加拿大风荷载规范

加拿大风荷载规范
1,本条规定了围护结构的风荷载标准值,其制订依据及说明如下所述。

1,外压。

内压与净压。

在来流湍流和建筑湍流。

或称为特征湍流,的共同作用下。

建筑物外表面形成随时间,空间不断脉动变化的风压力或风吸力,围护结构外表面承受的最大风压力和最大风吸力统称为风荷载最值。

其中,风吸力垂直于屋盖外表面并且方向背离屋盖表面。

采用负值表示风吸力,最大风吸力即风荷载最小值。

风压力垂直于屋盖外表面并且方向指向屋盖表面,采用正值表示,最大风压力即风荷载最大值,外表面风荷载最值需要进行概率分析。

以最值发生概率的分位数作为其估计值。

另一方面。

对于封闭式建筑物或半开敞式建筑物。

气流通过孔隙。

洞口进入或流出室内,室内形成风压力或风吸力,其波动幅度相对较小,通常将室内风
压看作常数,根据风洞试验结果确定内压,室内风压力的方向指向室内屋盖。

墙面。

采用正值表示。

室内风吸力的方向背离室内屋盖。

墙面。

采用负值表示。

在美国,加拿大,日本。

澳大利亚。

英国。

欧洲等国家,地区的风荷载规范中。

均采用了外表面风压最值与内压之差表达封闭式,半开敞式建筑物围护结构的风荷载,现行国家标准,建筑结构荷载规范,GB。

50009规定了围护结构外表面风荷载标准值的计算公式,亦规定了围护结构的内压系数。

借鉴国内外标准的相关规定。

综合考虑围护结构外表面。

内表面的风荷载作用,本标准将封闭式房屋屋盖围护结构的风荷载表示为外表面风压最值与内压之差的形式,对于开敞式建筑物,应根据围护结构表面的净风压,进行极值的概率分析和估计,确定开敞式建筑物围护结构风压最值,本标准采用外表面净风压表达开敞式建筑物围护结构的风荷载。

此时不考虑内压。

2。

平均速压与阵风速压。

在国外荷载标准的风荷载条文规定中。

参考速压采用平均速压或者阵风速压,其中平均速压时距为10min或者1h,阵风速压的
时距为3s。

对于围护结构风荷载。

外表面风压最值表达为风压系数最值与平均速压或阵风速压之积的形式,内压表达为内压系数与平均速压或阵风速压之积的形式,加拿大。

日本规范分别采用1h。

10min平均速压和相应的风压系数最值表达围护结构外表面风荷载标准值,美国,澳大利亚规范采用3s阵风速压和相应的
风压系数最值表达围护结构外表面风荷载标准值,在英国规范中。

定义了时距1h 基本风速及阵风风速,二者之间的变换关系包含风速阵风系数,风速高度变化系数等参数,由阵风风速得到阵风速压,利用阵风速压和相应的风压系数最值表达围护结构的风荷载标准值。

在欧洲规范中,定义了时距10min基本风速。

基本速压及阵风速压。

阵风速压与基本速压之间的比值称为速压阵风系数。

利用阵风速压和相应的风压系数最值表达围护结构的风荷载最值,本标准沿用了现行国家标准,建筑结构荷载规范,GB。

50009中基本风压的规定,规定以屋盖平均高度处的10min 平均速压作为参考速压确定风压系数最值和内压系数。

3。

风压系数最值与局部体型系数的关系,采用风压系数最值表达围护结构风荷载标准值,明确了围护结构风荷载的物理含义,并且与加拿大,日本等国家的现行规范的规定一致或者类似。

另一方面。

本标准给出了风压系数最值的全风向最不利值作为确定围护结构风荷载标准值的依据。

简化了表达方式,方便工程设计人员应用。

因此,本标准围护结构风荷载的规定是对现行国家标准,建筑结构荷载规范,GB。

50009的发展和完善。

并且借鉴了多个国外规范的相关规定,5。

0。

2,根据建筑物表面洞口,孔隙的尺寸,位置。

数量等因素,房屋建筑分为封闭式房屋。

半开敞式房屋和开敞式房屋。

墙面开洞率小于1。

并且墙面无主导洞口的建筑物称为封闭式建筑物,单面外墙开洞率大于80,的建筑物称为开敞式建筑物。

其他建筑物称为半开敞式建筑物,开敞式建筑物的内压系数为零,半开敞式建筑物的内压系数与洞口位置。

面积。

数量等
因素有关。

其取值范围较大。

封闭式房屋的内压系数在各国规范中的取值相对比较统一。

鉴于此,本条只规定了封闭式房屋的内压系数。

对于通常意义上的封闭式房屋,由于存在烟囱。

通风管道。

换气扇以及门窗缝隙等孔隙,室内外气流仍然可以发生交换,从而在建筑物室内产生内压,通常情况下,室内外温差。

烟囱效应,机械通风等现象导致气流经过空隙流出室内或流进室内,室内呈现负压或正压。

对室内墙面。

屋面产生吸力或压力,本条考虑封闭式房屋室内出现负压。

正压的不利情况,规定室内出现负压的内压系数为,0,3,室内出现正压的内压系数为。

0,2,按照外吸内顶。

外压内吸两种风荷载工况。

对屋盖围护结构施加风荷载。

5。

0,3。

现行国家标准,建筑结构荷载规范,GB。

50009规定。

非直接承受风荷载的围护结构可按风荷载从属面积进行折减,本条沿用了这一规定,并且明确规定直接承受风荷载的围护结构风压系数最值不考虑从属面积折减。

5。

0。

4,风及作用在建筑物表面的风荷载具有方向性效应,在特定场地条件下,不同方向。

相同发生概率的风速最值是不相同的。

此现象称为风气候的方向性效应。

对于特定的建筑物,不同方向的风与建筑物表面的相互作用产生不同的风压系数。

此现象称为风压系数的方向性效应,当不考虑风荷载方向效应时,将指定重现期的速压与最不利风压系数的乘积作为建筑物的最不利风荷载。

实际上。

最大速压与最不利风压系数的方向可能是不同的。

不考虑方向性效应高估了风荷载。

因此。

当气象资料充分时。

可考虑风荷载的方向性效应。

对风荷载或风速进行风向折减。

在加拿大规范风荷载条文的制订过程中,考虑到风向效应,风洞模拟大气边界层的不确定性以及建筑物周边环境对风压系数最值的影响等因素,以风洞试验得到的建筑物围护结构风压系数最值为基础,乘以0。

8的折减系数,得到围护结构风压系数最值。

因此。

加拿大规范规定的围护结构风荷载暗含了风向折减系数0。

8。

美国规范规定了不
同建筑体型的围护结构风荷载风向折减系数,分布在0。

85左右。

英国。

澳大利亚规范规定了风向区间的风速折减系数。

日本规范不考虑围护结构风荷载的风向折减,在现行国家标准,建筑结构荷载规范,GB。

50009中,未提及风荷载的风向折减系数。

在现行行业标准。

建筑工程风洞试验方法标准,JGJ。

T,338中。

规定了风速的风向折减系数最小值0,85,我国科研工作者在国家标准。

建筑结构荷载规范。

GBJ,987的编制过程中,已经考虑了风气候的方向性效应,但未考虑建筑结构的风荷载方向性效应。

在20世纪80年代,我国科研工作者对全国18个省,市。

自治区的29个气象台站收集的20年。

25年风速记录进行了统计分析,建立了适用于我国的速压极值,型分布模型。

同时。

考虑风速的方向性效应,统计分析了各气象台站在当地主导风向的年最大速压平均值与不考虑风向的年最大速压平均值之比值。

在制定国家标准。

建筑结构设计统一标准。

GBJ。

68。

84的过程中。

考虑风向效应之后,年最大速压的平均值乘以风向折减系数0。

9,然后,按照极限状态设计方法,确定风荷载及其他荷载作用下承重结构的荷载分项系数。

因此。

国家标准,建筑结构荷载规范,GB,50009。

2012中的可变荷载分项系数已经包含了速压的风向折减系数0。

9。

本条规定的气象资料要求气象站提供连续20年以上的10min时距的季风平均风速,平均风向观测数据,建筑物的风洞试验结果应包括各风向角情况下的围护构件风压系数最值,在具有上述数据的情况下,可按照本标准附录F计算围护构件的风荷载风向折减系数,但其最小值不应小于0。

9。

在台风地区,对台风路径。

风速,气压的长时间观测数据相对较少。

观测数据非常有限,通常利用蒙特卡洛模拟方法生成台风的大量数据,建立台风风速,风向以及风压系数最值的联合概率分布,确定围护结构的风向折减系数。

本条规定不包含台风地区的风向折减问题。