风荷载标准值计算方法
风荷载标准值与风压高度变化系数
《风荷载标准值与风压高度变化系数》一、引言风荷载标准值和风压高度变化系数是建筑设计和结构工程中的重要参数。
它们直接影响着建筑物在风力作用下的稳定性和安全性。
本文将从风荷载标准值和风压高度变化系数的概念、计算方法和应用等方面展开探讨,并共享个人对这一主题的见解。
二、风荷载标准值的概念及计算方法1. 风荷载标准值的概念风荷载标准值是指建筑物在一定设计年限内所受到的最大风载荷。
它是根据当地气象数据、建筑物结构形式、高度等因素综合计算而得。
通常以单位面积(N/m²)来表示,被广泛应用于建筑物的结构设计和风险评估中。
2. 风荷载标准值的计算方法风荷载标准值的计算通常采用风荷载计算规范,其中包括了基本风速、高度变化系数等参数。
基本风速是指在一定设计年限内,某一特定重现期下的平均最大风速,高度变化系数则反映了风荷载随高度变化的规律。
根据规范的要求,可以通过相关公式和图表来计算得到风荷载标准值。
三、风压高度变化系数的概念及影响因素1. 风压高度变化系数的概念风压高度变化系数是用来描述建筑物在不同高度上所受风压的变化规律。
通过计算风压高度变化系数,可以更准确地评估建筑物在不同高度上所受到的风荷载大小,为结构设计提供重要依据。
2. 影响风压高度变化系数的因素风压高度变化系数受到多种因素的影响,主要包括地形、建筑物周围环境、建筑物结构形式等。
在平原地区和山区地区,由于地形的不同,风压高度变化系数也会有所不同。
建筑物周围的密度、高度和形状也将对风压高度变化系数产生影响。
四、风荷载标准值与风压高度变化系数的应用在实际工程实践中,风荷载标准值和风压高度变化系数的应用是十分重要的。
在建筑物的结构设计中,需要根据所在地区的气候特点和相关规范要求,合理计算风荷载标准值,并采取相应的结构设计措施。
在建筑物的风险评估和安全监测中,风荷载标准值和风压高度变化系数也是必不可少的参数,可以帮助工程师和设计师更好地评估建筑物的风险程度,从而采取相应的安全措施。
风荷载计算办法与步骤
12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。
2.1风向垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值(基本风压50年一遇³,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。
2.2.32.2.4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。
2.2.6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:○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: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:○3脉动风荷载的背景分量因子,对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑,计算方法如下:、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≤2H,H为结构总高度,结构总高度小于等于梯度风高度。
风荷载标准值计算方法
按老版本规范风荷载标准值计算方法:1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算:wk =βgzμzμs1w……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]上式中:wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:15.6m;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz =0.92×(1+2μf) 其中:μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地:βgz =0.89×(1+2μf) 其中:μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地:βgz =0.85×(1+2μf) 其中:μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地:βgz =0.80×(1+2μf) 其中:μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形,15.6m高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7189μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)0.32当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于B类地形,15.6m高度处风压高度变化系数:μz=1.000×(Z/10)0.32=1.1529μs1:局部风压体型系数;按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用;2. 负压区-对墙面,取-1.0-对墙角边,取-1.8二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
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。
风荷载取值
3、1、3 风荷载建筑物受到得风荷载作用大小,与建筑物所处得地理位置、建筑物得形状与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得风荷载标准值W K ,按照公式(3、1-2)计算:βz ——高度Z 处得风振系数,主要就是考虑风作用得不规则性,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,不但与建筑物得平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成得角度有关,而且还与建筑物得立面处理、周围建筑物得密集程度与高低等因素有关,一般按照《荷载规表3、1、10 建筑物体型系数取值表注1:当计算重要且复杂得建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算得建筑物,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:当多栋或群集得建筑物相互间距离较近时,宜考虑风力相互干扰得群体作用效应。
一般可将单体建筑得体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件得试验资料确定,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得强度时,应按照《荷载规范》7、3、3规定,采用局部W W z s z k μμβ=)21.3(-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,主要就是考虑建筑物随着高度得增加风荷载得增大作用。
对于位于平坦或稍有起伏地形上得建筑物,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得取值要求。
表3、1、11 风压高度变化系数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得乡镇与城市郊区;C类:有密集建筑群得城市市区;D类:有密集建筑群与且房屋较高得城市市区。
建筑风荷载计算
风荷载标准值计算风荷载标准值计算公式为:0k z s z w w βμμ=,作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值计算公式为:0W z s z P w A βμμ= 式中:W P -作用于框架节点的集中风荷载标准值(KN) z β-风振系数s μ-风荷载体型系数 z μ-风压高度变化系数0w -基本风压(KN/㎡)A -一榀框架各层节点受风面积(㎡)本建筑基本风压为:200.3/w KN m =,由《荷载规范》得,地面粗糙为C 类。
s μ风荷载体系系数,根据建筑物体型查得 1.3s μ=。
z β风振系数,因结构总高度H=21.128m<30m ,故 1.0z β=。
风压高度变化系数z μ查《荷载规范》表7.2.1。
一榀框架各层节点受风面积A 计算,B 为3.3 3.9() 3.622m +=, h 取上层的一半和下层的一半之和,屋面层取到女儿墙顶,底层取底层的一半。
底层的计算高度从室外地面取()mm 45003004200=+。
一层: 24.5 3.9() 3.615.1222A m =+⨯= 二层: 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=三层: 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=四层: 23.9 3.9() 3.614.0422A m =+⨯=五层:23.9(1.50) 3.612.422A m =+⨯=计算过程见表所示:欠左风、右风荷载受荷简图框架梁柱线刚度计算框架梁柱线刚度计算见表表7-1 纵梁线刚度计算表表7-2 柱线刚度Ic 计算表7.2.2 侧移刚度D 值计算 考虑梁柱的线刚度比,用D 值法计算柱的侧位移刚度,表7-4 柱侧移刚度计算表2~5层柱D 值计算2~5层柱D 值合计:D ∑=1.572+1.572=3.144KN/m底层柱D 值计算低层柱D 值合计:D ∑=1.612+1.612=3.224KN/m 7.2.3 风荷载作用下框架位移的计算风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算,即jj ijV u D∆=∑式中:j V -第j 层的总剪力;ij D ∑-第j 层所有柱的抗侧刚度之和;j u ∆-第j 层的层间位移。
风荷载标准值计算公式
风荷载标准值计算公式风荷载标准值计算公式是指在建筑工程中,根据建筑物所在地的气象条件和建筑结构的特点,计算出建筑物所需承受的风荷载标准值的公式。
风荷载标准值是指建筑物在受到风力作用时所承受的最大风荷载,是设计和施工时必须考虑的重要参数之一。
风荷载标准值的准确计算对于保证建筑物的结构安全和稳定起着至关重要的作用。
在进行风荷载标准值的计算时,首先需要考虑的是建筑物所在地的气象条件。
气象条件包括当地的风速、风向、气压等因素。
这些因素将直接影响到建筑物所受到的风力作用,因此需要根据当地的气象数据来确定风荷载标准值的计算参数。
其次,需要考虑建筑物的结构特点。
建筑物的结构特点包括建筑物的高度、形状、材料等因素。
这些因素将决定建筑物在受到风力作用时所承受的风荷载的分布情况,因此需要根据建筑物的结构特点来确定风荷载标准值的计算公式。
一般来说,风荷载标准值的计算公式可以通过以下步骤来确定:1. 确定气象条件参数。
根据当地的气象数据,确定风速、风向、气压等参数。
2. 确定建筑物结构参数。
根据建筑物的高度、形状、材料等参数,确定建筑物在受到风力作用时的结构特点。
3. 计算风荷载标准值。
根据气象条件参数和建筑物结构参数,利用相应的风荷载标准值计算公式,计算出建筑物所需承受的风荷载标准值。
风荷载标准值计算公式的准确性和合理性对于建筑物的结构设计和施工具有重要的影响。
因此,在确定风荷载标准值计算公式时,需要充分考虑当地的气象条件和建筑物的结构特点,确保计算结果的准确性和可靠性。
在实际工程中,工程师通常会根据建筑物的具体情况和当地的气象条件,选择合适的风荷载标准值计算公式进行计算。
同时,还需要考虑到安全系数等因素,确保建筑物在受到风力作用时能够保持结构的稳定和安全。
总之,风荷载标准值计算公式是建筑工程中不可或缺的重要参数之一,其准确计算对于保证建筑物的结构安全和稳定具有至关重要的意义。
在实际工程中,工程师需要根据当地的气象条件和建筑物的结构特点,选择合适的计算公式进行计算,并确保计算结果的准确性和可靠性,以保证建筑物在受到风力作用时能够保持结构的稳定和安全。
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》。
风荷载标准值
风荷载标准值
风荷载标准值是将风力和风向按一定规定计算出来,用于对建筑物及其各种部件受风活动影响的程度进行参考的指标值。
一、计算标准
1. 计算参数:首先要确定计算的参数,包括计算的区域、风场及计算的强度均衡值之类的。
2. 计算方法:确定计算方法,根据计算所用的参数确定,一般可以采用大气环境的压力,蒸汽来源计算风压和风荷载的方法以及其他计算方法。
3. 风参数:还要确定不同区域不同时段的风参数,如最大风速,最大内力,均值风速等参数。
二、应用标准
1. 设计:确定构件在一定风速情况下,根据风荷载标准值,使用合理的设计方法防止受风活动的影响。
2. 检测:根据风荷载标准值,确定检测的点,进行受风影响的检测,确定预警阈值,保证建筑物安全使用。
3. 风环境:利用风荷载标准值,结合有限元分析,重点关注一些风环境,以确保设施及周围物体的安全。
三、风荷载标准值应用
1. 建筑物设计:根据风荷载标准值,对建筑物进行合理的设计,防止受风活动的影响,保证建筑物的安全使用。
2. 桥梁构件设计:根据风荷载标准值,对桥梁进行合理的设计,防止受风激励的影响,确保桥梁安全使用。
3. 钢结构确认:根据风荷载标准值,对钢梁等结构进行确认,确保钢梁等结构的安全使用。
4. 地面结构确认:根据风荷载标准值,确认地面结构,确保地面结构安全使用,
能够更好地抵御风荷载以及不利天气情况。
5. 抗震设计:根据风荷载标准值,对抗震设计进行确认,保证建筑物在发生地震情况下,不受外力影响,并能实现救援的目的。
风荷载标准值的计算
风荷载标准值的计算文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-风荷载标准值的计算中国建筑标准设计研究所刘达民????1.概况建筑结构荷载规范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87,从2002年3月1日起施行。
风荷载属于基础性标准,只有50年的实测数据。
风荷载计算,第风荷载对门、窗、幕墙而言是主要荷载,其破坏作用较大,属矛盾的主要方面。
建筑结构荷载规范中风荷载虽公式未变,但参数、取值有所变化。
修改后的规范更合理,计算简化,与国际上的做法接近。
门、窗、幕墙产品测试中的P3与Wk是对应关系。
2.新老规范差异风荷载部分主要差异有:a)把主体结构与围护结构区别对待。
其中阵风系数与体型系数在取值上有区别。
b)基本风压的调整由原来30年一遇改为50年一遇,提高10%左右,但地点不同,有所区别;起点由原来0.25kPa改为0.30kPa,内陆地区变化不大,但沿海地区较大;c)规范中同时提供667个城市地区的参数可直接选用,个别仍有例外d)围护结构可仍按50年选取,专业规范另有规定的除外,例JGJ113要加大10%等。
e)高度系数作了调整由原来A、B、C三类调为A、B、C、D四类,与国际上划分一致。
A、B类与原来一样,但C类稍有降低,D类为新增加。
将A、B、C、D四类数据化:即当拟建房2km为半径的迎风半径影响范围内的房屋高度和密集度区分。
取该地区主导风和最大风向为准。
以建筑物平均高度来划分地面粗糙度。
当≥18M为D类;9M<≤18M为C类;<9M为B类;对山坡、山峰给出了计算公式。
f)体型系数作了调整增加了灵活性:即①可借鉴有关资料②宜作风洞③应作风洞④可直接采用。
(1)外表面正压区:按表7.3.1采用负压区:对墙面,取-1.0;对墙角边,取-1.8;对坡度>10°的屋脊部位,取-2.2;对檐口、雨棚、遮阳板,取-2.0。
风荷载计算公式
按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算:w k=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中:w k:作用在门窗上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:61.2m;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz=0.92×(1+2μf) 其中:μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地:βgz=0.89×(1+2μf) 其中:μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地:βgz=0.85×(1+2μf) 其中:μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地:βgz=0.80×(1+2μf) 其中:μf=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形,61.2m高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6876μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)0.32当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m; C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m; D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于C类地形,61.2m高度处风压高度变化系数:μz=0.616×(Z/10)0.44=1.3669μs1:局部风压体型系数;按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用;2. 负压区—对墙面,取-1.0—对墙角边,取-1.8二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
风荷载与雪荷载计算方式
s0—基本雪压(kN/m²),当地降雪量来记取,雪压取值0.3kN/m²
要求建筑支撑荷载>0.3kN/m²,折算重量为30kg/m²,帐篷屋顶面积约为400m², 要求结构承重为12000kg
1.0 风,取值0.45kN/m²
吨
基本风压 基本雪压
N=10 0.3
N=10 0.2
N=50 0.45 N=50 0.3
承风面积
S1=40m*6m=240m²
承风阻力
P1=S1*W0=240m²*0.45kN/m²=108kN
倾翻力矩
M1=P1*H1=108kN*6m=648kNm,约66吨
倾翻阻力sk=μr s0 =1*0.3=0.3kN/m²
雪荷载
sk—雪荷载标准值(kN/m²) μr——屋面积雪分布系数,按单跨双坡屋面均匀分布,坡度小于25°,积雪分布系数
Wk=βzμsμzw0=1*1*1*0.45=0.45kN/m²
Wk——风荷载标准值(kN/m²)
βz ——高度z处的风振系数;高度小于30m,此值取1.0
μs ——风荷载体型系数;封闭式拱形屋面建筑,此值取1.0 μz ——风压高度变化系数;高度小于10m,此值取1.0
风荷载 W0 ——基本风压(kN/m²),按照济南本地50年一遇大风,取值0.45kN/m²
N=100 0.5
N=100 0.35
坡度小于25°,积雪分布系数
0.3kN/m² 篷屋顶面积约为400m²,
主导风向SE、SSW、NE,其次是SW、 S,最少的是NNW
春季风多且大,尤以4月份最大,平均风 速为4m/s(三级),为全年平均风速最 大月。春季大风占全年8级以上大风日数 的56%
《建筑结构荷载规范》-风荷载计算
60° +1.0 +0.7 -0.4 -0.2 -0.5
15° +1.0 +0.3 +0.4 +0.5 +0.4
60° 30° +1.0 +0.4 +0.3 +0.4 +0.2
60° +1.0 +0.8 -0.3
0
-0.5
15° +1.0 +0.5 +0.7 +0.8 +0.6
90° 30° +1.0 +0.6 +0.8 +0.9 +0.7
表8.2.1 风压高度变化系数 μz
离地面或海
地面粗糙度类别
平面高度
A
B
C
D
(m)
5
1.09
1.00
0.65
0.51
10
1.28
1.00
0.65
0.51
15
1.42
1.13
0.65
0.51
20
1.52
1.23
0.74
0.51
30
1.67
1.39
0.88
0.51
40
1.79
1.52
1.00
0.60
50
33
封闭式
带下沉天窗
18
的
双坡屋面
或拱形屋面
封闭式
带下沉天窗 19
的双跨双坡
或拱形屋面
封闭式
带天窗挡风 20
板
的双跨屋面
封闭式
带天窗挡风 21
板
的双跨屋面
封闭式 22
锯齿形屋面
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范》7.3要求取值,表3.1.10中列出了常用体型建筑物的体型系数。
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W W z s z k μμβ=)21.3(-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《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 风压高度变化系数地面粗糙度类别离地面或海平面高度(m )A B C D 5101520 1.171.381.521.63 1.001.001.141.250.740.740.740.840.620.620.620.62304050601.801.922.032.121.421.561.671.771.001.131.251.350.620.730.840.93附注:对位于山区的建筑物,按照本表确定的风压高度变化系数必须考虑地形条件的修正,详《荷载规范》7.2.2。
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按老版本规范风荷载标准值计算方法:1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算:wk =βgzμzμs1w…… 2006年版]上式中:wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=×(Z/10)B类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)C类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)D类场地:βgz =×(1+2μf) 其中:μf=(Z/10)对于B类地形,高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=×(1+2×(Z/10))=μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=×(Z/10)当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=×(Z/10)当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=×(Z/10)当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于B类地形,高度处风压高度变化系数:μz=×(Z/10)=μs1:局部风压体型系数;按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第条:验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:一、外表面1. 正压区按表采用;2. 负压区-对墙面,取-对墙角边,取二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取或。
本计算点为大面位置。
按JGJ102-2003第条文说明:风荷载在建筑物表面分布是不均匀的,在檐口附近、边角部位较大。
根据风洞试验结果和国外的有关资料,在上述区域风吸力系数可取,其余墙面可考虑,由于围护结构有开启的可能,所以还应考虑室内压。
对无开启的结构,《建筑结构荷载规范》条文说明第条指出“对封闭建筑物,考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙,以及机械通风等因素,室内可能存在正负不同的气压,参照国外规范,大多取±的压力系数,现取±”。
即不论有无开启扇,均要考虑内表面的局部体型系数。
另注:上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时,局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值,即:μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中:当A≥10m2时,取A=10m2;当A≤1m2时,取A=1m2;μs1(10)=μs1(1)w:基本风压值(MPa),根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表(全国基本风压分布图)中数值采用,但不小于m2,按重现期50年,天津地区取;1.2计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积:A=×4=LogA=μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=μs1=+ =wk =βgzμzμs1w=×××=1.3计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积:A=×=LogA=μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=μs1=+ =wk =βgzμzμs1w=×××=按新版本规范风荷载标准值计算方法:风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件,按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)计算:wk =βgzμs1μzw……上式中:wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa); z:计算点标高:;βgz:高度z处的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz =1+2gI10(z/10)-α……条文说明部分其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为:5m、10m、15m、30m;A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为:300m、350m、450m、550m;也就是:对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;g:峰值因子,取;:10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取、、和;I10α:地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取、、和;对于B类地形,高度处的阵风系数为:=1+2×××10)=βgzμ:风压高度变化系数;z根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分提供的公式计算:A=×(z/10)A类场地:μzB=×(z/10)B类场地:μzC=×(z/10)C类场地:μzD=×(z/10)D类场地:μz公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是:对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;对于B类地形,高度处风压高度变化系数:=×10)=μz:局部风压体型系数;μs1按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第条:计算围护结构及其连接的风:荷载时,可按下列规定采用局部体型系数μs11 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表的规定采用;2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取;3 其它房屋和构筑物可按本规范第条规定体型系数的倍取值。
本计算点为墙面大面位置,按如上说明,查表得:μ(1)=1s1按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第条:计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时,局部体型系数可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用:1 当从属面积不大于1m2时,折减系数取;2 当从属面积大于或等于25m2时,对墙面折减系数取,对局部体型系数绝对值大于的屋面区域折减系数取,对其它屋面区域折减系数取;3 当从属面积大于1m2且小于25m2时,墙面和绝对值大于的屋面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数:μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/ ……其中:μs1(25)=μs1(1)=×1=计算支撑结构时的构件从属面积:A=×5=当A>25时取a=25,当A小于1时取A=1; LogA=则:μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/=1+[]×=按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第条:计算围护结构风荷载时,建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用:1 封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取或;2 仅一面墙有主导洞口的建筑物:-当开洞率大于且小于或等于时,取μs1;-当开洞率大于且小于或等于时,取μs1;-当开洞率大于时,取μs1;3 其它情况,应按开放式建筑物的μs1取值;注:1:主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比;2:μs1应取主导洞口对应位置的值;本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为(封闭式建筑内表面);因此,计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为:μs1=+=而对直接承受风压的面板结构来说,其局部风压体型系数为:μs1=1+=w:基本风压值(MPa),根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表中数值采用,但不小于m2,按重现期50年,天津地区取;计算支撑结构时的风荷载标准值wk =βgzμzμs1w=×××= 因为wk <,所以按JGJ102-2003,取wk=。
计算面板材料时的风荷载标准值wk =βgzμzμs1w=××× =。