑中应用较多,其抗风设计必须满足围护结构风荷载标准值的计算要求;由于玻璃幕墙单块受荷面积较小,根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-96规定,垂直于玻璃幕墙表面上的风荷载标准值,可近似按照公式3.1-2f 计算：公式中有关高度变化系数µz 、基本风压W 0的计算取值要求同前,对于体型系数µS 的取值要求如下：竖直幕墙外表面按照±1.5取用；斜玻璃幕墙可根据实际情况按照荷载规范要求取用；当建筑物进行了风洞试验时,直接根据风洞试验结果确定;任何情况下,设计玻璃幕墙用风荷载标准值W k 不得小于1.0kN/m 2;0W W z s gz K μμβ=025.2W W z s K μμ=)21.3(f -)21.3(e -。

风荷载计算

4.2 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。

4.2.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：式中：1. 基本风压值Wo按当地空旷平坦地面上10 米高度处10 分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50 年一遇大值确定的风速V0(m/s) 按公式确定。

但不得小于0.3kN/m2 。

对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100 年重现期的风压值；对风荷载是否敏主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。

一般当房屋高度大于60 米时，采用100 年的风压。

《建筑结构荷载规范》（GB50009 －2001 ）给出全国各个地方的设计基本风压。

2. 风压高度变化系数μz《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D 四类。

A 类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区；B 类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区；C 类：指有密集建筑群的城市市区；D 类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；风荷载高度变化系数μ z0.24)0.440.6地面粗糙类别高度（ m)A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.62 10 1.38 1.00 0.74 0.62 15 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A 类地区=1.379(z/10) 30 1.80 1.42 1.00 0.62 B 类地区= (z/10) 0.32 40 1.921.561.130.73C 类地区=0.616(z/1050 2.03 1.67 1.25 0.84 D 类地区=0.318(z/10)60 2.12 1.77 1.35 0.93 70 2.20 1.86 1.45 1.02 80 2.27 1.95 1.54 1.11 90 2.34 2.02 1.62 1.19 100 2.40 2.09 1.70 1.27 150 2.642.382.031.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高度系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。

风荷载计算公式及符号含义

风荷载计算公式及符号含义
风荷载计算的公式可以根据不同的情况而有所不同，以下是常见的两个公式及符号含义：
1. 低层建筑风荷载计算公式：
F = 0.613 × C_f × A × V_max^2
其中，
F为风荷载（单位为N/m^2或Pa）；
C_f为风压系数；
A为被风作用面积（单位为m^2）；
V_max为设计风速（单位为m/s）。

2. 高层建筑风荷载计算公式（按国家标准GB 50009-2012）：
F = qz × Ce × Cg × A × V^2
其中，
F为风荷载（单位为N/m^2或Pa）；
qz为高度变化系数；
Ce为暴风区基准风压系数；
Cg为结构高度系数；
A为结构投影面积（单位为m^2）；
V为设计基本风速（单位为m/s）。

在这些公式中，符号的含义如下：
- C_f或Ce为风压系数，是根据建筑结构和环境条件来确定的参数，用于衡量建筑所受风力的大小；
- A为被风作用面积或结构投影面积，表示建筑物横截面在垂直方向上所受的风力面积；
- V_max或V为设计风速或设计基本风速，是参考当地的气象数据和规范要求确定的；
- qz为高度变化系数，它是表示建筑高度变化对风荷载的影响；- Cg为结构高度系数，是考虑建筑物高度和形状对风力的影响；- F表示风荷载的大小，单位为N/m^2或Pa，表示单位面积上
所受的力量。

风荷载计算方法与步骤

1 风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1 单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

按公式 ω0=12ρv 02 确定数值大小，但不得小于0.3kN/m 2，其中ρ的单位为t/m ³，ω0单位为kN/m 2。

也可以用公式ω0=11600v 02计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

1.1.2 风压高度变化系数ωω风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规以B 类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

ωωω=(ωωω)2ωω(10ωω)2ωω(ω)2ωωωωω=1.248(ω10)0.24ωωω=1.000(ω10)0.30ωωω=0.544(ω)0.44ωωω=0.262(ω10)0.601.1.3 风荷载体形系数ωω1）单体风压体形系数（1）圆形平面ωω=0.8；（2）正多边形及截角三角平面ωω=0.8+√ω，n 为多边形边数；（3）高宽比ωω≤4的矩形、方形、十字形平面ωω=1.3；（4）V 形、Y 形、L 形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比ωω>4的十字形、高宽比ωω>4，长宽比ωω≤1.5的矩形、鼓形平面ωω=1.4；（5）未述事项详见相应规。

风荷载集中荷载计算公式

风荷载计算公式：ωk=βz×μs×μz×ω0。

风荷载（windload）空气流动对工程结构所产生的压力。

其大小与风速的平方成正比，即式中ρ为空气质量密度，va和vb分别为风法结构表面前与结构表面后的风速。

物理学上的压力，是指发生在两个物体的接触表面的作用力，或者是气体对于固体和液体表面的垂直作用力，或者是液体对于固体表面的垂直作用力。

（物体间由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力，叫作压力。

）例如足球对地面的力，物体对斜面的力，手对墙壁的力等。

习惯上，在力学和多数工程学科中，“压力”一词与物理学中的压强同义。

风荷载计算方法与步骤

1风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（KN/m²）按下式计算：风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压1.1.1基本风压按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。

按公式确定数值大小，但不得小于0.3kN/m2，其中的单位为t/m³，单位为kN/m2。

也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

1.1.2风压高度变化系数风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。

规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

粗糙度类别 A B C D30.12 0.15 0.22 0.31.1.3风荷载体形系数1）单体风压体形系数（1）圆形平面；（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面；（5）未述事项详见相应规范。

2）群体风压体形系数详见规范规程。

3）局部风压体形系数檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于 2.0。

未述事项详见相应规范规程。

1.1.4风振系数对于高度H大于30米且高宽比的房屋，以及自振周期的各种高耸结构都应该考虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

（对于高度H大于30米、高宽比且可忽略扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。

风荷载取值

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小,与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关,具体计算按照荷载规范第7章执行;1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W,按照公式3.1-2计算：K——高度Z处的风振系数,主要是考虑风作用的不规则性,按照荷载规范βz7.4要求取值;多层建筑,建筑物高度＜30m,风振系数近似取１;1风荷载体型系数μS风荷载体型系数,不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关,而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关,一般按照荷载规注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物,风荷载体型系数可按照高层规程中附录A采用、或由风洞试验确定;注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时,宜考虑风力相互干扰的群体作用效应;一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定;注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件,计算局部上浮风荷载作用时,体型系数不宜小于2.0;注4：验算表面围护结构及其连接的强度时,应按照2风压高度变化系数μz设置风压高度变化系数,主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用;风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类：A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：有密集建筑群的城市市区；D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区;3基本风压值W基本风压值W,单位kN/m2,以当地比较空旷平坦场地上离地10m高、统计所得50年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压值,各地的基本风压可按照荷载规范附录D中的全国基本风压分布图查用,主要城镇基本风压取值参考表;2、基本风压的取值年限荷载规范在附录D中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值,工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求,一般按照下列方法选用风压标准值的取值年限：①临时性建筑物：取n=10年一遇的基本风压标准值；②一般的工业与民用建筑物：取n=50年一遇的基本风压标准值；③特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物建筑物高度大于60m：取主要城镇基本风压kN/m2取值参考表n=100年一遇的基本风压标准值；在没有100年一遇基本风压标准值的地区,可近似将50年一遇的基本风压值标准值乘以1.1经验系数以后采用;3、关于风荷载作用的方向问题建筑物受到的风荷载作用来自各个方向,风荷载的主要作用方向与建筑物所在地的风玫瑰图方向一致全国主要城市风玫瑰图,可以查相应的建筑设计资料;工程设计中,一般按照风荷载作用的最大值,来计算建筑物受到的风荷载作用效应;对于抗侧力构件相互垂直布置的建筑物：一般按照两个相互垂直的主轴方向来考虑风荷载的作用效应,详注意：同一方向,左风荷载作用效应和右风荷载作用效应要分别进行计算;4、风洞试验一般建筑物高度大于200m、或建筑物高度大于150m但存在下列情况之一时,宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载作用参数;①平面形状不规则,立面形状复杂；②立面开洞或连体建筑；③规范或规程中没有给出体型系数的建筑物；④周围地形或环境较复杂;风洞试验通常由有试验能力和试验资质的高等院校、科研院所完成,按照一定比例制作的建筑物模型置于人工模拟的风环境中,模型上不同部位埋设一定数量的电子测压孔,通过压力传感器输出电流信号、通过数据采集仪自动扫描记录并转为相关的数字信号,再经过一系列的计算机数据处理、模拟分析,可以得到建筑物受到的平均风压力和波动风压力值,供设计采用;多层建筑物,房屋高度小,风荷载作用影响较小,一般不做风洞试验;5、梯度风基本风压与风速有关,一般风速由地面为零沿高度方向按照曲线逐渐增大,直至距离地面某一高度处达到最大值,上层风速度受地面影响较小,风速较为稳定;图3.1.4 风速随高度变化示意图6、特殊情况下基本风压的取值① 当重现期为任意年限R 时,相应风压值可按照公式3.1-2a 进行近似计算：式中：X R ——重现期为R 年的风压值kN ／m 2； X 10——重现期为10年的风压值kN ／m 2； X 100——重现期为100年的风压值kN ／m 2;② 当城市或建设地点的基本风压值在“全国基本风压分布图”上没有给出时,可根据附近地区规定的基本风压或长期观测资料,通过气象或地形条件的对比分析确定;在分析当地的年最大风速时,往往会遇到其实测风速的条件不符合基本风压规定的标准条件,因而必须将实测的风速资料换算为标准条件的风速资料,然后再进行分析;情形一：当实测风速的位置不是l0m 高度时,标准条件风速的换算原则上应由气象台站根据不同高度风速的对比观测资料,并考虑风速大小的影响,给出非标准高度风速的换算系数,以确定标准条件高度的风速资料;当缺乏相应的观测资料时,可近似按照公式3.1-2b 进行换算：式中：ν——标准条件下l0m 高度处、时距为10分钟的平均风速值m ／s ；νz ——非标准条件下z 高度m 处、时距为10分钟的平均风速值m ／s ； α——实测风速高度换算系数,可根据设计手册,近似按实测风速高度换算系数参考表10/1Z V V a情形二：当最大风速资料不是时距10分钟的平均风速时,标准条件风速的换算虽然世界上不少国家采用基本风压标准值中的风速基本数据为10分钟时距的平均风速,但也有一些国家不是这样;因此对某些国外工程需要按照我国规范设计时,或国内工程需要与国外某些设计资料进行对比时,会遇到非标准时距最大风速的换算问题;式中：ν——时距为10分钟的平均风速值m／s；ν——时距为t分钟的平均风速值m／s；tβ——参考表情形三：当已知风速重现期为T年时,标准条件风压的换算当已知10分钟时距平均风速最大值的重现期为T年时,其基本风压与重现期为50年的基本风压的关系,可按照公式3.1-2d进行简单换算：式中：W——重现期为50年的基本风压值kN／m2；W——重现期为T年的基本风压值kN／m2；γ——重现期与重现期为50年的基本风压的换算系数参考表③山区的基本风压山区的基本风压应通过调查后确定,如无实际资料,可按照当地邻近空旷平坦地面的基本风压值,乘以一放大系数后采用;任何情况下,山区的基本风压值不得小于0.3kN/m2;7、围护结构的风荷载计算计算围护结构上作用的风荷载值,必须考虑阵风的影响,按照公式 3.1-2e进行：WK——风荷载标准值,单位kN/m2；W——基本风压值,单位kN/m2,取值要求同前；βgz——高度Z处的阵风系数,按照荷载规范7.5要求取值；μS——μz——风压高度变化系数,取值要求同前;8、玻璃幕墙的风荷载计算玻璃幕墙作为围护结构的一种表现形式,在民用建筑中应用较多,其抗风设计必须满足围护结构风荷载标准值的计算要求;由于玻璃幕墙单块受荷面积较小,根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-96规定,垂直于玻璃幕墙表面上的风荷载标准值,可近似按照公式3.1-2f计算：公式中有关高度变化系数μz 、基本风压W的计算取值要求同前,对于体型系数μS的取值要求如下：竖直幕墙外表面按照±1.5取用；斜玻璃幕墙可根据实际情况按照荷载规范要求取用；当建筑物进行了风洞试验时,直接根据风洞试验结果确定;任何情况下,设计玻璃幕墙用风荷载标准值Wk不得小于1.0kN/m2;。