大跨越输电塔风振系数研究
第40卷增刊2007年10月
武汉大学学报(工学版)
Engineering Journal of Wuhan University Vol.40Sup.Oct.2007
作者简介:陶青松,从事输变电结构设计工作.
文章编号:167128844(2007)S120192204
大跨越输电塔风振系数研究
陶青松,林致添
(江苏省电力设计院,江苏南京 210024)
摘要:针对三江口长江大跨越输电塔工程实例,用SAP2000建立该塔的三维有限元模型,对模型进行有限元动
力分析,计算结构适用于工程设计的输电塔第一自振周期及第一振型系数,确定大跨越塔的风振系数,以指导大跨越塔的抗风设计.
关键词:大跨越输电塔;自振特性;风振系数中图分类号:TU 279 文献标志码:A
Study on wind 2induced vibration coeff icient of large span transmission tow ers
TAO Qingsong ,L IN Zhitian
(Jiangsu Provincial Electric Power Design Institute ,Nanjing 210024,China )
Abstract :Based on t he Sanjiangkou Yangtze River 500kV large span t ransmission tower ,it s t hree 2di 2mensional finite element model is built in SA P2000.And t he dynamic analysis is carried out ;and t he first f ree vibration period and mode coefficient are https://www.360docs.net/doc/2110621151.html,stly ,t he wind 2induced vibration coeffi 2cient of t he tower is confirmed ;and it is used in t he wind 2resistant design of t he large span t ransmission tower.
K ey w ords :large span t ransmission towers ;nat ural 2vibration behavior ;wind 2induced vibration coeffi 2cient
大跨越输电塔(以下简称大跨越塔)是集高耸结构和空间杆系结构两种特征于一体的风敏感结构体系,在风荷载作用下,风振效应显著.风荷载是大跨越塔设计过程中的控制性荷载,在大跨越塔设计中起着决定性作用,当风以一定的速度向前运动遇到阻碍时,结构承受了风压.在随机脉动风压作用下,结构会产生随机振动,在顺风向,风压常分为平均风压和脉动风压,前者作用相当于静力,后者则引起结构振动.对于大跨越塔这样的高耸结构,塔身风荷载响应约占外荷载响应的70%以上,由于它们的自振周期都比较大,必须要考虑由脉动风所引起的风振影响,在计算输电塔塔身风荷载时采用风振系数的概念来考虑结构风振效应,风振系数的取值对于大跨越塔的合理设计有着重要意义.
1 研究现状
风振系数反映脉动风对结构动力的作用大小,与结构的自振特性有关.《架空送电线路设计技术
规程》
(DL/T515422002)给出了杆塔全高不超过60m 的输电塔的风振系数值,同时规定当杆塔全高超过60m 时,按《建筑结构荷载规范》
(G B500922001)取值,而确定风振系数就需要估算结构的第
一自振周期及其振型,《建筑结构荷载规范》(G B500922001)提供了塔式结构第一自振周期的估算公式:
T 1=(0.007～0.013)H
该公式的范围太宽,而且它适用于具有连续变化外形和质量的塔式结构,而输电塔结构并不符合
增刊陶青松,等:大跨越输电塔风振系数研究
这一特点,输电塔在高度方向上具有几个较大质量和几何尺寸的横担,使得结构的动力特性发生变化,故而利用该近似公式并不符合实际的情况.
根据我国电力部门所做的输电塔实测研究,得到的输电塔结构自振周期近似计算公式为
T1=0.034H
b+B
式中:T1为结构第一自振周期,s;H为全塔高度, m;b为塔头宽度,m;B为根开宽度,m.由于输电塔结构的形式多样、高度不一,不同类型、不同高度的输电塔自振周期具有不同的特点,所以这一公式并不能适用于所有类型的输电塔结构.
国内的科研院所也提出了一些输电塔自振周期的经验计算公式如同济大学土木学院傅鹏程以电力部门对输电塔实侧得到的结构自振周期近似公式为思路,以实际输电铁塔的空间模型计算结果为依据对其第一自振周期近似公式进行分类、拟合及修正得到的500kV双回路“桶形塔”计算公式为
塔高50～70m时
T1=0.039H
b+B
塔高70～80m时
T1=0.038H
b+B
塔高80～100m时
T1=0.036H
b+B
上述公式和有限元计算的结果误差很小,具有一定的精度.但尚无法应用于大跨越塔这样的高耸结构(塔高一般在200m以上).
目前国内对大跨越塔这一重要高耸结构的动力特性研究并不充分,沿用《建筑结构荷载规范》(G B500922001)的风振系数取值来考虑随机风荷载的风振效应将会带来很大误差,同时根据《建筑结构荷载规范》(G B500922001),确定结构风振系数时对截面沿高度变化的高耸结构的振型系数只提供了B H/B0=0.2、0.4、0.6、0.8、1.05种情况的第一振型系数,而输电塔结构的塔头宽度和根开宽度之比大都小于0.2,按荷载规范供选用的振型与输电塔真正的第一振型曲线存在一定差距,所以该振型系数不够精确也不适用于估算输电塔的振型,输电塔结构在设计中应该使用适合于自身特点的振型系数.
大跨越塔有着塔高高、荷载大、结构复杂、耗钢量大和投资较大的特点,有必要对大跨越塔的动力特性和风振系数的取值作专门研究.本文针对三江口长江大跨越塔实例,建立该塔的三维有限元模型,计算结构适用于工程设计的输电塔第一自振周期及第一振型系数,确定大跨越塔的风振系数,以指导大跨越塔的抗风设计.
1.1 建立有限元模型
因为输电塔结构的结构特点,通过建立合理精确的力学模型,从而得到整体结构准确的动力特性就显得十分重要.根据电气专业前期规划和结构专业初步电算结果,从运行经验、合理投资、塔型美观、方便施工等方面综合考虑,三江口长江大跨越
塔采用钢管塔作为本工程跨越塔建设方案,钢管塔的正视图见图1.
图1 钢管跨越塔
跨越塔呼高215m,铁塔全高251m,根开49.6m.三江口长江大跨越输电塔是由钢管相互连接组合而成的空间桁架结构,通常都可假定结构由双向二力杆构成,计算单元为两端绞接的空间杆单元,以空间杆单元建立三维有限元输电塔模型,每个节点具有三个沿坐标轴(x,y,z)方向的平动自由度,以此来模拟结构真实的受力状态.
本文用国际通用的有限元计算软件SA P2000
391
武汉大学学报(工学版)2007
建立三江口长江大跨越塔空间有限元模型.根据同济大学土木学院邓洪洲教授的研究成果,对于塔架的自振频率,塔线体系和单塔相差不大,适用中为了简便,可采用单塔模型计算,因此本文暂不考虑导线对的影响,SA P2000建立三江口长江大跨越塔模型如图2所示. 建模时采用以下基本假定:
(1)材料处于弹性工作,即符合虎克定律;
(2)杆件之间为绞接,每个节点有3个自由度;(3)外荷载作用于节点上;(4)考虑由于节点板、法兰、螺栓等对模型的自
重增大效应,对材料密度放大了1.40倍;(5)结构阻尼比参照钢结构取ζ=0.05.1.2 有限元模型动力特性计算结果
利用SA P2000动力计算功能,对大跨越塔模
型进行模态分析,求解出结构的前10阶自振周期及其对应的振型,前
10阶结构自振周期及其对应的频率见表1,其中前5阶自振周期及其对应的振型见图3～7.
图
2 SAP2000建模界面
表1 大跨越塔前10阶结构自振频率及周期表
目次12345
6
78910频率/Hz 0.55840.55860.
8818 1.0310 1.0409 1.0834 1.2171 1.2335 1.2832 1.2990周期/s
1.7909
1.7902
1.1340
0.9699
0.9607
0.9230
0.8216
0.8107
0.7793
0.7698
图3 一阶振型(正视图,T 1=1.7909s )
图4 二阶振型(侧视图,T 2=1.7902s )
图5 三阶振型(俯视图,T 3=1.1340s )
图6 四阶振型(正视图,T 4=0.9699s )
根据输电塔结构的外形特点,其结构截面沿高度并非连续变化,因此《建筑结构荷载规范》所提供的第一振型系数并不能适用于大跨越塔的设计,本文在塔身不同高度上选择了13个控制点,通过对
有限元计算模型模态分析结果的分析,表2给出了大跨越塔结构第一振型系数.
4
91
增刊陶青松,等:
大跨越输电塔风振系数研究
图7 五阶振型(侧视图,T5=0.9607s)
表2 大跨越塔前10阶结构自振频率及周期表
序号塔身高度z相对高度z/H振型系数
1310.1210.012
2610.2380.048
3810.3160.083
4990.3870.123
51140.4450.162
61290.5040.214
71440.5630.273
81600.6250.343
91740.6800.414
101880.7340.492
112120.8280.647
122280.8910.764
13251 1.000 1.000
1.3 风振系数计算
按《建筑结构荷载规范》(G B500922001)计算风振系数,根据上述得到第一周期T1=1.7909s, 10m高度处的基本风速为32m/s,ω0=0.64kN/ m2.
根据《建筑结构荷载规范》,ω0T21=2.0527;ζ=2.8076;v=0.82;θ
v=4.5466,地面按B类地貌计算,由上述计算得出的结构第一振型系数计算风振系数可得表3.
全塔风振系数沿高度加权平均值 β=∑βi h i ∑h i
=1.384,根据《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》,当高度大于60m时全塔沿高度的加权值
表3 风振系数
z/m z/HφzμzθBθvνβ
加权调
整β310.1210.012 1.4363 3.2213 1.0781 1.30 610.2380.048 1.7836 2.7308 1.2049 1.45 810.3160.083 1.9531 2.4037 1.2875 1.55 990.3870.123 2.0826 2.1094 1.3499 1.65 1140.4450.162 2.1788 1.8641 1.3902 1.70 1290.5040.214 2.2667 1.6889 1.4487 1.75 1440.5630.273 2.3479 1.5174 1.4947 1.80 1600.6250.343 2.4284 1.3310 1.5282 1.85 1740.6800.414 2.4945 1.1707 1.5458 1.90 1880.7340.492 2.5570 1.0066 1.5438 1.90 2120.8280.647 2.65720.7307 1.4997 1.90 2280.8910.764 2.71980.5437 1.4290 2.00 251 1.000 1.000 2.82250.5437 1.5408 2.00不能小于1.6,表3最后一列为经过人为调整后使得风振系数沿高度加权值不小于1.6后的风振系数取值,考虑到输电塔结构的特点,已经在横担处的风振系数取值适当放大.
2 结 论
由于按荷载规范方法和按常用输电塔近似公式计算大跨越塔的结构第一自振周期都存在缺点,而且其提供的第一振型参数在输电塔使用频率较高的区段分类不够细化,不能完全适用于输电线路设计.本文针对三江口长江大跨越塔工程实例,用有限元计算软件SA P2000建立该塔结构空间模型,分析结构的动力特性,得到该塔的自振周期及相应的振型,以此结果计算结构的风振系数,并根据电力规范的要求对风振系数进行加权调整,对大跨越塔设计具有一定参考意义.
参考文献:
[1] 胡 松,唐国安,杨元春.输电线路大跨越塔的自振
特性研究[J].钢结构,2000,15(1):47.
[2] 李宏男,王前信.大跨越输电塔体系的动力特性[J].
土木工程学报,1997,30(5).
[3] 傅鹏程,邓洪洲,吴 静.输电塔结构动力特性研究
[J].特种结构,2005(1).
591
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析
结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析 结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响分析屠海明1张帆2 （1.同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司上海200092；2.中国铁塔股份有限公司北京100142）摘要：为了分析结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响，本文进行了阻尼比不同取值时风振系数的计算对比。结果表明风振系数随着结构阻尼比的增加而显著下降。然后根据上海某单管塔实测得到的阻尼比与规范规定的阻尼比取值，分别对该单管塔风荷载进行了计算对比。实测的阻尼比大于规范规定的取值，相应计算得到的风荷载也明显降低。这给单管塔的优化设计提供了参考依据。关键词：阻尼比单管塔风荷载引言近年来随着通信基站建设的发展，对通信塔的专业化、标准化提出了更高的要求。对于单管塔的设计和制作而言，起控制作用的荷载是风荷载，得到相对准确的风荷载设计值，对于每年数万座标准化生产的单管塔而言，具有很重要的经济意义。本文作者［1］根据2012年调整前后的荷载规范，对高耸结构的风荷载进行了分析与对比，并提出了《高耸结构设计规范》（GB 50135-2006）中风荷载部分条文的修改意见。但是以上分析没有专门涉及结构阻尼比对于风荷载计算的影响分析。同济大学何敏娟［2］等采用激振法对336m黑龙江电
视塔进行了模态参数的实测和分析，实测结构一阶阻尼比为0.028，大于规范规定值0.02。同济大学闫祥梅等［3］对位于河北的辛安-衡水500kV线路工程的几座直线输电塔转角塔进行了环境脉动下的动力测试。同济大学设计院梁峰［4］对上海新国际博览中心展馆两侧的30m高钢结构灯杆进行 了微风振动下的动力测试，得到了灯杆的自振频率和阻尼比。本文作者对上海移动两座单管塔进行了微风振动下的动力测试，并根据实测结果，与规范规定值对比，探讨结构阻尼比对单管塔风荷载计算的影响。 1 阻尼比对风荷载计算的影响结构阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是描述结构在振动过程中能量耗散的术语。引起结构能量耗散的因素很多，主要有：材料阻尼，周围介质对振动的阻尼，节点、支座连接处的阻尼等。结构阻尼对结构效应的影响体现在结构的风致振动中，对于高耸结构的风振分析，比较准确的是采用频率域和时间域的动力分析方法。实际工程中，为了方便应用，按照荷载规范计算等效风荷载，用静力分析方法计算结构风效应。因此，结构阻尼比对风荷载计算的影响，主要体现在风振系数的计算上。《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）中风振系数的表达式为：其中：g为峰值因子；I10为10m高名义湍流强度；Bz为背景分量因子；共振分量因子R表示与频率有关的积分项，可按下列公式计算：其中：ζ1为结构阻尼比；f1为结构第1阶自振频率；kw为
阵风系数和风振系数
风速包括两部分，10分钟平均风速＋脉动风速；相应风压也包括两部分,平均风压+脉动风压。 如果结构较柔，应考虑结构共振，即乘以风振系数。对于刚度较大的结构（T<0.25s），荷载规范规定可以不考虑风振影响 问题： 1、结构刚度较大，可不考虑共振，取风振系数=1。即只考虑平均风压，而不考虑瞬间风压增大，是否正确？ 2、阵风系数，是考虑瞬间风速增大时风压相应增大，对平均风压值的放大系数，和结构振动周期无关。如果结构刚度较大不考虑共振，风压应为平均风压乘以阵风系数；如刚度较小，应考虑共振，风压应为平均风压乘以风振系数。风振系数应是阵风系数基础上考虑了共振影响，应比阵风系数更大的一个值。这个说法对不对？ A: 结构刚度较大，可不考虑风荷载作用在结构上引起的动力放大，取风振系数=1。此时不需要再考虑瞬间风压增大。考虑瞬间风压体现在阵风系数上，用于围护结构的设计。考虑瞬间风压是由于玻璃幕墙等围护结构是脆性材料，因而将风速的时距由10分钟变为3秒（瞬时），具体就是将平均风压乘阵风系数。若结构刚度较小，要考虑风荷载作用在结构上引起的动力放大，即将平均风压乘风振系数，风振系数是通过结构随机振动计算得到的等效风荷载相对于平均风压的放大，与阵风系数无关。 B:（1）《建筑结构荷载规范》关于风荷载部分的第一条就规定，风振系数是用于结构整体设计；阵风系数是用于围护结构设计（如玻璃幕墙，膜结构等）。 （2）阵风系数与结构的动力特性无关，仅与风压时程的统计特性有关，也不能简单的认为是10分钟平均换算到3秒平均，应该是在统计的基础上、在一定失效概率的基础上的统计值，滦贵汉的硕士论文应该就是做了这个方面的工作（峰值因子的选取）。在规范中，简单的将阵风系数仅与高度有关，不能考虑建筑的干扰作用。最佳的做法应该是在风洞试验的基础上再通过统计的方法确定。 （3）结构刚度无穷大，也不能取风振系数＝1。风振系数是随时间变化的风压对结构作用引起的结构响应的放大，一般认为包括三个部分：1）风压自身的脉动值对响应的放大；2）结构动力特性对响应的放大；3）气弹效应对结构的放大。结构刚度无穷大，只能认为第二项可以忽略不计(此时第3项当然也没有），脉动风压的影响还在，因此不能
输电线路风荷载的全方位计算
输电线路风荷载的全方位计算 摘要：在高压架空送电线路设计中，最不利风向时的风荷载常决定着杆塔内力大小或基础作用力的大小。本文将通过几个工程实例详细说明在高压架空送电线路设计中，如何确定几种特殊情况下最不利风向时的风荷载计算，以确保高压架空送电线路的安全运行。 关键词：全方位;基础作用力;运行情况;不平衡张力;风荷载 Abstract: In the project design of overhead transmission lines, the most unfavorable wind direction, wind load often determines the internal force of tower or base force size. This article will through several engineering examples in detail in the overhead transmission line design, how to determine some special situations the most unfavorable wind direction wind load calculation, to ensure the high voltage overhead power transmission line safe operation. Key words: all-around; base forces; operation; unbalanced tension; wind load 1 引言 在高压架空送电线路设计中，杆塔荷载的计算应执行《110～750kV架空输电线路设计规范》（以下简称《规程》）中第10条“杆塔荷载及材料”。其中正常运行情况下，应计算的荷载组合是： 1 基本风速、无冰、未断线； 2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线 3 最低气温、无冰、无风、未断线（适用于终端和转角杆塔） 本文主要针对上述第一种情况，在正常运行大风情况下计算铁塔内力或基础作用力时可能出现的漏洞。《电力工程高压送电线路设计手册》（第二版）第六章第二节也对这种组合也提出了更详细的规定，提出“在杆塔设计中，应取最不利的风向来计算杆塔的内力”。在一般情况下，按照这些规定计算杆塔荷载，能满足线路工程施工投产后的安全运行要求。但伴随着室温效应的影响，几年来极端气候更加频繁地出现，内地表现为超常量的下雪和降雨、沿海地区表现为强热带风暴风力的逐级增加和风球的更加飘忽不定。在这些情况下，有必要对杆塔荷载更加严谨的计算，以保证高压送电线路的安全运行。在线路设计中，不能主观臆测最不利的风向，应通过严谨的计算来确定。因此我们可利用计算机技术，模拟自然风对杆塔所有方向的冲击，全方位计算杆塔风荷载，才使计算结果正确可靠。下面就列举几个设计工程中常碰到的案例。
风荷载标准值
For personal use only in study and research; not for commercial use For personal use only in study and research; not for commercial use 风荷载标准值 关于风荷载计算 风荷载是高层建筑主要侧向荷载之一，结构抗风分析（包括荷载，内力，位移，加速度等）是高层建筑设计计算的重要因素。 脉动风和稳定风 风荷载在建筑物表面是不均匀的，它具有静力作用（长周期哦部分）和动力作用（短周期部分）的双重特点，静力作用成为稳定风，动力部分就是我们经常接触的脉动风。脉动风的作用就是引起高层建筑的振动（简称风振）。 以顺风向这一单一角度来分析风载，我们又常常称静力稳定风为平均风，称动力脉动风为阵风。平均风对结构的作用相当于静力，只要知道平均风的数值，就可以按结构力学的方法来计算构件内力。阵风对结构的作用是动力的，结构在脉动风的作用下将产生风振。 注意：不管在何种风向下，只要是在结构计算风荷载的理论当中，脉动风一定是一种随机荷载，所以分析脉动风对结构的动力作用，不能采用一般确定性的结构动力分析方法，而应以随机振动理论和概率统计法为依据。 从风振的性质看顺风向和横风向风力 顺风向风力分为平均风和阵风。平均风相当于静力，不引起振动。阵风相当于动力，引起振动但是引起的是一种随机振动。也就是说顺风向风力除了静风就是脉动风，根本就没有周期性风力会引起周期性风振，绝对没有，起码从结构计算风载的理论上顺风向的风力不存在周期性风力。 横风向，既有周期性振动又有随机振动。换句话说就是既有周期性风力又有脉动风。反映在荷载上，它可能是周期性荷载，也可能是随机性荷载，随着雷诺数的大小而定。 有的计算方法 根据现有的研究成果，风对结构作用的计算，分为以下三个不同的方面： （1）对于顺风向的平均风，采用静力计算方法 （2）对于顺风向的脉动风，或横风向脉动风，则应按随机振动理论计算 （3）对于横风向的周期性风力，或引起扭转振动的外扭矩，通常作为稳定性荷载，对结构进行动力计算
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：（－1） 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；对风荷载是否敏感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μs 《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； 书P55页表4.2给出了各类地区风压沿高度变化系数。位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μz 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。 计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图
输电塔风荷载计算
输电塔架风荷载计算 1.输电塔基本信息 本输电塔架的塔身为干字型方形塔架，总高53.5m，地处B类地区，离地10m高处的风速为33m/s，整个塔身沿高度方向分为11个风荷载计算段。 图1 塔身立面图
2.风荷载计算 2.1投影面积的计算 不考虑塔身迎风面的倾斜度，将塔身分段投影到迎风面计算净面积，根据所给角钢以及圆钢管的尺寸，计算投影面积，并计算出塔身轮廓所围的面积，以便计算每一段的挡风系数。 2.2基本风压 基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地 10m 高统计所得的50年一遇 10min 平均最大风速为标准，近似计算如下： 22 2 00330.68/16001600v w kN m === 2.3 体形系数的计算 塔架体型系数s μ如下计算 ?? ? ??+++=角钢、钢管混合 钢管 角钢)1(1.1) 1(8.0)1(3.1s ηηημ η——背风面风荷载降低系数。 故各塔架段的体形系数按上式计算可得表1 表1 体型系数的计算 2.4 顺风向风振系数 由于塔形为干字型，而且高度小于75m ，故干字型塔架一阶自振周期： 10.0390.657T s ===
故塔架的第一阶自振频率1f 为: 11 1 1.52f Hz T == 塔架一阶振型系数如下计算: 44 3221346)(H z H z H z z +-= φ 对于一般竖向悬臂型结构，例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构，均可仅考虑结构第一振型的影响。z 高度处的风振系数z β可按下式计算 210121R B gI z z ++=β 式中g 为峰值因子，可取2.5；10I 为10m 高名义湍流强度，对应B 类地面粗糙度，可取0.14；R 为脉动风荷载的共振分量因子；z B 为脉动风荷载的背景分量因子。 R = 11305 f x x = > w k 地面粗糙度对B 类地面粗糙度分别取1.0；1ζ结构阻尼比，对钢结构可取0.01。 11()()x z a z z H z B k z ρρφμ= z ρ——脉动风荷载竖直方向相关系数； 0.795z ρ== x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数，本算例此相关系数可取1x ρ=。 其中k=0.910，a1=0.218。
盈建科YJK计算参数详解—风荷载信息
风荷载
执行规范：选择最新的。 地面粗糙度类别：《荷规》8.2.1. 修正后的基本风压：指沿海、强风地区及规范特殊规定等可能在基本风压基础上，对基本风压进行修正后的风压。对于一般工程，可按照《荷规》的规定采用。《高规》4.2.2条规定，对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。对于该条规定，软件通过“荷载组合”选项卡的“承载力设计时风荷载效用放大系数”来考虑，不需且不能在修正后的基本风压上乘以放大系数。 风荷载计算用阻尼比：《荷规》8.4.4。 结构X、Y项基本周期：初始默认，设计人员应将计算后的结构基本周期重新填入，重新计算以得到更准确的风荷载计算结果。 承载力…放大系数：《高规》4.2.2，对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。 风压：取值与风荷载计算时采用的“基本风压”可能不同（10或50年），因此单独列出，仅用于舒适度验算。 结构阻尼比：《高规》3.7.6，宜取0.01～0.02，高度不小于150m才考虑风振舒适度。 精细计算……风荷加载：以前是对柱按柱顶的节点荷载加载，即把作用在整个柱上的风荷载作为柱顶节点集中力加载，这样计算的内力位移偏大。风荷载按柱间均布风荷载加载更符合钢结构门式刚架等设计的需要。精细风情况可操作，默认勾选。 考虑顺风向风振：《荷规》8.4.1：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0.25s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。 其他风向角度：软件自动计算的风工况为+X，-X，+Y，-Y四个工况，即0，90，180，270度方向。若需要考虑其他方向的风工况，可在“其他风向”参数中指定。此处设置后，设
风振系数及其计算取值
风振系数及其计算取值 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
风振系数及其计算取值 科技名词定义 中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。此时风压应再乘以风振系数βz。风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科）风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。门式钢架也只需要考虑阵风系数。但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。） 《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。 阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值。 风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。对于屋盖结构（如大跨度的看台）不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。 对于风振系数βz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数，即取βz＝1。 对于阵风系数βgz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范
25m单管塔风荷载计算
25m灯管塔计算书 概况： 本计算书为云南联通25m灯管塔标准塔，设1个平台，分别在23m高度处，平台设计板状天线6付（迎风面积按0.45m2/付计）；塔体采用圆形杆体，连接方式采用法兰连接，塔底用Q235预埋锚栓进行连接。 设计依据： 1. 设计依据: (1) 钢结构设计规范(GB 50017-2003) (2) 高耸结构设计规范(GBJ135-2006) (3) 建筑结构荷载规范(GB 5009-2001)（2006年版） (4) 移动通信工程钢塔桅结构设计规范（YD/T 5131-2005） 2. 设计荷载: 根据建设单位提出的要求确定设计荷载。 塔架设计基本风压0.45kN/m2，设计地震烈度6度。 荷载计算： 按《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》第3.2.5条第3点，钢塔桅结构的抗震设防烈度为8度及以下时可不进行截面抗震验算，因此只验算风荷载作用下截面承载力。 华信设计建筑设计研究院(https://www.360docs.net/doc/2110621151.html,) 第1 页共6 页
以下统计风荷载： 按搬运条件、制作工艺等要求，将塔段从下至上分为8000，8000，11000共3段，每段厚度分别为10mm、8mm、6mm. 对杆体，移动通信工程钢塔桅结构设计规范（YD/T 5131-2005），本塔体为折边型，体型系数取Us=1.0； 华信设计建筑设计研究院(https://www.360docs.net/doc/2110621151.html,) 第2 页共6 页
内力计算： 内力计算采用ANSYS通用有限元程序，选用Beam44变截面梁单元，荷载作用简图及计算结果（位移、弯矩、剪力）如下： 华信设计建筑设计研究院(https://www.360docs.net/doc/2110621151.html,) 第3 页共6 页
风压高度变化系数
风荷载： 风荷载（wind load）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。 基本含义： 风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载ш与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。中国的地理位置和气候条件造成的大风为：夏季东南沿海多台风，内陆多雷暴及雹线大风；冬季北部地区多寒潮大风，其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。台风造成的风灾事故较多，影响范围也较大。雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。 计算公式： 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算： 1 当计算主要承重结构时,按式：wk=βzμsμzWo 式中wk—风荷载标准值(kN/m2)； βz—高度z 处的风振系数； μs—风荷载体型系数； μz—风压高度变化系数； Wo—基本风压(kN/㎡)。 2 当计算围护结构时，按式：wk=βgzμslμzWo
式中βgz—高度z 处的阵风系数； μsl--风荷载局部体型系数。 风荷载是膜结构设计控制荷载之一，一般作为静荷载进行结构分析。组合值为0 6、频遇值为0 4、准永久值系数为O。 风振系数，指将lOmin平均风压系数转化为瞬时风压系数，同时考虑风荷载脉动与结构动力之间的谐振效应。风振系数不仅与建筑场地有关，且与结构自振特性有关，很难给出“准确值”c大型空间结构属柔性结构体系，自振频率小，振形密集，以至存在大量同频率振形，振形间模态相关性强。对动力效应起作用的频率多，且低阶振形并不一定为主振形，某些高阶振形动力效应反而大。因此，不能用低阶或某阶振形频率确定风振系数，需要综合评价结构整体动力特性，结合既往相似工程，选取合理值。
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 D 300 350 450 500 0.12 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。） 结构在Z高度处的风振系数可按下式计算： ○1g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 0.12 0.14 0.23 0.39 ○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下： 为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取； 为地面粗糙修正系数，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 1.28 1.0 0.54 0.26 为结构第一阶自振频率（Hz）； 高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用 下列公式近似计算： 钢结构 钢筋混凝土框架结构
风荷载规范讲解幻灯片[1].ppt分析
风荷载的修订内容 --修订了风压和雪压的基准值 --调整了地面粗糙度类别 --通过高度变化系数的修正，考虑地形地貌的影响 --在风荷载体型系数方面强调了风洞试验的意义 --明确区分主要承重结构和围护结构的风荷载，对围护结构给出相应的阵风系数，要求考虑封闭房屋的内压影响，对局部体型系数进行了调整 --对圆形截面的柔性结构增加横风向风振的计算 --对高层建筑群体提出考虑相互干扰的效应
风雪荷载基准值的调整 --- 设计基准期的概念 --- 统一的设计基准期采用50年 --基本雪压 雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定。 --基本风压 风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m 高度处10min 平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按公式 确定的风压。 --- 附录D 全面提供了确定风雪荷载 的方法和与设计有关的数据 2/200v w ρ=
风压高度变化系数 （曝露系数） 地面粗糙度分为A、B、C和D四类 A类——近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 B类——田野、乡村、丛林、丘陵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——有密集建筑群且房屋较高的城市市区
类 别 A B 各国规范 GB ISO ASCE GB ISO ASCE a 0.12 0.11 0.10 0.16 0.14 0.14 k p 1.38 1.40 1.40 1.0 1.0 1.0 类 别 C D 各国规范 GB ISO ASCE GB ISO ASCE a 0.22 0.22 0.22 0.30 0.31 0.33 k p 0.62 0.50 0.51 0.32 0.16 0.20 a μ2)10 (z k p z =
风振系数及其计算取值
风振系数及其计算取值公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
风振系数及其计算取值 科技名词定义 中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。此时风压应再乘以风振系数βz。风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科） 风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。门式钢架也只需要考虑阵风系数。但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。） 《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。 阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值。 风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。对于屋盖结构（如大跨度的看台）不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。 对于风振系数βz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数，即取βz＝1。 对于阵风系数βgz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的，但低矮房屋是否合适，仍需通过今后的设计和科研实践给以完善。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：2002）提供的风荷载计算，是根据美国有关设计手册中的试验资料确定，更能符合实际，不妨按此参考执行。 风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数。 阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数。
大跨度平屋面的风振响应及风振系数(精)
第１９卷第２期 Ｊ： 程 山学 Ｖｏｌｌ９Ｎｏ２ 竺：三』旦 文章编号：１０００－４７５０（２００２）０２．０５２－０６ ！翌２些！型２些皇竺窒 墅！：坠 大跨度平屋面的风振响应及风振系数 陆锋，楼文娟，孙炳楠 ｛浙江太学土木系．杭州３１００２７） 摘要：本文在有限元分析的基础上建立了大跨度平屋面结构在风荷载作用下的Ｍ振响应谱分析方法．并采用Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱和由风洞试验得到的屋盖表面的平均风压分布系数计算了屋面的风振响应及风振系数。文中还深入探讨了屋面刚度、来流风速及风向等参数对太跨度平屋面竖向风振响应及风振系数的影响。计算表明：①大跨度平尾面的竖向风振响应丰要是由第一振型所支配，高阶振型对属面板竖向风振响应的影响很小；②屋面刚度及来流风速对人跨度平屋面的轻向风振响应影响比较大，但对位移风振系数的影响不太明显：③在工程设计中，建议粟用位移风振系数来计算大跨度平屋面的等效静力风荷载。 关键词：大跨度平屋面；有限元；谱分折方法；风振响应：风振系数中图分类号：ＴＵ３ＩＩ．３ 文献标识码：Ａ １ 前言 对于风流场中的屋面结构．由于在檐角处出现 本文的主要目的是结合有限元方法推导出大跨度平屋面结构在风荷载作用下的风振响应谱分析方法；然后采用Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ谱和由风洞试验得到的屋盖表面的平均风压分布系数来计算这种屋面的风振响应及风振系数：最后通过讨论屋面刚度、来流风速及风向等参数对大跨度平屋面竖向风振响应及风振系数的影响，得出～些有益的结论，为进一步深入研究奠定基础。 来流附面层的分离而引起复杂的绕流现象以及作用在屋面结构上的气动力的复杂性，使得它常常成为风工程研究的主要对象。许多研究者对某些特定外形的屋面风荷载进行了研究，并做了大量的风洞试验，例如：双坡屋面…、四坡屋面１２１、有女儿墙的平屋面ｐＪ、弧状屋面Ｈ１及柱形和球形屋面【５Ｉ等。由于这
塔基础设计的水平荷载计算
塔基础设计的水平荷载计算 摘要：本文就塔基础结构设计中水平荷载计算进行阐述,使设计者能够掌握塔基础设计工程中的关键点，从而，加深对塔基础的认识。 关键词：塔型设备风荷载地震作用 引言 塔设备是石油化工、石油工业、化学工业等生产中最重要的设备之一。塔设备由塔设备本体、塔设备附属构筑物（如操作平台、栏杆、梯子、管线等）、支持塔设备的基础这三部分组成。塔基础支持塔设备的全部荷载（包括垂直荷载、水平荷载等），所以塔基础的设计非常重要，要求达到坚固、适用、经济和合理。 塔型设备属于高耸构筑物，在高耸构筑物计算中风荷载和地震作用的计算尤为重要。在塔基础的结构设计中，应根据使用中在结构上可能同时出现的荷载，按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合。 表1荷载组合表 通过表1可以发现在塔基础结构设计中无论何种工况的组合都少不了风荷载。同时地震荷载在组合中往往起着决定性作用，《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）中5.4.4列出了可不进行截面抗震验算的几种情况，说明在这几种情况下风荷载起决定因素。所以下面我们重点讨论风荷载作用和水平地震作用。 1 风荷载[] 露天放置的塔设备在风力作用下，将在两个方向上产生振动。一种是顺风向的振动，振动的方向与风流向的一致，另一种是横风向的振动，振动方向与风的流向垂直。前一种振动是常规设计的主要内容，后一种振动也称风诱发的振动，在工程界以前较少予以重视，但现在对诱发振动的研究日益受到重视，而在塔设备设计的时候考虑风诱发的振动已成为必然的趋势。 1.1 风向风荷载（常规风荷载计算） 《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）5.3.1条给出了塔风
塔吊结构计算
逢垂中国江西国际（肯尼亚）有限公司 MURUNYDAM塔吊天然基础的计算书计算:孙国俊
MURUN YD塔吊天然基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T 187-2009） 一.参数信息 二.荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1）塔机自重标准值 F ki =245kN 2）基础以及覆土自重标准值 G=8X 8X 2X 25=3200kN 承台受浮力：Fk =8X 8X 2.00 X 10=1280kN 3）起重荷载标准值
F qk=60kN
2. 风荷载计算 1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 2 a. 塔机所受风均布线荷载标准值(Wo=0.2kN/m ) 叫二0电瓦坷血％ 2 =0.8 X 0.7 X 1.95 X 1.54 X 0.2=0.34kN/m q弧=◎-枷简戲f! H =1.2 X 0.34 X 0.35 X 2.5=0.35kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk X H=0.35X 37=13.07kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M k=0.5F vk X H=0.5X 13.07 X 37=241.73kN.m 2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0.30kN/m2) 叫=0电恥凤珂 2 =0.8 X 0.7 X 1.95 X 1.54 X 0.3=0.50kN/m q弧=◎-桝為昭/! H =1.2 X 0.50 X 0.35 X 2.5=0.53kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk X H=0.53X 37=19.60kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M k=0.5F vk X H=0.5X 19.60 X 37=362.60kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M=-200+0.9 X (600+241.73)=557.56kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M=-200+362.60=162.60kN.m
建筑结构荷载规范风振系数
建筑结构荷载规范·风荷载·顺风向风振和风振系数 编制日期：2002-3-1 点击：344 人次如果公式不能正确显示，您需要安装IE6和MathPlayer 7.4.1对于基本自振周期T1 大于0.25s 的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5 的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。风振计算应按随机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。 注:近似的基本自振周期T1 可按附录E 计算。 7.4.2对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱等高耸结构，以及高度大于30m，高宽比大于1.5 且可忽略扭转影响的高层建筑，均可仅考虑第一振型的影响，结构的风荷载可按公式(7.1.1-1)通过风振系数来计算，结构在z 高度处的风振系数βz可按下式计算: `β_z=1+(ξv varphi_z)/μ_z`(7.4.2) 式中`ξ`—脉动增大系数； `v`—脉动影响系数； `v varphi_z`—振型系数； `μ_z`—风压高度变化系数。 7.4.3脉动增大系数，可按表7.4.3 确定。
注：计算`ω_0T_1^2`时，对地面粗糙度B 类地区可直接代入基本风压，而对A 类、C 类和D 类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62 和0.32 后代入。 7.4.4脉动影响系数，可按下列情况分别确定。 1结构迎风面宽度远小于其高度的情况(如高耸结构等): 1) 若外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表7.4.4-1 确定。 2) 当结构迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化，而质量沿高度按连续规律变化时，表7.4.4-1 中的脉动影响系数应再乘以修正系数`θ_B`和`θ_voθ_B`应为构筑物迎风面在z 高度处的宽度Bz 与底部宽度`B_o` 的比值；`θ_ν`可按表7.4.4-2 确定。
风荷载习题
1、求单层厂房的风荷载 条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m ，基本风压 w 0＝0．55kN ／m 2，室外地坪标高为－0．150。 要求：求作用于排架上的风荷载设计值。 答案： 风荷载体型系数如图2．1．8所示。 风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B 类地面粗糙度确定。 柱顶处(标高11．4m 处) μz ＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m 处） 1.075z μ= （标高13.0m 处） 1.089z μ= （标高15.55m 处） 1.14(1.24 1.14)[(15.550.1515)/(2015)] 1.151z μ=+-?+--= （标高15.8m 处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值： 迎风面：21100.8 1.0440.550.459/k s z w w kN m μμ==??= 背风面：22200.5 1.0440.550.287/k s z w w kN m μμ==??= 排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：211 1.40.4596 3.85/Q k q r w B kN m ==??=
背风面：222 1.40.2876 2.41/Q k q r w B kN m ==??= 作用在柱顶的集中风荷载的设计值： 0() 1.4[(0.80.5) 1.075 1.10(0.20.6) 1.0890.5(0.60.6) 1.151 2.55]0.55624.3w Q si zi i F r h w B kN μμ==+??+-+??++????=∑ 2、求双坡屋面的风压 条件：地处B 类地面粗糙程度的某建筑物，长10m ，横剖面如图2．1．10a ，两端为山墙， w 0＝0．35kN ／m 2。 要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。 答案：1、已知200.35/w kN m = 1 00 t a n (3/12)14.0415α-==<，相应屋面的0.6s μ=-。 100L m = 2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。
风振系数及其计算取值
风振系数及其计算取值 科技名词定义 中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。此时风压应再乘以风振系数B z。风振系数B z与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。应用学科：资源科技(一级学科) ；气候资源学(二级学科) 风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m高宽比大于1.5时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。(PS:对于30m以下且高宽比小于 1.5的房屋建 筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取B( z) =1.0。对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振 动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。门式钢架也只需要考虑阵风系数。但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。) 《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。平均风的作用可用静力方法计算，而脉动风是随机荷载，它引起结构的振动，一般采用随机振动理论对其振动进行分析。风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值。 阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数，一般是阵风风速与时距10min 的平均风速之间的比值。 风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数，具体如何取值只能参考以往的相关类似工程。对于屋盖结构(如大跨度的看台)不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数。 对于风振系数B z,中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按 以往实践经验不考虑风振系数，即取B z= 1。 对于阵风系数B gz，中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的，但低矮房屋是否合适，仍需通过今后的设计和科研实践给以完善。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 (CECS 102：2002)提供的风荷载计算，是根据美国有关设计手册中的试验资料确定，更能符合实际，不妨按此参考执行。 风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数。 阵风系数是在不考虑风振系数时, 考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数。