风荷载计算 (1)
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。
风荷载计算算例
.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：0k z s z w u u βω= （）s u ——体型系数z u ——风压高度变化系数z β——风振系数0ω——基本风压k w ——风荷载标准值体型系数s u 根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》项次30，迎风面体型系数（压风指向建筑物内侧），背风面（吸风指向建筑外侧面），侧风面（吸风指向建筑外侧面）。
风压高度变化系数z u 根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表确定。
本工程结构顶端高度为+=米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范条地面粗糙度为B 类。
由表高度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和。
则米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为：对于高度大于30m 且高宽比大于的房屋，以及基本自振周期T1大于的各种高耸结构，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()1T =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：1012Z z gI B β=+ （）式中：g ——峰值因子，可取10I ——10m 高度名义湍流强度，对应ABC 和D 类地面粗糙，可分别取、、和；R ——脉动风荷载的共振分量因子z B ——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：式中：1f ——结构第1阶自振频率（Hz ）w k ——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、、和； 1ζ——结构阻尼比，对钢结构可取，对有填充墙的钢结构房屋可取，对钢筋混凝土及砌体结构可取，对其他结构可根据工程经验确定。
经过etabs 软件分析，结构自振周期1 4.67f s =脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定：式中：1()z φ——结构第1阶振型系数H ——结构总高度（m ），对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不能大于300m 、350m 、450m 和550m ；x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数；z ρ——脉动风荷载竖向方向相关系数；k 、1α——脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定：（1）竖直方向的相关系数可按下式计算：式中：H ——结构总高度（m ）；对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不应大于300m 、350m 、450m 和550m ；（2） 水平方向相关系数可按下式计算：式中：B ——结构迎风面宽度（m ），2B H ≤。
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
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
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。
新规范风荷载标准值计算V1
中冶赛迪工程技术股份有限公司
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结构风荷载计算——编制依据为《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
工程项目：
风振系数 10. βz
I10=
0.14
设计人：
赵轩
∴
βz= 1+2x2.5x0.14x1.1703x(1+2.9254^2)^0.5
11.
主体结构 风荷载标
= 3.5327 ωk= 3.5327x1.3x1.3619x0.25
8. α1的取 《荷
载规
κ=
10x(28+60xe^(-(28/60))-60)^0.5/28= 0.91
背景分量 α1= 9. 因子 Bz 荷载
规范
∴
Bz=
0.218
θB= 1 0.91x28^0.218x0.8471x1x1/1.3619x1x1
= 1.1703
#VALUE! 0.8471 1.0000
R= (3.14x15^2/(6x0.01x(1+15^2)^(4/3)))^0.5
5.
结构第一 阶振型系
= 2.9254
Z/H=
1.000 Φ1(1)= 1.000
插值计算
######
∴
6.
竖直方向 相关系数
结构高度H：
Φ1(1)= 1.0000 28 m
∴
ρz=
水平方向
7. 相关系数
∴
ρx=
系数κ、
m，顶部宽度
时 间：
2015/8/25
1.5 考虑内部局部 1.3 48 m
计算风压高度Z=
28
m
二. 荷载计算
1. 查询《建筑结构荷载规范》附录E.5，重庆重庆市的主体结构重现期 10年的基本风压w0=
风荷载计算
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 =+++。
风荷载的计算
风荷载的计算垂直于建筑物外表上的风荷载标准值，应按以下公式计算：1、当计算主要承重构造时：Wk＝βz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-1〕式中：Wk----风荷载标准值〔KN/mm〕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；W0----根本风压〔KN/mm〕2、当计算维护构造时：Wk＝βgz·μs·μz·W0 ……………………〔7.1.1-2〕式中：βgz---高度Z处的阵风系数；根本风压应按本标准附录 D.4中附表 D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3KN/mm。
对于高层建筑、高耸构造以及风荷载比拟敏感的其它构造，根本风压应适当进步，并应由有关的构造设计标准详细规定。
一、风荷载计算1、标高为33.600处风荷载计算(1). 风荷载标准值计算:Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz: 33.600m高处阵风系数(按B类区计算):μf=0.5×(Z/10)-0.16＝0.412βgz=0.89×(1+2μf)=1.623μz: 33.600m高处风压高度变化系数(按B类区计算): (GB50009-2001)μz=(Z/10)0.32=1.474风荷载体型系数μs=1.50Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)=1.623×1.474×1.5×0.600=2.153 kN/m2(2). 风荷载设计值:W: 风荷载设计值: kN/m2rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4按?建筑构造荷载标准?GB50009-2001随着现代高尚住宅的开展对铝合金门窗的要求越来越高，铝合金门窗不仅仅是框、扇的简单组合，而且要具备良好的物理性能〔风压强度、空气浸透、雨水渗漏等性能〕。
风荷载计算算例
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：0k z s z w u u βω= （8.1.1-1）s u ——体型系数z u ——风压高度变化系数z β——风振系数0ω——基本风压k w ——风荷载标准值体型系数s u 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z u 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：90.690(2.00 1.93) 1.93 1.934210090z u -=-+=-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()1T =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：210121Z gI B R β=++ （8.4.3）式中：g ——峰值因子，可取2.510I ——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z B ——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：2124/3116(1)x R x πζ=+（8.4.4-1）11105w x x k ω=> （8.4.4-2）式中：1f ——结构第1阶自振频率（Hz ）w k ——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、1.0、0.54和0.26；1ζ——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。
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。
风荷载计算算例.doc
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：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 B1.281.0、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。
窗抗风载荷计算
窗抗风载荷计算一、计算依据二、风荷载计算1、基本情况：门窗计算风荷最大标高取70米；根据工程所处的地理位置，其风压高度变化系数按C类算。
平开窗的受力杆件MQ25-24a最大计算长度为2400mm，杆件两边的最大受力宽度为:1375mm,；推拉窗的受力杆件QLC30-25最大计算长度为:1960mm，杆件两边的最大受力宽度为1480mm。
2、风荷载标准值的计算风荷载标准值ωk=βzμSμZωO (资料③P24式7.1.1-1)ωk—风荷载设计标准值βZ—高度Z处的阵风系数， (资料③P44表7.5.1)μS—风荷载体型系数，取μS =0.8 (资料③P27表7.3.1)ωO—基本风压，取ωO =0.7KPa (资料③全国基本风压分布图)μz—风压高度变化系数, （资料③P25表7.2.1）风荷载标准值计算：ωk=βzμSμZωO =1.66×0.8×1.45×0.7=1.35KPa三、主要受力构件的设计及校核1、受力构件的截面参数根据（ BH^3-bh^3 ）/12 Ix=0.0491(D4 – d4 ) (资料④P112表1-63)Ix1=Ix+a2 F W=I/h (资料④P106表1-62)则平开窗的受力构件的惯性矩I为118684m4,抗弯模量为5395 m3；推拉窗的受力构件的惯性矩I为119638.67m4，抗弯模量为7477.42m3。
2、受力构件的设计根据挠度计算公式：μmax = 5qL^4 /（384EI） (资料②P494表5-31)其中线荷载计算值：q = awk /2 (资料②P494)装单层玻璃时，型材许允挠度：μmax< L /120，且绝对挠不大于15mm（资料③）则有：5awk L^4 /（2x384EI）<L/120当L/120≥15时，则有：5awk L4 /（2x384EI）<15E-铝合金型材的弹性模量，取E=0.7×105(1)平开窗受力杆件的长度为2400mm其两边最大的受力宽度为1375mm时满足要求的型材截面惯性矩：I>5×120awk L^3 /（2×384E）=263513.25mm^4> 118684mm^4则构件的截面惯性矩不能满足挠度要求,故需在铝合金型材内加经防腐处理的冷轧槽钢。
风荷载计算解析及例题
3.风荷载(wind load)1)《规范》规定的一般情况垂直于建筑物表面上的风荷载标准值：Wx=βHsHzWg其中，w,——风荷载标准值，单位为kN/m²。
w,——基本风压，单位为kN/m²。
β,——高度z处的风振系数。
μ——风荷载体型系数。
μz——风压高度变化系数，由教材表10—4查得。
表7.2.1 风压高度变化系数料高地面或海平面高度(m)地面租粉度类别A B C ()5 10 15 20 30 40 50 60 70 S) 90 100 150 200 250 300 350 400 2450 1.171.381.521.631.801.922.032.122.202.272.342.482.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.671.771.801.952.022.092.382.612.80)2.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.34)2.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.7300.840.931.021.111.191.271.611.922.192.452.6%2.913.12表7.3.1风荷载体型系数项次类别体型及体型系数p.1封闭式落地双坡屋面α0°30°≥60°中间值按插入法计算2封闭式双坡屋面≤15°30°≥60°Hs-0.6+0.8中间值按插入法计算2)单层厂房的风荷载(1)不考虑风振系数，取β。
=1(2)屋盖顶面斜坡部分的风荷载计算，要将垂直屋面表面的荷载投影到水平面上。
(3)均按檐口、柱顶离室外地面距离作为计算高度z 3 ) 排架中风荷载的计算(1)排架上的风荷载类型A.柱顶以下墙面：按均布风荷载考虑kN/mB.柱顶至屋脊间屋盖部分：仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载W 考虑严0.58-0.75.-山工8.0+A。
幕墙风荷载计算例题
幕墙风荷载计算例题
以下是一个幕墙风荷载计算的简单例题：
假设有一幕墙面积为10m x 5m，高度为20m，位于地面上方。
根据设计标准，建筑所在地的设计风速为30m/s，风荷载设计参数为0.6 kN/m²。
1. 计算风荷载面积：
风荷载面积 = 幕墙面积 = 10m x 5m = 50m²。
2. 计算风压力：
风压力 = 风荷载设计参数 x 风速²
= 0.6 kN/m² x (30 m/s)²
= 540 kN/m²。
3. 计算风荷载：
风荷载 = 风压力 x 风荷载面积
= 540 kN/m² x 50m²
= 27,000 kN。
根据此例，该幕墙在设计风速为30m/s时，承受的风荷载为27,000 kN。
需要注意的是，这只是一个简化的计算示例。
实际的幕墙风荷载计算需要考虑更多的因素，例如建筑形状、高度、地理位置、周围环境等。
在实际设计中，应遵循相关的设计规范和标准，并尽可能寻求专业工程师的指导和应用适用的计算方法。
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
风荷载计算一、基本资料:工程名称: 工程一花城工程项目: 项目一花城风荷载编号: 风荷载1风荷载计算类别: 主要受力结构建筑类型: 高层建筑结构总高度H(m): 20计算高度z(m): 10主体结构迎风面宽度B(m): 10基本风压w0(kN/m2): 0.5风压放大系数Xs: 1.0地面粗糙度类别(A-D): C风荷载体型系数μs: 1.3风压高度变化系数的修正系数η: 1.0 结构基本自振周期T1(s): 1.0结构阻尼比ζ: 0.05 工程名称: 工程一花城工程项目: 项目一花城风荷载编号: 风荷载1风荷载计算类别: 主要受力结构建筑类型: 高层建筑结构总高度H(m): 20计算高度z(m): 10主体结构迎风面宽度B(m): 10基本风压w0(kN/m2): 0.5风压放大系数Xs: 1.0地面粗糙度类别(A-D): C风荷载体型系数μs: 1.3风压高度变化系数的修正系数η: 1.0结构基本自振周期T1(s): 1.0结构阻尼比ζ: 0.05二、计算依据:《建筑结构荷载规范》GB50009-2012三、计算结果:查取规范表8.2.1:风压高度变化系数: μz = 0.65依据规范8.4.1条:对于高度≤30m或高宽比≤1.5的房屋,可以不应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。
风振系数: βz = 1w k = Xs×βz×μs×μz×w0×η = 1 × 1 × 1.3 × 0.65 × 0.5 × 1 =0.423 kN/m2。
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A
风压高度变 化系数μz
离地面高度
A类
=1.379xEXP (0.24xLN(Z/
1.764
B类
=EXP(0.32x LN(Z/10))
1.389
C类
=0.616xEXP (0.44xLN(Z/
0.967
D类
=0.318xEXP (0.60xLN(Z/
0.620
石家庄 邢台 张家口 承德 秦皇岛 唐山 保定 沧州 大同 太原 阳泉 临沂 包头 呼和浩特 通辽 阜阳 朝阳 锦州 鞍山 沈阳 本溪 营口 丹东 大连 四平 长春 吉林 通化 齐齐哈尔 鹤岗 绥化 佳木斯 哈尔滨 牡丹江 德州 烟台 威海
广州 汕头 深圳 湛江 桂林 柳州 梧州 南宁 北海 海口 三亚 绵阳 成都 内江 涪陵 遵义 贵阳 大理 昆明 丽江 61
0.5 0.8 0.75 0.8 0.3 0.3 0.3 0.35 0.7 0.75 0.85 0.3 0.3 0.4 0.3 0.3 0.3 0.65 0.3 0.3
27.9 m
(KN/m2),按 1.62 1.615
>
(KN/m 2)
1.0 0(K
对于平坦 或地稍面有粗起糙 度可分为
A
B
C
D
3 C
石 邢 张 承 秦 唐 保 沧 大 太 阳 临 包 呼 通 阜 朝 锦 鞍 沈 本 营 丹 大 四 长 吉 通 齐 鹤 绥 佳 哈 牡 德 烟 威
济 泰 潍 青 兖 莱 徐 淮 南 南 常 杭 舟 金 衢 宁 温 蚌 六 合 安 黄 赣 九 景 南 樟 邵 南 福 龙 厦 延 宝 西 汉 安
1.64 1.83
40
1.52
1.60 1.77
50
1.51
1.58 1.73
60
1.49
1.56 1.69
70
1.48
1.54 1.66
80
1.47
1.53 1.64
90
1.47
1.52 1.62
100
1.46
1.51 1.60
150
1.43
1.47 1.54
200
1.42
1.44 1.50
250
酒泉 张掖 兰州 平凉 天水 银川 格尔木 西宁 玉树 伊宁 乌鲁木齐 库尔勒 哈密 安阳 新乡 三门峡 洛阳 郑州 许昌 开封 南阳 驻马店 商丘 枣阳 施恩 宜昌 天门 武汉 黄石 岳阳 吉首 常德 衡阳 郴州 长沙 韶关 梅县
0.55 0.5 0.3 0.3 0.35 0.65 0.4 0.35 0.3 0.6 0.6 0.45 0.7 0.45 0.45 0.4 0.4 0.45 0.4 0.45 0.35 0.4 0.35 0.4 0.3 0.3 0.3 0.35 0.35 0.4 0.3 0.4 0.4 0.3 0.35 0.35 0.3
1.40
1.42 1.46
300
1.39
1.41 1.44
D 3.21 2.76 2.54 2.39 2.21 2.09 2.01 1.94 1.89 1.85 1.81 1.78 1.67 1.60 1.55 1.51
本工程位 于
玻璃幕墙
所以按照 现计算
27.9
类 地m高 的
的风荷载 wk=
式中
βgzμsμ zw0=
(KN/m 1.615 2)
wk βgz= μs= μz=
1.850 1.2 0.970
风荷载标 准阵值风系 数风，荷按载G体B型风系压数高，度 变基化本系风压
w0= 0.75 由上述计算可知，wk= 所以风荷载标准值wk=
D类
=0.80x(1+2 μf)
2.240
μf=
1.2248x EXP(-
μf= 0.9003
表7.5.1.阵风
系数βgz
离地面或海平面高
地面粗糙度类别
度(m)
A
B
C
5
1.69
1.88 2.30
10
1.63
1.78 2.10
15
1.60
1.72 1.99
20
1.58
1.69 1.92
30
1.54
0.35 0.3 0.55 0.4 0.45 0.4 0.4 0.4 0.55 0.4 0.4 0.4 0.55 0.55 0.55 0.6 0.55 0.6 0.5 0.55 0.45 0.6 0.55 0.65 0.55 0.65 0.5 0.5 0.45 0.4 0.55 0.65 0.55 0.5 0.45 0.55 0.65
济南 泰安 潍坊 青岛 兖州 莱阳 徐洲 淮阴 南京 南通 常州 杭州 舟山 金华 衢州 宁波 温州 蚌埠 六安 合肥 安庆 黄山 赣州 九江 景德镇 南昌 樟树 邵武 南平 福州 龙岩 厦门 延安 宝鸡 西安 汉中 安康
0.45 0.4 0.4 0.6 0.4 0.4 0.35 0.4 0.4 0.45 0.4 0.45 0.85 0.35 0.35 0.5 0.6 0.35 0.35 0.35 0.4 0.35 0.3 0.35 0.35 0.45 0.3 0.3 0.35 0.7 0.35 0.8 0.35 0.35 0.35 0.3 0.45
筑群且房屋 表7.2.1
离地面或海 风压高度
平面高度
(m)
A
≥450
3.12
地面粗糙度类别
B
C
3.12 3.12
400
3.12 3.12 3.12
350
3.12 3.12 2.94
300
3.12 2.97 2.75
250
2.99 2.80 2.54
200
2.83 2.61 2.30
150
2.64 2.38 2.03
10
1.38 1.00 0.74
5
1.17 1.00 0.74
D 3.12 2.91 2.68 2.45 2.19 1.92 1.61 1.27 1.19 1.11 1.02 0.93 0.84 0.73 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62
城市名 北京 天津 上海 重庆
基本风压
0.45 0.5 0.55 0.4
酒 张 兰 平 天 银 格 西 玉 伊 乌 库 哈 安 新 三 洛 郑 许 开 南 驻 商 枣 施 宜 天 武 黄 岳 吉 常 衡 郴 长 韶 梅
广 汕 深 湛 桂 柳 梧 南 北 海 三 绵 成 内 涪 遵 贵 大 昆 丽 61
指近海海面
和 指海田岛野、、海乡
村 指、有丛密林集、建
筑 指群有的密城集市建
100
2.40 2.09 1.70
90
2.34 2.02 1.62
80
2.27 1.95 1.54
70
2.20 1.86 1.45
60
2.12 1.77 1.35
50
2.03 1.67 1.25
40
1.92 1.56 1.13
30
1.80 1.42 1.00
20
1.63 1.25 0.84
15
1.52 1.14 0.74
阵风系数 βgz
离地面高 度
脉动
系数
27.9
m
A类
=0.92x(1+2 μf)
1.550
μf=
0.387xE XP(-
μf= 0.3422
B类
=0.89x(1+2 μf)
1.645
μf=
0.5xEXP (-
μf= 0.4243
C类
=0.85x(1+2 μf)
1.846
μf=
0.734xE XP(-
μf= 0.5857