雪风和地震荷载计算方法
雪风和地震荷载计算方法
雪、风和地震荷载的计算方法1 雪荷载1.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》文献[2]我国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》第6.1.1条规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：s k=μr s o(1-1) 式中：s k为雪荷载标准值，[kN/m2]；μ r为屋面积雪分布系数；s o为基本雪压，[kN/m2]。
规范第6.1.2条规定，基本雪压应按该规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的雪压采用。
高于1989年同名规范30年一遇的标准。
第6.1.3是对规范没有给出基本雪压的地点取值方法的规定。
第6.1.4条是对山区基本雪压的规定。
屋面积雪分布系数μ r根据屋面形状按表6.2.1确定。
1.2 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版7.3规定，斜度小于1/12的平屋面的雪荷载按下式计算：p f=αC e C t I p g (1-2) 式中：p f为雪荷载，[lb/ft2]；α系数，美国本土为0.7，阿拉斯加为0.6；C e为暴露系数；C t为热力系数；I为重要性系数，根据表1及表20，一般公用发电厂I=1.0；p g为地面雪荷载。
据规范解释对7.2的说明，地面雪荷载系基于雪荷载超过的年概率为2%（即平均重现期50年）的数值。
1.3 文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》从上可见，文献[7]考虑的系数更多。
为了考虑与文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》一致，采用文献[2]的标准。
因矩形烟风道为平顶，根据后者的表6.2.1第1项取μ r =1.0。
Page 1 of 82 风荷载2.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》文献[2]第7.1.1条规定，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算主要承重结构时w k =β z μ s μ z w o(1-3) 式中：w k为风荷载标准值[kN/m2]；β z为高度z处的风振系数；μ s为风荷载体型系数；μ z为风压高度变化系数；w o为基本风压，[kN/m2]。
风荷载与雪荷载计算20200321
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 0.35
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%
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
倾翻阻力矩要 求
≥700kNm，约75吨
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
取1
s0—基本雪压（kN/m²），按济南50年一遇降雪，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
基本风压 基本雪压
N=10 0.3
N=10 0.2
N=50 0.45 N=50 0.3
N=100 0.5
第3章风及地震荷载的对比ppt课件
混凝土房屋结构
混凝土房屋结构
三、楼板无限刚性假定 假定楼板在自身平面内为绝对刚性，在平面外刚度
很小可以忽略。
无扭转时
§3 设计要求及荷载效应组合
混凝土房屋结构
什么是荷载？ 什么是荷载效应？
§3 设计要求及荷载效应组合
一、承载力验算
在风荷载作用下，高度超过150m的高层建筑，应满 足人使用的舒适度要求。此时，按照重现期为10年的风 荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与 横风向结构顶点最大加速度，
应满足下列要求：
max
住宅、公寓： max0.1m 5/s2
办公、旅馆： max0.2m 5/s2
五、稳定和抗倾覆
混凝土房屋结构
混凝 土
轴压比不小于0.15的柱
0.80
剪力墙
0.85
各类受剪、偏拉构件
0.85
地震作用属于可变作用或偶然作用，其可靠指标 的取值应低于静力作用下的可靠指标。因而，从理 论上说，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于 静力作用时的材料强度设计值。但设计规范为了使 用方便，便于将地震作用效应与静力荷载作用效应 直接比较，在抗震设计中仍采用静力设计时的材料 强度设计值。但通过引入承载力抗震调整系数来提
0.90
0.80
混凝土房屋结构
0.60
无人区未予记录
0.90
全国基本风压分布图〔kN/m2）
混凝土房屋结构
两者对环境的要求
混凝土房屋结构
风荷载：地表状况。
如地面粗糙度、是否山峰、山坡、谷地、谷口、山口等
地震作用：地震地质构造。
如是否板块交接处，地质构造是否均匀， 场地土的软弱程度，是否山峰、山坡等
水利工程地震荷载计算公式
水利工程地震荷载计算公式地震是一种自然灾害，对于水利工程来说，地震荷载是一项重要的设计参数。
在水利工程设计中，地震荷载的计算是非常重要的，因为地震荷载的大小直接影响着水利工程的安全性和稳定性。
因此，水利工程地震荷载的计算公式是设计过程中必不可少的一部分。
地震荷载的计算公式是根据地震力学理论和水利工程结构的特点而得出的。
地震荷载的计算公式可以分为两种情况，一种是对于水利工程结构本身的地震荷载计算，另一种是对于水库水位变化引起的地震荷载计算。
下面将分别介绍这两种情况下的地震荷载计算公式。
一、水利工程结构本身的地震荷载计算公式。
对于水利工程结构本身的地震荷载计算，一般采用地震作用谱法。
地震作用谱法是根据结构的动力特性和地震动特性来计算结构的地震荷载的一种方法。
地震作用谱法的计算公式如下：F = C×M×S。
其中，F为结构的地震荷载；C为结构的地震作用系数；M为结构的质量；S 为结构的地震作用谱。
地震作用系数C是根据结构的类型和地震区的地震烈度来确定的，一般在设计规范中有详细的规定。
结构的质量M可以根据结构的重量和密度来计算得出。
地震作用谱S是根据地震动的频率和加速度来确定的，可以通过地震监测数据或者地震波传播理论来计算得出。
通过以上公式，可以计算出水利工程结构本身的地震荷载，从而为水利工程的设计提供重要的参考。
二、水库水位变化引起的地震荷载计算公式。
对于水库水位变化引起的地震荷载计算，一般采用水动力学理论和地震工程理论相结合的方法。
水库水位变化引起的地震荷载计算公式如下：F = ρ×g×H×ΔH。
其中，F为水库水位变化引起的地震荷载；ρ为水的密度；g为重力加速度；H 为水库水位；ΔH为地震引起的水位变化。
通过以上公式，可以计算出水库水位变化引起的地震荷载，从而为水库的设计提供重要的参考。
综上所述，水利工程地震荷载的计算公式是根据地震力学理论和水利工程结构的特点而得出的。
风荷载计算方法
风荷载计算方法
风荷载计算是指根据建筑物高度、结构形式、地理位置、建筑物
表面积、风速等参数，计算出风力对建筑物产生的作用力，以确定建
筑物在风力作用下的稳定性和安全性。
风荷载计算是建筑结构设计的
重要基础计算，对保证建筑物的安全性和稳定性具有极为重要的意义。
计算风荷载的方法主要采用美国标准和欧洲标准两种方法。
美国标准采用ASCE7标准，根据建筑物的形状、高度、地理位置、建筑物表面积、风速等参数参考标准的风荷载量进行计算。
首先根据
不同的地区选择适用的地区风速，然后按照建筑的高度和类型选择适
当的风荷载系数，利用公式计算出所需的风荷载。
欧洲标准采用Eurocode 1标准，根据建筑物的高度、风速、地形
等参数确定风压力大小，并根据建筑物的形状和功能，采用不同的计
算公式进行计算。
首先根据不同的地区选择适用的地区风速，然后根
据建筑物的高度、形状和暴露面积，采用对应的风荷载系数计算风压
力大小。
计算结果通常以单位面积上的风荷载或风压力表示。
无论是美国标准还是欧洲标准，计算风荷载都需要考虑到建筑物
的结构特征、地理环境和气象情况等因素，以获取合理的结果。
同时，风荷载计算也需要考虑到建筑物在不同时期产生的不同风荷载，以便
为结构设计提供全面且准确的参考数据。
总之，风荷载计算是建筑工程设计中不可或缺的一部分，对保证
建筑物的稳定性和安全性具有非常重要的意义。
了解并运用标准的计
算方法能够为工程师们提供准确的数据，同时也能够提高建筑物的抗
风能力和设计质量，从而提高建筑物在自然灾害等情况下的防护能力。
地震载荷计算公式
地震载荷如果塔设备安装在地震烈度为七度及以上地区，设计时必须考虑地震载荷对塔设备的影响。
塔设备在地震波的作用下有三个方向的运动：水平方向振动、垂直方向振动和扭转，其中以水平方向振动危害较大。
为此，计算地震力时，仅考虑水平地震力对塔设备的影响，并把塔设备看成是固定在基础底面上的悬臂梁。
（1）水平地震力对于实际应用的塔，全塔质量并不集中于顶点，而是按全塔或分段均布。
计算地震载荷与计算风载荷一样，也是将全塔沿高度分成若干段，每一段质量视为集中于该段1/2处。
即将塔设备化为多质点的弹性体系，见下面的多质点的弹性体系图。
由于多质点体系有多种振型，按照振动理论，对于任意高度h K处的集中质量m K引起基本振型的水平地震力为（4-47）式中：F K1-集中质量m K引起的基本振型水平地震力，N；C z-综合影响系数，对圆筒形直立设备取C z=0.5；m K-距离地面h K处的集中质量（见下左图），Kg；ηK1-基本振型参与系数，按计算；α1-对应与塔设备基本自振周期T1的地震影响系数α值。
α值可查下右图，图中的曲线部分按计算，但不得小于；αmax-地震影响系数的最大值，见表4-31；表4-31 地震影响系数α的最大值设计烈度7 8 9αmax0.23 0.45 0.90 T g-各类场地土的特征周期，见表4-32；表4-32 场地土的特征周期场地土近震远震Ⅰ0.2 0.25Ⅱ0.3 0.40Ⅲ0.4 0.55Ⅳ0.65 0.85T1-设备基本自振周期，s。
对于等直径、等壁厚的塔设备：不等直径或不等厚度的塔设备：H-塔的总高，mm；m0-塔在操作时的总质量，kg；E-塔壁材料的弹性模量，MP a；δe-筒体有效壁厚，mm；D i-设备内径，mm；E i、E i-1-第i段、第i-1段的材料在设计温度下的弹性模量，MP a；I i、I i-1-第i、第i-1段的截面惯性矩，mm4；圆筒段、圆锥段D e i-锥壳大端内直径，mm；D if-锥壳小端内直径，mm；δei-各计算截面设定的圆筒或锥壳有效壁厚，mm。
地震荷载计算
地震荷载计算地震荷载组合，一般是在正常荷载组合中加入建筑物自重和其上荷重所产生的地震惯性力、地震动土（含坝前淤积物）压力和动水（含内水）压力（含扬压力）。
高寒区冬季强震的复核尚应考虑冰的地震推力。
砌石坝地震荷载应包括坝体地震惯性力和地震动水压力。
可参照规范SL203的规定计算确定。
10.3.2 复核的地震作用标准是，除重大工程按本导则10.1.4－1规定的概率水准，由专门的地震危险性分析确定水平向地震加速度a h外，其余的按J c为7、8、9度，应依次取a h值为0.1g、0.2g、0.4g；取竖向地震加速度值为（2/3）a h。
在动力法中，地震加速度反应谱随场地类别及其振动特征周期、结构自振周期等的不同应按规范SL203的规定，确定反应谱最大值及下限值；按该规范4.5节对不同建筑物选取相应的阻尼比值。
地震作用的方向，一般情况下可只考虑水平向分量；拱坝、闸墩、闸顶机架、水塔及两个主轴方向刚度接近的混凝土结构，还应计及两个主轴方向或顺河及横河两个水平向分量；地震烈度8、9度的1、2级大坝，还应同时计入竖向地震作用分量。
地震作用效应的确定可采用拟静力法确定各点的惯性力，或采用振型分解反应谱法。
若有多条该坝实测地震记录，或有类似地震地质条件下的实测地震记录，也可采用振型分解时程分析法等动力法，按照规范SL203规定，结合各类建筑物的具体规定分别确定其地震作用效应。
一般情况下，作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后，可采用低于正常蓄水位的坝前水位。
土石坝应根据运用条件选用对上游坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算；坝内流网可按相应水位的稳定渗流考虑；若需考虑库水位骤降的抗震稳定，应将地震作用和常遇的库水位降落幅值相组合。
重要的拱坝和水闸，其抗震强度计算，宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算。
土石坝（面板坝除外）可不计地震动水压力，在土石坝动力法有效应力分析、液化分析及混凝土结构或基岩断裂区的动力分析等计算中，都必须计算孔隙压力或扬压力，必要时，应考虑孔隙压力的增长、扩散和消散。
风雪地震荷载的查询
水平地震荷载计算 (Horizontal seismic load calculaton)<GB50011-2001>省份和城市 (Province and City)抗震设防烈度 (Anti-seismic fortify intensity)影响系数 (Influenced codfficient)面板材料 (Material of cladding)厚度 (Thickness) →面密度 (Uniform density)G=0.1375 Kpa动力放大系数 (Dynamic amplificatory coefficient)水平地震荷载标准值 (Characteristic value of horizontal seismic load)=5×0.12×0.1375=0.083 Kpa 请不要更改计算公式雪荷载计算 (Snow load calculaton)<GB50009-2001>省份和城市 (Province and City)基本雪压 (Basic snow load)结构类型 (Structure type)倾角 (obliquity) α≤25°屋面积雪分布系数 (Roof snow distributing coefficient)雪荷载标准值 (Characteristic value of snow load)=1×0.35=0.35 Kpaμr=1t=10 mm →7°, 0.15g坡屋面 (Slope roof)铝塑复合板(Alum-plastic compsite panel)上海(Shanghai)So=0.35 Kpa金属或石材幕墙(Metal or granite Cladding), β=5上海(Shanghai)α=0.12GF EK ⨯⨯=αβ0S S r K ⨯=μslope roof canopyarch roof。
第三章2-地震荷载计算
结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为：
F
F (t ) max
m x(t) xg (t) max
mSa
mg Sa
xg (t) max Gk G
xg (t) max
g
k ---水平地震影响系数
高层建筑结构－－荷载与作用
地震作用
3.3.2、计算地震作用的反应谱法 抗震设计反应谱
高层建筑结构－－荷载与作用
地震作用
一、结构抗震理论的发展
4.直接动力分析理论---时程分析法 将实际地震加速度时程记录（简称地震记录 earthquakerecord）作为动荷载输入，进行结构的地震响应分 析。 常用的方法，较好反映动力特性。 5.非线性静力分析方法 此外，有用随机振动理论来分析结构地震响应统计特征 的，有以地震时输入结构的能量进行设计，使结构所吸 收的能量不致造成结构破坏的理论等。但这些方法还没 有进入抗震设计规范，因此未被抗震设计使用 。 主要考虑地震的不确定性。
sin
(t
)d
max
最大相对速度
Sv
x(t) max
t 0
xg ( )e (t )
sin
(t
)d
max
最大加速度
Sa x(t) xg max
t 0
xg ( )e (t )
sin
(t
)d
max
高层建筑结构－－荷载与作用
高层建筑结构
之 “荷载与作用”
抗震试验
试验研究是房屋抗震研究的重要手段之一。
1、拟静力试验
是以一定的荷载或位移作为控制值对试件进行低周 反复加载，以获得结构非线性的荷载—变形特性。
地震荷载计算
地震荷载计算4.6 水平川震作用计算4.6.1 荷载确实定a恒载屋面板重力值：G屋面2楼面板重力值：G楼面8.722梁重力值：G梁22每层柱重力值：G柱1墙重力值：G女儿墙2G标墙22b活载Q屋面2Q楼面22重力荷载代表值：G 6G屋面板G 梁G 柱G 女儿墙349kNG 5G楼面板G 梁G 柱G标墙G1G2G3G4G5 459.56 kN4.6.2 地震作用的计算1各层水平川震作使劲确实定依据设计资料，布防烈度为7 度，h<30m，建筑场所类型为Ⅱ类，故地震特点周期T g ，框架构造基本自振周期T1 按下公式计算：T1(0.08 ~ 0.1)N自振周期：T1sT1g0.56 s则有顶部附带地震作用则水平川震影响系数最大值max水平川震影响系数(Tg ) 2 max T1建筑构造的阻尼比取值则有2 T g) 2)(max(T1各层水平川震作使劲确实定Geq G i 0.85 (459.56 5 349) 2249.78 KN1FEK Geq因为T1＞g所以顶部附加地震作用系数n16G i H i （）3+6+9+12+15 +349 18 26962 kN1则各层水平力为：F 16G 1H 1 F EK (1 n )(1 0.058)6.07 KNG j H j26962j 1F 2G 2 H 2F EK (1n )(1 0.058)626962G j H jj 1F 3G 3H 3F EK (1n )(1 0.058)6G j H j26962j 1FG 4 H 4 FEK (1n )(10.058)4 626962G j H jj 1F 5G 5H 5F EK (1n )(1 0.058)626962G j H jj 1F 6G 6 H 6F EK (1n )626962 126.0 (1G j H jj 1FnFEK由此得出各层的水平剪力为：第六层V 6第五层V 565.35 KN第四层V 4第三层V 3107.84 KN 第二层V 2119.98 KN第一层V1表地震作用下框架侧移计算层次W K / KN V j/kND /(KN/mu j/m u j/h )6624661/535765624661/283064624661/209833624661/1734432624661/156321609991/144957j侧移验算：层间侧移最大值： 1/1449<1/550(知足要求 )3 弯矩的计算框架柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算：Mc 上V im （ 1-y ） hM c 下Vimy h中柱处的梁：M b 左ji b左+M c 上j ）左右（M c 下j+1i bi bi b右+M ）M b 右ji b左（M c 下j+1i b右c 上j边柱处的梁：Mb 总jMc 下j+1+Mc 上jA 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算成就表层 V iDDimDim/V imyMc 上Mc 下Mb 总号KNKN mKN mDKNmKN m KN m KN m66241646610631566562416417.566106319431462416423.36610635759223 107.62416428.84 66 10 63 36 5991 298 66 10 63 53 000905 99 33 17 96 0535 B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算成就表层V i号KN5543 107. 384 119. 298 1126. 05D D im V imMc下Mb左Mb右KN KN D im / K y M c上KN KN KN /m/m D NmKN m.m.m.m 62416414.24.18.14.10. 66101656390786921 62416427.44.36.37.26. 66101619586715508 62416437.57.54.55.38. 66101629905823244 62416444.67.67.72.50. 66101686029290407 62416449.74.74.83.58. 66101691087878729 60919341.56.69.77.53. 99333397566256093C轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算成就表层V i D Dim D im/Vim yMc上Mc 下Mb总号KN KN mD KN mKN m KN m KN m KN m662416411.661021248111562416420.5661021983667462416428.36610217757433107.62416434. 846610216281552119.62416438.107. 9866102151077621126.60919344.117.059933501256033表 4.6.2.4 地震作用下框架柱轴力与梁端剪力梁端剪力层柱轴力 /KN/KNABBC 跨 A 轴B 轴C 轴跨VbBC NcAVbAB -VbBCNcBNcCVbAB63510. 59414. 91320. 43222. 84 23.168。
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：1012Z gI B 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：R = （8.4.4-1）115x x => （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。
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 D300 350 450 5000.12 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。
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%
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。
[原创]屋面雪荷载计算
![[原创]屋面雪荷载计算](https://img.taocdn.com/s3/m/0c4f581b6d85ec3a87c24028915f804d2b1687c4.png)
不平衡积雪荷载雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，属于结构上的可变荷载。
在我国寒冷地区及其他大雪地区，因雪荷载导致屋面结构以及整个结构破坏的事例时有发生（如下图所示）。
尤其是大跨度结构以及轻型屋盖对雪荷载更为敏感。
因此，在有雪地区，在结构设计中必须考虑雪荷载的作用。
两个雪荷载倒塌事故1. 基本雪压所谓雪压是指单位水平面积上的积雪重量。
雪压的计算公式：s ＝rd 式中 s ——雪压（N/2m ）r ——雪重度（N/2m ）d ——雪深（m ）雪重度r 是一个随时间和空间变化的量，越靠近地面，雪的重度越大，雪深越大，下层的重度越大。
屋面水平投影面上的雪荷载标准值，按下式计算：0k r S S μ=k S ——雪荷载标准值（kN/2m ）；r μ——屋面积雪分布系数；0S ——基本雪压（kN/2m ）；基本雪压（0S ）是雪荷载的基准压力，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。
可以在《建筑结构荷载规范》附录表D4中直接查出。
2.屋面的雪压影响屋面雪压的因素有：风、屋面形式、屋面散热等。
1） 风对屋面积雪的影响风对屋面积雪的影响:主要是由风的漂积作用引起的。
在下雪过程中，风会把部分本将飘落在屋面上的雪积吹到附近的地面或其它较低的物体上，这种影响就叫风的漂积作用。
当风速较大或房屋处于曝风位置时，部分已经积在屋面上的雪会被风吹走，从而导致平屋面或小坡度（坡度小于10度）屋面上的雪压普遍比邻近地面上的雪压要小。
在高低跨屋面的情况下，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
对多坡度屋面及曲线型屋面，屋谷附近区域的积雪比屋脊区大，其原因之一是作用下的雪漂积，屋脊区的部分积雪被风吹在屋谷区内。
对于高低跨屋面，由于风对雪的漂积作用，会将较高屋面的雪吹落在较低屋面上，在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
苏联根据西伯利亚地区的屋面荷载的调查，对屋面积雪分布系数r μ规定为r μ=2h/0S ≤4.0式中 h ——屋面高低差，m ；0S ——基本雪压，kN/2m 。
雪荷载
S =u s
k r
0
S -雪荷载标准值； u -屋面积雪分布系数，见教材附录三； s -基本雪压。
k
r
0
屋面积雪分布系数
3.屋面积雪分布考虑 设计建筑结构及屋面的承重构件时，应按下列规定 采用积雪的分布情况： 屋面板和檀条按积雪不均匀分布的最不利情况采用； 屋架和拱壳应分别按全跨积雪的均匀分布、不均匀分 布和半跨积雪均匀的最不利情况采用； 框架和柱可按全跨积雪的均匀分布情况采用。
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荷载与结构设计方法
雪荷载
11建工李晓江
雪荷载
定义
雪荷载指作用在建筑物或构筑物顶面 上计算用的雪压。 一般工业与民用 建筑物屋面上的雪荷载，是由积雪形 成的，是自发性的气象荷载（自然荷 载）。雪载值的大小，主要取决于依 据气象资料而得的各地区降雪量、屋
盖形式、建筑物的几何尺寸以及建筑
物的正常使用情况等。
雪灾害
冰雪洪水
冰川泥石流
强暴风雪、风吹雪
1
2
3
冰雪洪水
冰川和高山积雪融化形成的洪水。其形成与气象条件密切相关，每年春季气 温升高，积雪面积缩小，冰川冰裸露，冰川开始融化，沟谷内的流量不断增 加；夏季，冰雪消融量急剧增加，形成夏季洪峰；进入秋季，消融减弱，洪 峰衰减；冬季天寒地冻，消融终止，沟谷断流。冰雪融水主要对公路造成灾 害。在洪水期间冰雪融水携带大量泥沙，对沟口、桥梁等造成淤积，导致涵 洞或桥下堵塞，形成洪水漫道，冲淤公路。
地震荷载计算
4.6水平地震作用计算 荷载的确定 a 恒载屋面板重力值：3.66.0710.8118.012G kN =⨯⨯=屋面楼面板重力值：3.6 3.64.58.7 6.66 2.195.6522G kN =⨯⨯+⨯⨯=楼面梁重力值： 3.6 3.64.0210.8 4.023 2.204129.5422G kN =⨯+⨯⨯+⨯=梁每层柱重力值：5.3693348.32G kN=⨯⨯=柱1墙重力值： 3.63.6910.8+3.69253.142G kN =⨯⨯⨯=女儿墙b 活载重力荷载代表值：6G G G G G =+++屋面板梁柱女儿墙地震作用的计算1 各层水平地震作用力的确定根据设计资料,设防烈度为7度,h<30m,建筑场地类别为Ⅱ类,故地震特征周期0.4g T =,框架结构基本自振周期1T 按下公式计算：自振周期：10.10.160.6T N ==⨯=s则有顶部附加地震作用 则水平地震影响系数最大值max 0.08α=水平地震影响系数2max1()g T T γαηα=建筑结构的阻尼比取值 0.05ξ= 则有0.9γ=2 1.0η=各层水平地震作用力的确定 因为1 1.4gT T ＞所以顶部附加地震作用系数n 1=0.08T +0.01=0.058ς则各层水平力为：由此得出各层的水平剪力为： 第六层 67.3427.6635.0V KN=+= 第五层535.030.3565.35V KN=+=第四层 465.3524.2889.63V KN =+= 第三层 389.6318.21107.84V KN=+= 第二层 2107.8112.14119.98V KN =+=第一层1119.98 6.07126.05V KN=+=表.2 地震作用下框架侧移计算侧移验算：层间侧移最大值：1/1449<1/550<满足要求> 3 弯矩的计算框架柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算：中柱处的梁： b bb i M i i =+左c 下j+1b 左j c 上j 左右（M +M ）边柱处的梁：b j M =c 下j+1总c 上jM +M。
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雪、风和地震荷载的计算方法
1 雪荷载
1.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》
文献[2]我国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》第6.1.1条规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：
s k=μr s o(1-1) 式中：s k为雪荷载标准值，[kN/m2]；μ r为屋面积雪分布系数；s o为基本雪压，[kN/m2]。
规范第6.1.2条规定，基本雪压应按该规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的雪压采用。
高于1989年同名规范30年一遇的标准。
第6.1.3是对规范没有给出基本雪压的地点取值方法的规定。
第6.1.4条是对山区基本雪压的规定。
屋面积雪分布系数μ r根据屋面形状按表6.2.1确定。
1.2 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版
文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版7.3规定，斜度小于1/12的平屋面的雪荷载按下式计算：
p f=αC e C t I p g (1-2) 式中：p f为雪荷载，[lb/ft2]；α系数，美国本土为0.7，阿拉斯加为0.6；C e为暴露系数；C t为热力系数；I为重要性系数，根据表1及表20，一般公用发电厂I=1.0；p g为地面雪荷载。
据规范解释对7.2的说明，地面雪荷载系基于雪荷载超过的年概率为2%（即平均重现期50年）的数值。
1.3 文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》
从上可见，文献[7]考虑的系数更多。
为了考虑与文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》一致，采用文献[2]的标准。
因矩形烟风道为平顶，根据后者的表6.2.1第1项取μ r =1.0。
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2 风荷载
2.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》
文献[2]第7.1.1条规定，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算主要承重结构时
w k =β z μ s μ z w o(1-3) 式中：w k为风荷载标准值[kN/m2]；β z为高度z处的风振系数；μ s为风荷载体型系数；μ z为风压高度变化系数；w o为基本风压，[kN/m2]。
规范第7.1.2条规定，基本风压应按该规范附录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/m2。
高于1989年同名规范30年一遇和不得小于0.25 kN/m2标准。
第7.1.3条是对规范没有给出基本风压的地点取值方法的规定。
第7.2.1至7.2.3条是对各种地形的风压高度变化系数的规定。
与1989年同名规范相比，这些条文都有变化，如地面粗糙度由分为三类变成分为四类。
2.2 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版
文献[7]6.5.1规定，在z高度的风速压力按下式计算：
q z=0.00256K z( IV )2(1-4) 式中：q z为风速压力（类似文献[2]的μ z与w o的乘积），[lb/ft2]；K z为风速压力暴露系数（类似文献[2]的μ z）；I为重要性系数，根据表1及表5，一般公用发电厂I=1.00~1.05；V为基本风速，[mph(英里/时)]。
实际运用时，还要根据具体条件，再乘上不同的受力系数C（类似文献[2]的μ s）和阵风响应系数（类似文献[2]的风振系数β z）。
规范6.5.2要求使用的基本风速至少为70mph（31.3m/s）；并且6.4.2.1还要求设计风荷载至少为10lb/ft2 (0.48kN/m2)。
据规范解释对6.5.2的说明，基本风速V系基于风速超过的年概率为0.02（即平均重现期50年）的数值。
从上可见两规范基本相似，但文献[7]标准取值稍高于文献[2]。
2.3 文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》
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本文考虑与文献[12]一致，采用文献[2]的标准。
风振系数β z：是考虑风压脉动对高耸结构施加的间接影响，而在烟风道设计中考虑的是烟风道零件本身直接承受的风荷载效应，因此取β z=1。
风荷载体型系数μ s：矩形烟风道按下列两种情况
—水平通道，与之最相近的建筑物是封闭式皮带通廊，但文献[2]条文说明“7.3 风荷载体型系数”中明确指出取消了原第26项封闭式皮带通廊的规定，正文的表7.3.1也删去了相关内容，但未解释原因。
为稳妥起见，本文仍按1989年版规范表6.3.1中最相近的第26项封闭式皮带通廊取值。
—垂直通道，按文献[2]表7.3.1中最相近的“第30项封闭式房屋和构筑物(a)正多边形（包括矩形）平面”取值计算。
3 地震荷载
3.1 文献[3]中国《建筑抗震设计规范GB50011-2001》
文献[3]我国《建筑抗震设计规范GB50011-2001》第5.2.1条规定，采用底部剪力法时，各楼层可仅考虑一个自由度，结构的水平地震作用标准值；应按下列公式确定：
F Ek=α1
G eq(1-5)
式中：F Ek为结构总水平地震作用标准值；α1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数最大值αmax；G eq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。
表5.1.4-1列出不同地震烈度下水平地震影响系数最大值为：
注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
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