风荷载计算步骤

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风荷载计算

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

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。

如何计算风荷载范文

如何计算风荷载范文

如何计算风荷载范文风荷载是指建筑结构在风力作用下所受到的荷载。

风荷载的计算是建筑结构设计的重要环节,它对于确保建筑结构的安全性和稳定性至关重要。

本文将介绍风荷载的计算方法和步骤。

第一步,确定建筑结构的风荷载分区。

根据建筑所处的地理位置,将其划分为相应的风荷载分区。

在国内,一般将中国分为3个风荷载分区,即I、II、III区,其中I区风荷载最小,III区风荷载最大。

第二步,确定建筑结构的风荷载标准值。

根据建筑所处的风荷载分区,查找《建筑抗风设计规范》中对应的风荷载标准值。

标准值通常根据建筑的高度、基本风压系数、动态系数等参数进行计算。

第三步,确定建筑结构的风荷载作用方向。

根据建筑结构的形状和朝向,确定风荷载作用的主要方向。

常见的风荷载作用方向有正压、负压、侧向压力等。

第四步,计算建筑结构受风荷载的分布。

根据建筑的结构形式和风荷载的作用方向,计算不同部位受到的风荷载大小。

一般可以采用压强法、表面积法、直接法等不同的计算方法。

第五步,考虑建筑结构的风险系数和修正系数。

在实际计算中,需要考虑结构的安全性和可靠性,引入相应的风险系数和修正系数对计算结果进行修正。

第六步,确定建筑结构的风荷载分布图。

根据上述计算结果,绘制出建筑结构不同部位受到的风荷载分布图。

这一步对于结构设计和施工来说非常重要,可以指导结构的合理设计和相关构件的选材。

最后,根据建筑设计的要求,对结构进行进一步的优化设计和计算。

可以通过增加横向刚度、加强节点连接等方式提高结构的抗风能力。

总之,风荷载的计算是建筑结构设计中不可缺少的一个环节。

通过合理的计算和设计,可以确保建筑结构在风力作用下的安全运行,为人们提供舒适的居住和工作环境。

风荷载计算方法与步骤

风荷载计算方法与步骤

欢迎共阅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:1.1.1基本风压按当地空旷平坦地面上50年一遇按公式 其中的单位为,kN/m 2。

也可以用公式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。

规范以粗糙度类别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。

23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1.1.4米且高宽比的房屋,以及自振周期虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

且可忽略扭转的结构在高度处的风振系数○1g为○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: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),B为房屋宽度(m)。

○3对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑,、为系数,按下表取值:为结构第一阶振型系数,可由结构动力学确定,对于迎风面宽度较大的高层建筑,当剪力墙和框架均其主要作用时,振型系数查下表,其中H为结构总高度,结构总高度小于等于梯度风高度。

为脉动风荷载水平、竖直方向相关系数,分别按下式计算:B。

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。

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤当建筑物或结构所处的环境中存在风力时,由于风力的作用,建筑物或结构会受到一定的风荷载。

对于建筑物或结构的设计和施工来说,风荷载计算是一个非常重要的环节。

本文将介绍风荷载计算的步骤。

1. 确定设计风速风荷载计算的第一步是确定设计风速。

设计风速是指在特定建筑物或结构所处的地理位置和环境中,具有一定概率和持续时间的极端风速。

通常情况下,设计风速是由当地气象台或相关机构根据历史天气数据和风速统计学研究计算出来的。

在进行风荷载计算时,需要根据建筑物或结构所处环境的不同,选择相应的设计风速。

2. 确定风向系数在确定设计风速之后,需要确定风向系数。

风向系数是指建筑物或结构所受风压与参考风速之间的比值。

在风荷载计算中,风向系数是一个重要的参数。

风向系数的计算需要考虑建筑物或结构的形状、尺寸、倾斜角度等因素。

3. 计算风力系数计算风力系数是风荷载计算的第三步。

风力系数是指建筑物或结构所处环境中的气流与建筑物或结构表面相互作用的模型参数。

风力系数的计算需要考虑建筑物或结构的形状、表面粗糙度、倾斜角度等因素。

通常情况下,建筑物或结构的风力系数需要通过风洞模型试验来确定。

4. 确定受风面积在确定了设计风速、风向系数和风力系数之后,需要确定受风面积。

受风面积是指建筑物或结构所接受风荷载的表面积。

在建筑物或结构的设计中,受风面积的确定需要考虑建筑物或结构的平面形状、高度、倾斜角度等因素。

5. 计算风荷载在确定了上述参数之后,可以进行风荷载的计算。

通常情况下,建筑物或结构所受风荷载可以分为静风荷载和动风荷载两部分。

静风荷载是指风力对建筑物或结构表面的直接作用,动风荷载则是指风力所引起的建筑物或结构的振动、共振等动态反应所引起的荷载。

在风荷载计算中,需要分别计算静风荷载和动风荷载,并综合考虑其作用。

综上所述,风荷载计算是建筑物或结构设计和施工中的重要环节。

通过上述步骤的计算,可以有效地确定建筑物或结构所受的风荷载,确保其结构的稳定性和安全性。

风荷载计算

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第二部分 风荷载计算一:风荷载作用下框架的弯矩计算(1)风荷载标准值计算公式:0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅ 其中k W 为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值z β为z 高度上的风振系数,取 1.00z β= z μ为z 高度处的风压高度变化系数 s μ为风荷载体型系数,取 1.30s μ= 0w 为攀枝花基本风压,取00.40w =该多层办公楼建筑物属于C 类,位于密集建筑群的攀枝花市区。

(2)确定各系数数值因结构高度19.830H m m =<,高宽比19.81.375 1.514.4HB==<,应采用风振系数z β来考虑风压脉动的影响。

该建筑物结构平面为矩形, 1.30s μ=,由《建筑结构荷载规范》第3.7查表得0.8s μ=(迎风面)0.5s μ=-(背风面),风压高度变化系数z μ可根据各楼层标高处的高度确定,由表4-4查得标准高度处的z μ值,再用线性插值法求得所求各楼层高度的z μ值。

(3)计算各楼层标高处的风荷载z 。

攀枝花基本风压取00.40/w KN mm =,取②轴横向框架梁,其负荷宽度为7.2m,由0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅得沿房屋高度分布风荷载标准值。

7.20.4 2.88z z s z z s z q βμμβμμ=⨯=,根据各楼层标高处的高度i H ,查得z μ代入上式,可得各楼层标高处的()q z 见表。

其中1()q z 为迎风面,2()q z 背风面。

风正压力计算:7. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.8 2.370/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 6. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.8 2.306/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 5. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 4. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 3. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 2. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 1. 1() 2.88 2.880.00 1.300.740.80.000/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 风负压力计算:7. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.5 1.480/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 6. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.5 1.441/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 5. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 4. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 3. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯=2. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= 1. 2() 2.88 2.880.00 1.300.740.50.000/z s z q z KN m βμμ==⨯⨯⨯⨯= (4)将分布风荷载转化为节点荷载第六层:即屋面处的集中荷载6F 要考虑女儿墙的影响6 2.306 2.216 3.3 2.370 2.306 1.441 1.385 3.3 1.441 1.4800.5[() 2.306]10.5[() 1.441]19.92222222F KN ++++=+⨯+⨯++⨯+⨯= 第五层的集中荷载5F 的计算过程5 2.216 2.216 2.306 2.216 1.441 1.385 1.385 1.3850.5[] 3.30.5[(] 3.312.002222F KN ++++=+⨯+++⨯=4 2.216 2.216 2.16 2.216 1.385 1.385 1.385 1.3850.5[] 3.30.5[(] 3.311.882222F KN ++++=+⨯+++⨯=3 2.216 2.216 2.16 2.216 1.385 1.385 1.385 1.3850.5[] 3.30.5[(] 3.311.882222F KN ++++=+⨯+++⨯=第二层,要考虑层高的不同: 2 3.3 4.252.216 1.385()13.5922F KN =+⨯+= 10.00F KN =等效节点集中等荷载(单位:KN )二.柱侧移刚度及剪力的计算(212hi D c=)见下表 三:各层柱反弯点和弯矩的确定(见下表)根据该多层办公楼总层数m ,该柱所在层n ,梁柱线刚度比K ,查表得到标准反弯点系数0y ;根据上下横梁线刚度比值i 查表得到修正值1y ,根据上下层高度变化查表得到修正值2y 3y ;各层反弯点高度0123()yh y y y y h =+++。

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤

风荷载计算步骤风荷载是指风对建筑物或结构物产生的力的作用,是结构设计中必须考虑的重要因素之一。

正确计算风荷载可以确保建筑物的安全性和稳定性。

下面将介绍风荷载计算的步骤。

1. 确定设计风速:首先需要确定设计风速,设计风速是指建筑物所在地区的设计标准风速。

一般根据地理位置和气象数据进行确定,以保证建筑物在最不利的气象条件下仍能安全运行。

2. 确定风荷载标准:根据国家相关规范和标准,确定适用的风荷载标准。

不同类型的建筑物和结构物有不同的风荷载标准,如住宅建筑、工业厂房、大跨度桥梁等。

3. 确定风荷载系数:根据风荷载标准,确定适用的风荷载系数。

风荷载系数是考虑不同部位、不同形状和不同高度的建筑物所受风荷载的系数。

一般包括静阵风荷载系数、动阵风荷载系数、局部风压系数等。

4. 确定风荷载作用方向:根据建筑物或结构物的形状和方向,确定风荷载的作用方向。

一般将风荷载分为垂直方向和水平方向的作用。

5. 计算垂直方向风荷载:根据建筑物或结构物的面积和垂直方向风荷载系数,计算垂直方向的风荷载。

垂直方向风荷载一般作用于建筑物的屋面、墙面等垂直结构。

6. 计算水平方向风荷载:根据建筑物或结构物的形状和水平方向风荷载系数,计算水平方向的风荷载。

水平方向风荷载一般作用于建筑物的梁、柱、桁架等水平结构。

7. 考虑风荷载组合:在设计中,需要考虑不同作用方向的风荷载同时作用时的情况。

根据设计标准的要求,计算不同组合情况下的风荷载。

8. 结构分析和验算:根据计算得到的风荷载,在结构分析中考虑其作用,进行结构的强度和稳定性验算。

确保建筑物或结构物在风荷载作用下具有足够的安全性和稳定性。

以上就是风荷载计算的基本步骤。

在实际工程中,还需要考虑其他因素,如地形、建筑物周围环境、建筑物的特殊形状等。

风荷载计算是结构设计的重要内容,合理计算风荷载可以为建筑物的安全运行提供保障。

风荷载计算

风荷载计算

风荷载:首先,根据建筑所处的位置(海边还是市中心),确定地面粗糙度类别;然后,根据房屋的平面形状,按照建筑结构荷载规范查出体形系数μs;第三,按照建筑的高度和地面粗糙度类别查出高度系数μz;第四,根据当地的基本风速确定基本风压w0;最后,根据规范计算风振系数βz。

这样,风荷载标准值w=βz*μs*μz*w0,单位kN/m^2。

具体计算方法详见《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)。

轴压比的定义为柱的轴向压力与理论抗压强度的比值。

公式是N/(fc*A)。

N为柱的轴压力,fc为砼抗压强度设计值,A为柱的截面面积。

一般在抗震设计中,要控制轴压比的上限,也就是要控制柱的轴力不能太大,过大的话要通过加大柱的面积来减小轴压比以满足规范限值。

轴压比是抗震概念设计的一项指标。

它不是通过理论计算得出的,而是通过试验及实际地震破坏情况,发现轴压比底的柱子延性比较好,地震的破坏程度远小于轴压比高的柱子。

因此规范设置了轴压比上限,以保证柱子的延性,提高抗震性能。

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

风荷载计算方法

风荷载计算方法风荷载计算方法是针对建筑物在面临自然环境中风的影响时所采用的一种计算方法。

在该方法中,需要考虑到建筑物的形状、结构、高度以及环境中风的速度、方向和形态等因素。

在风荷载计算方法中,风是建筑物需要面临的最重要的自然环境因素之一。

建筑物所受到的风荷载是由风对建筑物表面造成的压力和力矩所引起的。

风的速度、方向和形态均会影响到建筑物所受到的风荷载大小和方向。

因此,在进行风荷载计算时,需要考虑到建筑物的形状、结构和高度等因素,同时也需要确定环境中的风速梯度和风向等影响因素。

主要的风荷载计算方法有几种,其中一般都是依据建筑物的形状和所处的环境来确定的。

以下是三种主要的风荷载计算方法:1.平面上的压力系数法平面上的压力系数法是通过建筑物平面面积所受风压力系数的计算,来得出建筑物所受到的风荷载大小和方向。

该方法适用于规则形状的建筑,如长方形、正方形等。

在计算过程中,需要确定压力系数和风速,然后通过计算可以得出风荷载。

2.体型系数法体型系数法是通过建筑物在统一比例下的实物模型,来计算建筑物所受到的风荷载。

该方法适用于比较规则的建筑物,如楼房、塔等。

在计算过程中,需要确定建筑物在实物模型上的体型系数和风速,通过计算可以得出建筑物所受到的风荷载大小和方向。

3.数值模拟法数值模拟法是通过建筑物的复杂形状和结构,通过计算机对空气流动的模拟以得出建筑物所受到的风荷载。

该方法适用于比较复杂的建筑物,如立交桥、大型建筑等。

在计算中,需要先对建筑物进行数字化建模,然后通过数值模拟来得出建筑物所受到的风荷载大小和方向。

在进行风荷载计算时,需要注意将其纳入到结构设计和校核中,以确保建筑物的结构强度和安全性。

同时,也需要根据不同地区的气象环境和风场要素,对风荷载的计算方法进行相应的修正和调整。

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。

风荷载计算算例.doc

风荷载计算算例.doc

风荷载计算算例.doc3.6. 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:wkz usuz 0 ( 8.1.1-1)u s——体型系数u z——风压高度变化系数z——风振系数0——基本风压w k——风荷载标准值体型系数 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 90.6 90(2.00 1.93) 1.93 1.9342100 90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。

本工程30 层钢结构建筑。

基本周期估算为 T 1= 0.10~0.15 n=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:Z 1 2gI 10 B z1 R 2(8.4.3)式中:g ——峰值因子,可取 2.5I 10 ——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、0.23 和 0.39;R ——脉动风荷载的共振分量因子 B z ——脉动风荷载的背景分量因子脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算: Rx 126(1 x 2 )4/311(8.4.4-1)x 130 f 1 , x 1 5k w 0( 8.4.4-2)式中:f 1 ——结构第 1 阶自振频率( Hz )k ——地面粗糙度修正系数,对应、、 C 和 D 类地面粗糙,可分别取、 wA B1.28 1.0、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。

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。

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风荷载计算步骤
一、引言
风荷载计算是工程设计中非常重要的一项内容,它涉及到建筑物、桥梁、塔吊等工程设施的稳定性和安全性。

本文将介绍风荷载计算的步骤,帮助读者了解风荷载计算的基本原理和方法。

二、确定设计风速
风荷载计算的第一步是确定设计风速。

设计风速是指在设计寿命期间内,某一特定地点上的平均风速。

确定设计风速需要参考相关的气象数据和规范,考虑地理位置、地形特征、气象条件等因素,以确保计算结果的准确性。

三、选择风压系数
在进行风荷载计算时,需根据建筑物或结构物的形状和尺寸选择相应的风压系数。

风压系数是指单位面积上的风压力与动压的比值。

常用的风压系数有平面、曲面、圆柱体等,根据具体情况选择合适的系数进行计算。

四、计算风荷载
根据确定的设计风速和选择的风压系数,可以计算出风荷载。

风荷载是指风对建筑物或结构物表面的作用力。

根据风压系数和结构物的投影面积,可以得到单位面积上的风荷载。

根据结构物的形状和布置,将单位面积上的风荷载乘以相应的面积,即可得到整体的风
荷载。

五、设计风荷载分析
在计算得到整体的风荷载后,需要进行设计风荷载分析。

设计风荷载分析是指根据风荷载的大小和方向,对建筑物或结构物进行稳定性分析。

通过分析结构物的受力情况,确定结构物的抗风能力是否满足设计要求,若不满足,则需要采取相应的加固措施。

六、风荷载施加位置确定
在设计风荷载分析中,还需要确定风荷载施加的位置。

不同的建筑物或结构物在受风荷载时,其受力情况会有所不同。

通过施加风荷载的位置,可以进一步分析结构物的受力分布和变形情况,为设计提供依据。

七、风荷载计算结果验证
在完成风荷载计算后,还需要对计算结果进行验证。

验证的目的是确定计算结果的准确性和合理性。

可以通过对已建成的建筑物或结构物进行实测,与计算结果进行对比,以验证计算方法的正确性。

若验证结果与计算结果相符,则说明风荷载计算是可靠的。

八、风荷载计算结果应用
根据风荷载计算的结果,可以进行工程设计和施工。

根据计算结果确定结构物的尺寸、材料和施工方法,以确保结构物的稳定性和安全性。

结论
风荷载计算是工程设计中必不可少的一项内容。

通过确定设计风速、选择风压系数、计算风荷载、进行设计风荷载分析、确定风荷载施加位置、验证计算结果和应用计算结果,可以确保建筑物或结构物在受风荷载时具有足够的抗风能力。

风荷载计算的准确性和合理性对于工程的安全性和稳定性至关重要,因此在工程设计中应予以重视。

通过本文的介绍,相信读者对风荷载计算的步骤有了更加清晰的了解。

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