风荷载作用-例题
风荷载习题
?1、求单层厂房的风荷载条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m ，基本风压w 0＝0．55kN ／m 2，室外地坪标高为－0．150。
要求：求作用于排架上的风荷载设计值。
答案：风荷载体型系数如图2．1．8所示。
风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B 类地面粗糙度确定。
柱顶处(标高11．4m 处) μz ＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m 处） 1.075z μ= （标高13.0m 处） 1.089z μ=（标高15.55m 处） 1.14(1.24 1.14)[(15.550.1515)/(2015)] 1.151z μ=+-⨯+--= （标高15.8m 处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值：迎风面：21100.8 1.0440.550.459/k s z w w kN m μμ==⨯⨯= 背风面：22200.5 1.0440.550.287/k s z w w kN m μμ==⨯⨯= 排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：211 1.40.4596 3.85/Q k q r w B kN m ==⨯⨯= 背风面：222 1.40.2876 2.41/Q k q r w B kN m ==⨯⨯= 作用在柱顶的集中风荷载的设计值：2、求双坡屋面的风压条件：地处B 类地面粗糙程度的某建筑物，长10m ，横剖面如图2．1．10a ，两端为山墙，w 0＝0．35kN ／m 2。
要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。
答案：1、已知200.35/w kN m =100t a n (3/12)14.0415α-==<，相应屋面的0.6sμ=-。
100L m =2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。
3、七层楼房的风荷载计算条件：某七层框架结构如图所示，基本风压为20.7/kN m ，地面粗糙度为A 类。
风荷载例题
风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。
由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。
因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。
1．高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。
根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+（压力），背风面体型系数为（吸力），顺风向总体型系数为1.3s μ=。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：2．高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。
3．实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。
100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。
结构的基本自振周期1 2.5T s =。
求风产生的建筑底部弯矩。
解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。
(2) 体型系数 1.3s μ=。
(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ=4 1.45z μ=5 1.62z μ=（4） 风振系数的确定，由201a w T ＝××2＝221.71/kN s m ⋅查表得脉动增大系数 1.51ξ=计算各区段中点高度处的第1振型相对位移11ϕ＝ 12ϕ＝ 13ϕ＝ 14ϕ＝ 15ϕ＝因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。
第七章--风荷载作用下的内力和位移计算
第七章--风荷载作用下的内力和位移计算第7章 风荷载作用下的内力和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为0.45m 基本风压20m /4.0KN =ω，地面粗糙度为C 类，结构总高度19.8+0.45=20.25m （基础顶面至室内地面1m ）。
计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算，即oz s z k w w μμβ=1、因结构高度H=20.25m<30m,高宽比20.25÷18.2=1.11＜1.5,故可取0.1z =β；2、s μ为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计s μ=1.3。
3、z μ为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C 类，按下表选取风压高度变化系数。
7.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B=（6.6+6.6）/2=6.6m。
各层楼面处集中风荷载标准值计算如表7.1：表7.1层号离地面高度Z（m）zμzβsμW0(KN/m2)h下(m)h上(m)(+)/2i z s zF w B h hβμμ=下上（kN）1 4.650.65 1.0 1.30.4 4.65 3.99.54 28.550.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 312.450.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 416.350.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 520.250.74 1.0 1.30.4 3.9 1.0 6.22根据表7.1，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图7.2所示：图7.2 框架在风荷载作用下的计算简图7.2 位移计算7.2.1框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对6轴线框架（中框架梁）的惯性矩乘以2.0，框架梁的线刚度计算：跨度为7.3m 的梁（b ×h=250mm ×600mm ）：)(109126.0250.0212bh 24333m I -⨯=⨯⨯=⨯= m KN L I E c b /105.33.7109108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 跨度为3.3m 的梁 (b ×h=200mm ×400mm ）：）（43-33m 101.2124.02.0212bh 2⨯=⨯⨯=⨯=I m KN L I E c b /109.13.31013.2108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 7.2.1.1 框架柱的线刚度 1、底层柱：A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==-B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==-2、上层柱：A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=四A0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 三A0.875 0.30 9467 44180 B 1.35 0.40 12623 C 1.35 0.40 12623 D 0.875 0.30 9467 二A0.875 0.30 9467 44180 B 1.35 0.40 12623 C 1.35 0.40 12623 D 0.875 0.30 9467 首层A1.17 0.53 7056 30354 B 1.80 0.61 8121 C 1.80 0.61 8121 D1.170.537056风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：∑=∆ijjj D V u式中 jV ------第j 层的总剪力标准；∑ijD--------第j 层所有柱的抗侧刚度之和；ju ∆--------第j 层的层间侧移。
风荷载例题
例题1：某三层钢筋混凝土框架结构，平面为矩形，纵向各轴线间距离为4.2m ，层高为3.6m ，室内外高差0.6m ，地貌为B 类，所在地区基本风压值w 0为0.55kN/m 2。
求，顺风向风对一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值。
风压高度变化系数μz (z)（老规范）离地面高度（m ）地面粗糙度B5 1.00 10 1.00 151.14解：建筑总高h <30m ，取βz =1.0 层数 βzμsz μz w 0w z 1 1.01.34.2 1.00 0.55 0.715 2 7.8 1.00 0.715 311.41.040.744一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值为：()11 4.2 3.60.715 4.211.71kN 2P =⨯+⨯⨯= ()213.6 3.60.7154.210.81kN 2P =⨯+⨯⨯=313.60.7444.25.62kN 2P =⨯⨯⨯=例题2：某金工车间，外形尺寸及部分风载体型系数如图所示，基本风压200.45kN /m ω=，柱顶标高为10m +，室外天然地坪标高为0.30m -，1=2.1m h ，2=1.2m h ，地面粗糙类别为B ，排架计算宽度6m B =。
求作用在排架上的顺风向风荷载标准值。
.解：（1）求21,q q ，离地10m 时，0.1=z μ，离地15m 时，14.1=z μ，当离地10.3m 时，()1.141110.310 1.011510z μ-=+⨯-=-()10.8 1.010.456 2.18/k q kN m =⨯⨯⨯=→ ()20.5 1.010.456 1.36/k q kN m =⨯⨯⨯=→（2）求w屋顶与檐口风压高度变化系数均按檐口离室外地坪的高度10.3+2.1=12.4()1.141112.410 1.071510z μ-=+⨯-=-()()0.80.5 2.10.50.6 1.2 1.070.4567.54k w kN =+⨯+-⨯⨯⨯⨯=⎡⎤⎣⎦。
风荷载的计算例题高层建筑结构（共5篇）
风荷载的计算例题高层建筑结构（共5篇）第一篇：风荷载的计算例题高层建筑结构建筑荷载的计算三大力学：理论力学，材料力学，结构力学。
三大力学是设计建筑结构的理基础。
只有熟练的学习好三大力学才能灵活运用到建筑结构设计方面。
以下为计算试题，仅供参考。
第二篇：《建筑结构荷载规范》《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）新内容有关调整部分：新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ9-87）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共13条，具体分配为：第1章有1条、第3章有3条、第4章有5条、第6章有2条、第7章有2条；楼面活荷载作了一些调整和增项，屋面不上人活荷载也作了一些调整；风、雪荷载由原按30年一遇重新规定为按50年一遇，同时对滁州市的风、雪荷载值也作了一点调整：10米高50年一遇基本风压值为0.35KN/M2，雪压值为0.40KN/M2，雪荷载准永久值系数为0.2，属于第Ⅱ分区；在计算风载时，风压高度变化系数根据地面粗糙度类别来确定：原规范（GBJ9-87）将地面粗糙度类别分为三类（A、B、C）。
随着我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区的粗糙程度也有不同程度的提高，新规范（GB50009-2001）特将地面粗糙度改为四类（A、B、C、D），其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m，新增添的D 类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α为0.3，梯度风高度HG取450m；专门规定了围护结构构件的风荷载及相关计算；在常用材料和构件的自重之“附表A”中，增设了“建筑墙板”一览表。
强制性条文部分：第1章“总则”之强制性条文：第1.0.5条：规范采用的设计基准期一律为50年；第3章“荷载分类和荷载效应组合”之强制性条文：第3.1.2条：建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值：对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。
风荷载计算例题
[例题1-1]
34.64m
20m
一高层钢筋混凝土结构，平面形状为 正六边形，边长为20m。房屋共20层， 风向 除底层层高为5m外，其余层高为3.6m。 该房屋的第一自振周期T1=1.2S，所在 地区的基本风压 w0 0.7kN / m2
地面粗糙度为C类。试计算各楼层处与风向一致方向总的风荷 载标准值。
19 69.8 1.45 0.95 1.44 1.17 0.73 0.73 84.21 52.63 1 1.45 1.21 0.75 0.75 43.39 27.12 27.12
Wz
85.29 74.45 77.50 82.36 92.06 99.65 108.14 115.72 123.31 130.89 137.57 145.16 151.83 158.51 163.67 170.35 177.03 182.80 189.48 97.62
3 计算风振系数
z 1z z
w0T12 0.71.22 1.01对于C类地面，乘0.62
根据0.62×1.01=0.63 查表1-12 1.386
房屋高宽比H/B=(5+3.6×19)/34.64=2.1，查表1-13， 0.485
对于质量和刚度沿高度比较均匀的房屋，结构振型系数可以取
z z / H z / 73.4
4 15.8 0.76 0.22 1.19 0.51 0.32 0.32 36.61 22.88 22.88
5 19.4 0.84 0.26 1.21 0.57 0.36 0.36 40.92 25.57 25.57
6 23 0.89 0.31 1.23 0.62 0.38 0.38 44.29 27.68 27.68
13 48.2 1.23 0.66 1.36 0.94 0.59 0.59 67.48 42.18 42.18
3风荷载例题
μz
=
1.52
+
16 20
− −
10 15
（1.62
−
1.52）
=
1.542
则厂房两侧平均风荷载标准值分别为：
q1k = μs1μzω0B = 0.8 × 1.436 × 0.4 × 6 = 2.76kN q2k = μs2μzω0B = 0.4 × 1.436 × 0.4 × 6 = 1.38kN
作用于排架上的风荷载设计值：
q1k = γQq1k = 1.4 × 2.76 = 3.864kN q2k = γQq2k = 1.4 × 1.38 = 1.932kN
柱顶以上部分受到的风荷载:
注：该荷载以集中力的形式作用于排架柱上
设计值：
谢谢欣赏
THANK YOU FOR TCHING
144米和16米时z138144?1015?10152?13815032z15216020?15162?1521542作用于排架上的风荷载设计值
风荷载例题
如图所示某双跨单层厂房。柱距为6m， 地处海边，基本风压为0.40kN/m2 试求：作用在排架上的风荷载。
风荷载
答案：据表10-4，按地面粗糙度类别，海边为A类， 风压高度变化系数μz按A类为：
10米时，μz=1.38， 15米时，μz=1.52 20米时，μz=1.63。
利用插入法求得：12米时，
μz
=
1.38
+
12 15
− −
10 10
（1.52
−
1.38）
=
1.436
利用插入法求得：14.4米和16米时，
14.4 − 10 μz = 1.38 + 15 − 10 （1.52 − 1.38） = 1.5032
风荷载例题
风荷载例题F 面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算由W k z s z W o 知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压W 0、 风压高度变化系数 z 、风荷载体型系数S 、风振系数z 。
因基本风压与风压高 度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数 的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。
1高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。
根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎 风面体型系数为+0.8 （压力），背风面体型系数为-0.5 （吸力），顺风向总体型系 数为s1.3。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 3-2002第3.2.5条: 计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数 s可按下列规定采用:1圆形平面建筑取0.8 ;2•正多边形或截角三角形平面建筑，由下式计算:式中，n 为多边形的边数。
3. 高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取 1.3 ;4. 下列建筑取1.4:1） V 形、丫形、弧形、双十字形、井字形平面建筑； 2） L 形、槽形和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑；3） 高宽比H/B 大于4,长宽比L/B 不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑 5. 在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按本规程附录0.81.27n用，或由风洞试验确定。
2. 高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。
3. 实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。
H 100m , B 33m，地面粗糙度指数s= 0.22，基本风压按粗糙度指数为s 0-16的地貌上离地面高度z s = 10m处的风速确定，基本风压值为w。
0.44kN/m2。
高层建筑结构设计(风荷载例题)
z H i 1.502 0.478 H i z 1 1 1 z z H z H
（4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.1）可得
沿房屋高度分布的风荷载标准值为：
q( z) 0.45 0.8 0.57 40z z 24.66z z
下室采用筏形基础，埋置深度为12m，如图所示。已
知基本风压 w0 0.45 kN m2 ，建筑场地位于大城市郊 区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标
准值的总值为 800kN 。为简化计算，将建筑物沿高度
划分为六个区段，每个区段为20m，近似取其中点位
置的风荷载作为该区段的平均值。计算在风荷载作用
筏形基础底面的弯矩为：
M 800 132 1384.8 122 1262.2 102 1123.8 82 971.0 62 788.6 42 522.8 22 600266.4kN m
下结构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。
解：（1）基本自振周期：根据经验公式可得
T1 0.05n 0.05 38 1.90s
w0T12 0.45 1.92 1.62kN s 2 m2
（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1求得 s1 0.8
H 120 s 2 0.48 0.03 0.48 0.03 0.57 L 40
例题31某高层建筑剪力墙结构上部结构为38层底部13层层高为4米其他各层层高为3米室外地面至檐口的高度为120米平面尺寸为30m40m地下室采用筏形基础埋置深度为12m如图所示
例题3-1 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，
风荷载作用-例题
[例题2-1] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m ，其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为30m ⨯40m ，地下室筏板基础底面埋深为12m,如图2-4所示。
已知100年一遇的基本风压为2/45.0m kN =ϖ 建筑场地位置大城市郊区。
已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。
为简化计算，将建筑物沿高度划分为6个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值、计算在风苛载作用下结构底部(一层)的剪力设计值和筏板基础底面的弯矩设计值。
[解] (1) 基本自振周期 根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为：s n T t 9.13805.005.0≈⨯== （ n 是层数）222210/62.19.145.0m s kN T ∙=⨯=ϖ(2) 风荷载体型系数 对于矩形平面，由《高层规程》附录A 可求得80.01=s μ57.0)4012003.048.0()03.048.0(2=⨯+-=+-=L H s μ (3) 风振系数 由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表2-6可查得脉动增大系数502.1=ξ脉动影响系数v 根据H /B 和建筑总高度H 由表2-7确定，其中B 为与风向相一致的房屋宽度，由H/B=4.0可从表2-7经插值求得v=0.497；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即 HH i z =ϕ。
i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。
则由式(2-4)可求得风振系数为： HH H H i z i z v z z v z ∙⨯+=∙+=+=μμξμαϕξβ497.0502.1111 (4) 风荷载计算 风荷载作用下，按式(2-2a)的可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为： z z z z z q βμβμ66.2440)57.08.0(45.0)(=⨯+⨯=按上述方法可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表2-9，如图2-4所示。
风荷载习题
1、求单层厂房的风荷载条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m ，基本风压w 0＝0．55kN ／m 2，室外地坪标高为－0．150。
要求：求作用于排架上的风荷载设计值。
答案：风荷载体型系数如图2．1．8所示。
风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B 类地面粗糙度确定。
柱顶处(标高11．4m 处) μz ＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m 处） 1.075z μ= （标高13.0m 处） 1.089z μ=（标高15.55m 处） 1.14(1.24 1.14)[(15.550.1515)/(2015)] 1.151z μ=+-⨯+--= （标高15.8m 处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值：迎风面：21100.8 1.0440.550.459/k s z w w kN m μμ==⨯⨯= 背风面：22200.5 1.0440.550.287/k s z w w kN m μμ==⨯⨯=排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：211 1.40.4596 3.85/Q k q r w B kN m ==⨯⨯= 背风面：222 1.40.2876 2.41/Q k q r w B kN m ==⨯⨯= 作用在柱顶的集中风荷载的设计值：0() 1.4[(0.80.5) 1.075 1.10(0.20.6) 1.0890.5(0.60.6) 1.151 2.55]0.55624.3w Q si zi i F r h w B kNμμ==+⨯⨯+-+⨯⨯++⨯⨯⨯⨯=∑2、求双坡屋面的风压条件：地处B 类地面粗糙程度的某建筑物，长10m ，横剖面如图2．1．10a ，两端为山墙，w 0＝0．35kN ／m 2。
要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。
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。
风荷载例题
风荷载例题下面以高层建筑为例，说明顺风向结构风效应计算。
由0k z s z W W βμμ=知，结构顺风向总风压为4个参数的乘积，即基本风压0W 、风压高度变化系数z μ、风荷载体型系数s μ、风振系数z β。
因基本风压与风压高度变化系数与结构类型和体型无关，以下主要讨论高层建筑体型系数和风振系数的确定，然后通过实例说明高层建筑顺风向风效应的计算。
1．高层建筑体型系数高层建筑平面沿高度一般变化不大，可近似为等截面，且平面以矩形为多。
根据风洞试验及实验结果，并考虑到工程应用方便，一般取矩形平面高层建筑迎风面体型系数为+0.8（压力），背风面体型系数为-0.5（吸力），顺风向总体型系数为 1.3s μ=。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第3.2.5条：2．高层建筑风振系数高层建筑风振系数可根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002进行计算，也可参考《建筑结构荷载规范》。
3．实例【例1】已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变，质量和刚度沿竖向均匀分布。
100H m =，33B m =，地面粗糙度指数s α＝0.22，基本风压按粗糙度指数为0.16s α=的地貌上离地面高度s z ＝10m 处的风速确定，基本风压值为200.44/w kN m =。
结构的基本自振周期1 2.5T s =。
求风产生的建筑底部弯矩。
解：(1) 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风载值作为该区段的平均风载值，。
(2) 体型系数 1.3s μ=。
(3) 本例风压高度变化系数在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别为10.62z μ= 21z μ= 3 1.25z μ=4 1.45z μ=5 1.62z μ=（4） 风振系数的确定，由201a w T ＝0.62×0.44×2.52＝221.71/kN s m ⋅查表得脉动增大系数 1.51ξ=计算各区段中点高度处的第1振型相对位移11ϕ＝0.10 12ϕ＝0.30 13ϕ＝0.50 14ϕ＝0.70 15ϕ＝0.90因建筑的高度比/3H B =，查表得脉动影响系数0.49ν=。
风荷载习题
1、求单层厂房的风荷载条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m，基本风压2，室外地坪标高为－0．150。
w0＝0．55kN／m要求：求作用于排架上的风荷载设计值。
答案：风荷载体型系数如图2．1．8所示。
风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B类地面粗糙度确定。
柱顶处(标高11．4m处)μz＝1+(1．14－1)×[(11．4+0.5－10)／(15－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m处）1.075z（标高13.0m处）z1.089（标高15.55m处）1.14(1.241.14)[(15.550.1515)/(2015)]1.151z（标高15.8m处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零）垂直作用在纵墙上的风荷载标准值：迎风面：2 wwkNm1ks1z00.81.0440.550.459/背风面：2 w2k s2z w00.51.0440.550.287kN/m排架边柱上作用的均布风荷载设计值：迎风面：2 q1r Q w1k B1.40.45963.85kN/m1背风面：2 q2r Q w2k B1.40.28762.41kN/m作用在柱顶的集中风荷载的设计值：Fr(h)wB1.4[(0.80.5)1.0751.10(0.20.6)1.0890.5wQsizii0(0.60.6)1.1512.55]0.55624.3kN2、求双坡屋面的风压条件：地处B类地面粗糙程度的某建筑物，长10m，横剖面如图2．1．10a，两端为山墙，2。
w0＝0．35kN／m要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。
答案：1、已知2w00.35kN/m100tan(3/12)1，4相.应0屋4面的150.6s。
L100m2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。
23、七层楼房的风荷载计算条件：某七层框架结构如图所示，基本风压为20.7kN/m，地面粗糙度为A类。
第3章1-风荷载
s ——第i个表面的风载体型系数；
ai ——第i个表面法线与总风荷载作用方向的夹角。
3.2 风荷载
3.2.2总体风荷载和局部风荷载
W z z0 (s1B1 cos1 s 2 B2 cos2 ... sn Bn cosn )
3.2 风荷载
3.2.3风洞试验
风洞试验要求在风 洞中能实现大气边界层 内风的平均风剖面、紊 流和自然流动，即能模 拟风速随高度的变化， 大气紊流纵向分量与建 筑物长度尺寸应具有相 同的相似常数。一般， 风洞尺寸达到宽2-4m、 高2-3m、长5-10m时可满 足要求。
3.2 风荷载
例题3-1
计算具有右图平面的 框架-剪力墙结构的总 风荷载及其合力作用 点。18层，高58m， H/B=1.72，D类地区， 地区标准风压 w0=0.70kN/m2。
-0.7
+0.4
-0.7
0 +0.8
-0.5 -0.5
0
-0.5
3.2 风荷载
4.风振系数 z
稳定风压(平均风压——静力): 风速的平均值产生的风压, 使建筑 物产生静侧移； 波动风压——动力：实际风速产生的风压，在平均风压附近 波动。
它把圣保罗大教堂与新的泰特现代艺 术画廊和星球剧院联系起来。这座泰 晤士河上的“千年桥”耗资1820万英 镑，2000年6月10日首次向公众开放时， 桥身出现明显摆动，三天后被迫关闭。 有关部门在这座350米长的步行桥上加 装了91个类似汽车减震器的装置，方 得以重新向公众开放。重新开放后的 千年桥热闹非凡。
伦敦千年桥
4.风振系数 z
3.2 风荷载
考虑范围： 房屋结构 H>30m 且 H/B>1.5 高耸结构 T1>0.25s
风荷载作用下排架内力分析
风荷载作用下排架内力分析1.左吹风时计算简图如图（1）所示q 2(1)对于A 柱： λ=0.288 n=0.15411311113110.34218111.8614.60.3429.287()A n C n R q HC KN λλ⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=-=-⨯⨯=-←对于C 柱； λ=0.288 n=0.244411321113110.35718110.9314.60.357 4.847()C n C n R q HC KN λλ⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=-=-⨯⨯=-←A C W R R R F =+-=-9.287-4.847-9.54=-23.674KN （←）各柱顶的剪力分别为： A η=0.361 B η=0.545 C η=0.094A A A V R R η=-=-9.287+0.361×23.674=-0.741KN(←)B B V R η=-=0.545×23.647=12.902KN(→)C C C V R R η=-=-4.847+0.094×23.674=-2.622KN(←)排架内力如下图：A BCABC2.右吹风时计算简图如图（2）所示 F w（2）对于A 柱： n=0.146 11C =0.342A R =-2q H 11C =0.93×14.6×0.342=4.644KN ( )对于C 柱： n=0.244 11C =0.357111C R q HC =-=-1.86×14.6×0.357=9.695KN(→) A C W R R R F =+-=4.644+9.695+9.54=23.879KN(→)各柱顶的剪力分别为 A η=0.361 B η=0.545 C η=0.094A A A V R R η=-=4.644-0.361×23.879=-3.976KN(←) B B V R η=-=-0.545×23.879=13.014KN(→) C C C V R R η=-=9.695-0.094×23.879=7.450KN(→) 排架内力图如下所示AB CA B C5. Max T 作用于AB 跨柱： 当AB 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如下图（ ）所示1.当Max T 向右作用时对于A 柱n=0.146 λ=0.288 , 得a=(4.2m-1.2m)/4.2m=0.714 ,()()235321231211a a a n C n λλλ⎡⎤+--+⎢⎥⎢⎥⎣⎦=⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=0.624 5A Max R T C =-=-20.6×0.624=-12.854KN(←) 同理对于B 柱 n=0.171 , λ=0.288 , a=0.714 , 5C =0.6355B Max R T C =-=-20.6×0.635=-13.081KN(←) 排架柱顶总反力为： A B R R R =+=-12.854-13.081=--25.935KN(←)各柱顶剪力为：A A A V R R η=-=-12.854+0.361×25.935=-3.491KN(←) B B B V R R η=-=-13.081+0.545×25.935=1.054KN(→) C C V R η=-=0.094×25.935=2.438KN(→) 排架各柱的弯矩图及柱底剪力图如图（ ）所示当Max T 向左作用时，弯矩图和剪力图只改变符号，方向不变。
风荷载的计算例题《高层建筑结构》
计算如图所示的框架-剪力墙结构的风荷载及合力作用位置。
18层房屋总高度为58m ，地区的标准风压20w =0.64m KN ，风向为图中箭头所示
解：每个表面沿建筑物高度每米的风荷载是
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα
其中w 0=1.1×0.64=0.7KN /m 2（《规范》中的基本风压是普通建筑，对于高层建筑而言，应乘以1.1的增大系数）
首先计算0si i i u w cos B α，按照8块表面积分别计算风力（压力或者吸力）在y 方向的投影值，投影后与y 坐标正向相同取正号，反之取负号，表面序号在O 中注明，计算如表1-1所示，
风力合力作用点距离原点 x 0=466.80/29.16=16m 框架剪力墙的基本周期的近似取值为0.07N,N 为结构层数
T=0.07×18=1.26s W 0T 2=0.7×1.262=1.11KN ·s 2/m 2 查表的ξ=1.45 B 类地区，v=0.35
i i z z z i z i z w =u w =u +=u +0.7629.16/m H H W KN H H βξν⎛⎫⎛
⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑
计算结构如表1-2所示
结构的计算类型为。
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[例题2-1] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m ，其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为30m ⨯40m ，地下室筏板基础底面埋深为12m,如图2-4所示。
已知100年一遇的基本风压为2
/45.0m kN =ϖ 建筑场地位置大城市郊区。
已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。
为简化计算，将建筑物沿高度划分为6个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值、计算在风苛载作用下结构底部(一层)的剪力设计值和筏板基础底面的弯矩设计值。
[解] (1) 基本自振周期 根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期
为：
s n T t 9.13805.005.0≈⨯== （ n 是层数）
222210/62.19.145.0m s kN T ∙=⨯=ϖ
(2) 风荷载体型系数 对于矩形平面，由《高层规程》附录A 可求得
80.01=s μ
57.0)40
12003.048.0()03.048.0(2=⨯+-=+-=L H s μ (3) 风振系数 由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表2-6可查得脉动增大系数
502.1=ξ
脉动影响系数v 根据H /B 和建筑总高度H 由表2-7确定，其中B 为与风向相一致的房屋宽度，由H/B=4.0可从表2-7经插值求得v=0.497；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即 H
H i z =ϕ。
i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。
则由式(2-4)可求得风振系数为： H
H H H i z i z v z z v z ∙⨯+=∙+=+=μμξμαϕξβ497.0502.1111 (4) 风荷载计算 风荷载作用下，按式(2-2a)的可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为： z z z z z q βμβμ66.2440)57.08.0(45.0)(=⨯+⨯=
按上述方法可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表2-9，如图2-4所示。
则可计算求得在风荷载作用下结构底部一层的剪力设计值为
kN V 16.9652)8.5230.7928.9760.11322.12726.1379800(4.11=++++++= 可求得筏板基础底面的弯矩设计值为
628.976820.11321022.12721226.1397132800(4.1⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=M
+792.0)228.52342⨯+⨯
M kN ∙=72.845662
[例题2-2]某钢筋混凝土烟囱高度为l00m ，上口外径为4m ，底部外径为8m ，坡度为2%，如图2-5所示。
已知该地区基本风压为 0.452
/m kN , 地面粗糙度类别为B 类，将烟囱沿高度分为五段，试计算各段的平均风荷载以及底部截面产生的弯矩和剪力标准值，并判别是否考虑脉动风引起的横向风振。
[解](1)有关几何参数
第5段的形心高度： m h 70.89)
48.4(3)428.4(20805=+⨯⨯+⨯+=， 其他各段形心距底部截面的高度、
各段风荷载作用面积见表2-10。
(2)风荷载体型系数
总高度为100m ，平均直径为
,015.02.160.645.0,0.62>=⨯⨯==z z o z d m d μμϖμ67.16=d H ，
又因钢筋混凝土表面属表面“光滑”条件。
由《荷载规范》表7.3.1项次36可得 554.0=s μ 。
(3)
风压高度变化系数
按照地面粗糙度为B 类，由表2-5可查得不同高度z 处的风压高度变化系数见表2-10。
(4)风振系数
烟囱的自振周期可按照《荷载规范》附录E 公式(E.1.2-2)计算 s s d
H da T 25.0077.261001010.041.01010.041.02
2221>=⨯⨯+=⨯+=-- H ——第i 层离地面高度及房屋总高度；
ξ——动力系数，或称脉动增大系数，按表2-4采用;
ν——脉动影响系数，B 类粗糙度地形取v=0.53，C 类取v=0.63；
z μ——风压高度变化系数，按表2-1采用。
表中，0ω ——高层建筑基本风压值；
t T ——结构基本自振周期，可按下式近似计算，式中N 为层数。
框架结构 N T t )1.0~08.0(=
框架 剪力墙(筒体) N T t )08.0~06.0(=
剪力墙及筒中筒 N T t 05.0=
二、总风荷载与局部风荷载
总风荷载设计时，应使用总风荷载计算风荷级作用下结构的内力及位移。
总风荷载为建筑物各个表面承受风力的合力，是沿建筑物高度变花的线荷载。
通常，按x 、y 两个互相垂直的方向分别计算总风荷载。
按下式计算的总风荷载标准值是z 高度处的线荷载(kN/m)。
)c o s ....cos cos (222111n n sn s s o z Z z B B B W αμαμαμωμβ+++= （2-1-3） n ——建筑物外围表面数（每一个平面作为一个表面）；
1B 、2B 、…..n B ——n 个表面的宽度；
1s μ、2s μ、…..sn μ——n 个表面的平均风荷载体型系数；
1α、2α、…...n α——n 个表面法线与风作用方向的夹角。
建筑物某个表面与风力作用方向垂直时，即00=i α，则这个表面的风压全部计入总风荷载；当某个表面与风力作用方向平行时，即090=i α，则这个表面的风压不计入总风荷载;其他与风作用方向成某一角度的表面，都计入该表面上压力在风作用方向的分力，在计算时要特别注意区别是风压力还是风吸力，以便作矢量相加。
各表面风荷载的合力作用点，即总风荷载作用点。
局部风载 在某些风压较大的部位，有时需要验算表面围护构件及玻璃等的强度或构件连接强度。
在计算建筑突出部位如阳台、檐口、雨罩、遮阳板等构件内力时，要考虑由风产生的向上漂浮力。
这些计算称为局部风荷载计算，采用表2-3列出的局部风载体型系数，出式(2-1-1)计算单位面积上的风荷载标准值。
[例2-1]计算框架-剪力墙结构的总风荷载标准值及其作用位置。
该结构平面图如图2-4，18层,房屋总高58米，地区标准风压值2/64.0m kN ，风向为图中
箭头所指方向,体型系示于图中。
[解] 沿建筑物高度总风荷载是
01cos ωαμμβi si R i i z
z z B W ∑== 0ω取2/7.064.01.1m kN =⨯
首先计算 i i si i B W αμωcos 0=,
按8块表面积分别计算。
表面序号
在图中O 内标明，列表计算如下，
i x 为 0ω 到原点o 的距离。
风力合力作用点距原点
m x
x i i i
1616
.2980.4660===∑∑ωω
框架-剪力墙结构基本周期近似取 s N T 26.11807.007.01=⨯== 222210/11.126.17.0m s kN T ∙=⨯=ω 查表2-4得45.1=ξ
B 类地区得53.0=ν
所以 ∑∑+==i i z i z z z H H W ωξνμωμβ)( 16.29)76.0(⨯+H
H i z μ 各楼层高度处风荷载值如下：。