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。

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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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