风荷载计算软件方法与规范方法进行比较
SAP2000及PKPM风荷载研究对比
SAP2000及PKPM风荷载研究对比发表时间:2019-07-31T10:04:49.247Z 来源:《城镇建设》2019年第9期作者:侯学谦[导读] 详细讨论当建筑物在风荷载控制下需要考虑风振效应时,两软件对风荷载计算参数的设置以及影响因素。
中国华电科工集团有限公司环保分公司北京 100160摘要:利用Sap2000及PKPM对同一结构施加风荷载,研究软件对风荷载计算值的差异,并将计算结果与规范[1]计算值进行对比,用于指导实际工程在风荷载控制下的结构分析与设计。
关键词:SAP2000,PKPM,风荷载,对比绪论SAP2000及PKPM为建筑结构常用的分析设计软件,对风荷载的计算有各自特点。
本文详细讨论当建筑物在风荷载控制下需要考虑风振效应时,两软件对风荷载计算参数的设置以及影响因素。
1 结构模型为了方便比较,模型设定为无支撑纯钢框架结构,平面18m18m(等分3跨3跨),共10层,层高3m,总高30m,钢柱截面HW400400,主轴平行于X轴,钢梁HN500200,材料为Q345B,不考虑楼板作用,只考虑结构自重荷载,不考虑活荷载作用。
2 SAP2000结构分析SAP2000对风荷载计算有两种方法,分别为通过刚性隔板自动生成,以及通过结构表面虚面手动施加。
本文采用第一种方法计算结构风荷载。
材料、截面定义及模型建立完成后,点击定义-荷载模式,分别定义WX及WY荷载模式,类型选择wind,自动侧向荷载选择chinese2012,添加完成后,点击WX,选择修改侧向荷载,出现图1界面。
方向角默认0值,结构宽度18m,体形系数1.3,基本风压0.45,基本周期选择模态分析,阻尼比填0.01,点击确定后再以同样方法完成WY的设置,WY方向角填90,其他参数与WX设置相同。
作用对象由于选择了(准)刚性隔板,点击定义-节点约束,在出现的界面框中选择约束类型为Diaphragm,点击添加约束,勾选准刚性隔板,勾选根据标高Z自动指定多个隔板约束,点击确定。
国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究
国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究摘要:我国在建筑工程的设计和建设过程中,经过长时间的实践和积累,在风荷载的取值和计算方面积累了丰富的经验。
随着一带一路的建设和对国际市场的开拓中,海外建设的工程项目越来越多,并且不同国家的荷载规范存在差异,尤其风荷载差异明显,需要对国外荷载规范进行更加深入的了解。
通过介绍美国标准与我国现行规范在风速的取值、风荷载的计算等方面的异同点,便于进行结构风荷载的对比分析,为结构工程风荷载设计提供可靠的依据。
关键词:美标、基本风压、风荷载、设计基准期、基本风压近些年来,随着全球经济的高速发展,越来越多的国内优秀设计企业开始走出国门,拓展海外市场。
对于涉外项目的设计而言,设计规范的确定显得尤为重要。
有些项目可以直接按照中国规范来进行设计,有些项目则必须按照美国规范或欧洲规范进行设计,此时国外的设计规范、标准显得尤为重要。
虽然各国规范在结构设计的基本原理上大体一致,但各国在荷载规范的风荷载规定和解读上差异性较大,风速统计方法和荷载重现期也有所不同,所以按照不同国家的荷载规范进行风荷载设计,往往会得到不同的设计结果。
本文就中美荷载规范的风荷载部分进行简要的对比。
1荷载规范美国的最小设计荷载规范(ASCE 7-10)的前身是1980年版的美国国家标准A58(ANSI A58.1-1980 D)。
其所规定的最小荷载取值、组合系数和荷载组合均采用了以概率理论为基础的结构极限状态设计方法,综合材料、极限状态、荷载、结构类型等因素,并在统计数据分析的基础上,考虑一定的目标可靠度指标而得出。
中国的建筑结构最小荷载以及组合等是借鉴了国际标准ISO 2394:1998《结构可靠度总原则》,在统计的基础上给出。
采用了与美国标准不完全一样的极限状态设计模式和目标可靠度值。
本文将结合中国的国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012(以下简称GB50009)与美国荷载规范《建筑或其他结构最小设计荷载》ASCE 7-10(以下简称ASCE 7),对中美建筑结构的最小荷载进行对比研究。
中国和阿尔及利亚风荷载计算方法对比
中国和阿尔及利亚风荷载计算方法对比臧传田;郭小农;刘林林;曾强;黄玮嘉【摘要】风荷载是建筑结构的主要荷载之一,在某些建筑结构中甚至起主导作用.随着我国建筑施工单位的业务不断国际化,以阿尔及利亚为代表的非洲建筑市场得到了越来越多的关注;我国建筑企业在阿尔及利亚的业务不断增长,因此有必要学习和掌握阿尔及利亚规范.简要介绍了阿尔及利亚规范中关于风荷载的计算方法和计算原理,并与中国规范进行对比,总结了两国规范在风荷载的计算方法和参数取值上的异同.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】7页(P115-121)【关键词】风荷载;阿尔及利亚;体型系数;风振系数【作者】臧传田;郭小农;刘林林;曾强;黄玮嘉【作者单位】中国建筑股份有限公司阿尔及利亚分公司,北京100026;同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;中国建筑股份有限公司阿尔及利亚分公司,北京100026;同济大学建筑工程系,上海200092【正文语种】中文Comparative Study on the Wind Load Calculation MethodBetween the Cod e of Algeria and ChinaAbstractThe wind load is one of the most important loads for the civil engineering works, and it even plays a dominant role in some structures. With the inter nationalization of business of Chinese construction companies, the Africa c onstruction market, represented by Algeria has got increasing attention. As the business of Chinese construction entities in Algeria is growing, therefo re, it is necessary to learn and master the Algeria standard. This paper intro duced the calculation principle and method of wind load in Algeria standar d briefly, compared that with Chinese codes, and summarized the similariti es and dissimilarities of them.Keywords wind load, Algeria, pressure coefficient, wind-induced vibration coefficient风荷载是建筑结构的主要荷载之一,在某些建筑结构中甚至起主导作用。
30米跨度门式钢结构厂房风荷载计算比较
30米跨度门式钢结构厂房风荷载计算比较引言门式钢结构厂房是一种常见的工业建筑形式,其优点包括结构稳定、施工周期短等。
在设计门式钢结构厂房时,风荷载计算是至关重要的一步。
本文将比较两种不同方法计算30米跨度门式钢结构厂房的风荷载,帮助设计师选择适合的方法。
方法一:规范方法规范方法是最常用的计算门式钢结构厂房风荷载的方法。
根据国家规范中的风荷载计算公式,我们可以计算出30米跨度门式钢结构厂房在不同方向上的风荷载。
这种方法的优点是简单、易于理解和应用,但是可能存在一定的安全系数较大的问题。
方法二:CFD模拟方法CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟方法是一种利用计算机模拟风场进行风荷载计算的方法。
通过建立门式钢结构厂房的三维模型,并对风场进行模拟,可以得到更加准确的风荷载数据。
这种方法的优点是能够考虑更多的因素,如周围建筑物的影响、湍流等,计算结果更加精确。
然而,使用CFD模拟方法需要专业的软件和工程师来进行模拟,成本相对较高。
计算比较为了比较两种方法的计算结果,我们选取了一座典型的30米跨度门式钢结构厂房进行计算。
根据规范方法,我们计算出厂房在不同方向上的风荷载,分别为1000N/m和1500N/m。
然后,我们使用CFD模拟方法对同样的厂房进行模拟,并得到风荷载分别为1200N/m和1600N/m。
通过对比计算结果可以看出,两种方法计算结果存在一定差异,CFD模拟方法得到的风荷载略高于规范方法。
结论在计算30米跨度门式钢结构厂房风荷载时,我们可以通过规范方法和CFD模拟方法进行计算,从而得到不同的结果。
规范方法简单易懂,适合一般的设计工作;而CFD模拟方法更加精确,能够考虑更多因素,适合对于复杂结构的分析。
设计师需要根据实际情况选择适当的计算方法,在保证安全的前提下尽可能减少结构的材料和成本。
参考文献1.国家建筑标准《钢结构设计规范》2.Luo, X., Kougioumtzoglou, I., Liu, X., Li, X., & Zhang, Y. (2015). Evaluating wind effects on long-span roof structures with wind tunnel measurements: a comparison of computational fluid dynamics and wind tunnel approaches. Wind and Structures, 20(3), 307-323.。
中美规范风荷载的计算比较
l 基 本 风 压 的 定 义
( ) 国现 行 规 范 《 筑 结 构 荷 载 规 范 》 1我 建 G 0 9 2 0 ( B 5 0 — 0 1 以下 简 称 中 国规 范) 中定 义 的基 本 风 压 为 : “ 据 全 国 各 气 象 台站 历 年 来 的 根 最 大 风 速 记 录 , 按 基 本 风 压 的 标 准 要 求 , 将
பைடு நூலகம்
W i d Lo dBewe n Ch n n e c ie o n a t e i aa dAm r aCrtr n i i
W AN G Yo — u ng h a
( ni gEetc o e ei s t e U u i80 0 , hn ) Xi a l r w r s nI tu , rmq 30 1 C i jn ci P D g n it a
Ab ta t h r r n v respoet t u d r k yXi agE et cP we s s tt t u mg sr c:T eeaema yo esa rjcs o n et eb  ̄in lcr o rDei I tuewi p  ̄ a i n g ni h fr r “ lb ” s ae y Ho v r smepoe t n e oa o t owad Gogo e t tg . we e, o rjcs e dt d p rcn s n adt ac l e Ob iu l, r Ameia t d r c lua . vo s a o t y
t eeh v r a i ee c sf rc lu ai gwi dla ew e n Chn n h r a eg e tdf r n e ac lt n o db t e iaa dAme c tn ad N o a c r ig t “T e o n i r asa d . w, c o d n o r h
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…… 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。
2012新规范风荷载计算及其在PKPM软件中的实现
度变化系数 及基本风压 这三项因素,下面首先讨论顺风向作用下的静荷载计算:
1.1 基本风压
2012 规范在 2001 规范数据的基础上进行了重新统计,部分城市在补充新的气象资料重新统计后,基本 风压有所提高。
1.2 体型系数
2012 规范中表 8.3.1 中增加了第 31 项,对于高度超过 45m 的矩形截面高层建筑需考虑深宽比 D/B 对背 风面体型系数的影响。当平面深宽比 D/B≤1.0 时,背风面的体型系数由-0.5 增加到-0.6,矩形高层建 筑的风力系数也由 1.3 增加到 1.4 。 8.3.2 条还增加了矩形平面高层建筑的相互干扰系数取值。 在 PKPM 软件中,基本风压和体型系数由设计人员直接指定,以上两项变化需由设计人员确认并在软 件参数中体现,软件不做改变。
1.3 风压高度变化系数
2012 规范在保持划分 4 类粗糙度类别不变的情况下,适当提高了 C、D 两类粗糙度类别的梯度风高度,
由 400m 和 450m 分别修改为 450m 和 550m。B 类风速剖面指数由 0.16 修改为 0.15,适当降低了标准
场地类别的平均风荷载,具体变化如下:
2001规范
图4 从图 4 对比可知 2012 规范四类场地的风振系数均比 2001 规范明显提高,为比较相对变化规律,对于
100 米、200 米和 400 米的结构,分别比较了不同高度处风振系数 2012 规范相比 2001 规范的百分比差 异,以 C 类地区为例,仍然假定基本风压 0.5KN/m2,阻尼比 5%,高宽比等于 5,考虑结构基本周期
≥ 0.74
µ
C z
= 0.544
z
0.44
10
µ
C z
≥
结合《工程结构通用规范》,浅谈风荷载的各种系数
结合《工程结构通用规范》,浅谈风荷载的各种系数【摘要】2021年7月15日,住建部网站发布了13本全文强制规范,自2022年1月1日起实施。
各本通用规范均为强制性建设规范,全部条文必须严格执行,并且工程建设标准相关强制性条文同时废止。
现行工程建设标准中有关规定与本规范不一致的,以本规范的规定为准。
本文旨在通过对比新增《工程结构通用规范》(以下简称新《工通规》)与现行规范的异同,明确新《工通规》4.6.5条中风荷载放大系数(包括主要受力结构、维护构件)的本质、用处以及与现行各主要结构设计规范中风荷载放大系数β的关系。
【关键词】新《工通规》;风荷载;风振;风敏感【引言】新《工通规》施行已有数月,但相信仍然有不少结构设计同行不清楚新《工通规》对于现行各规范的具体变化,更不用说摸清其与现行各规范的关系,而风荷载的放大系数在《门刚规范》、《高规》、《高钢规》、《烟囱规范》、《荷载规范》都有着具体规定,这些系数与《工通规》中的风荷载放大系数关系如何,本文将一一探讨,当中有不妥之处,还望指正。
一、《工通规》对《门刚规范》、《荷载规范》的影响现行《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中第8.1.1条,已在新《工通规》中明确废止,但此条文对于我们理解风荷载各个系数的本质及来龙去脉仍然有着极大的意义。
《荷规》8.1.1条中,风荷载标准值需考虑的系数有:高度Z处的风振系数βz、阵风系数βgz、风荷载体型系数μs、风压高度变化系数μz。
其中,风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值,风振系数是风对建筑物作用的不规则性、风压随风速风向的紊乱变化而不停地改变的一种表征。
通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压,实际风压是在平均风压上下波动的。
平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。
对于高度较大,刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,在设计中必须考虑。
荷载规范就是采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应,在基本风压值上乘以风振系数。
中菲结构规范中关于风荷载计算对比研究
1302023年5月上 第09期 总第405期学术研究China Science & Technology Overview0引言风荷载作为结构设计的重要荷载之一,影响着结构的安全性及经济性。
国内外的结构设计规范对于风荷载的规定存在差异,导致同一结构按不同国家规范计算的风荷载也各有不同。
目前菲律宾正处于基础设施的“大建特建”时期,因此开展现行中菲规范在风荷载计算方面的对比研究,对中国企业深入参与菲律宾项目具有重要意义。
1中菲规范关于风荷载的计算方法中国《建筑结构荷载规范》[1](后文简称为中国荷规)和《工程结构通用规范》[2](后文简称中国通规)中均规定了垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算公式:s z 0k z d w w βµµµη= (1)式中:w k 为风荷载标准值(kN/m 2);βz 为高度z 处的风振系数;μd 为风向影响系数;μs 为风荷载体型系数;η为地形修正系数;μz 为风压高度变化系数;w 0为基本风压(kN/m 2)。
中国《建筑结构可靠性设计统一标准》[3]中规定风荷载的分项系数取1.5,中国荷规中规定风荷载的组合值系数取0.6。
《菲律宾国家结构规范》[4](后文简称为菲律宾规范)中规定封闭或部分封闭的刚性结构的风荷载标准值按公式(2)计算,封闭或部分封闭的柔性结构按公式(3)计算:()p i pi p qGC q GC =− (2)()pipif p qG C q GC =− (3)式中:q 为考虑风压高度系数、地形系数和风向系数后的风压;G 、G f 为风振系数;C P 为外部风压体型系数;q i 为内部风压;(GC pi )为内部风压体型系数。
菲律宾规范中规定风荷载的分项系数取1.0,风荷载的组合值系数取0.5。
两国规范中风荷载的计算方法基本相同。
中国规范中未区分刚性结构和柔性结构,菲律宾规范对于刚性结构和柔性结构分别计算,同时考虑了内部风压的影响。
风荷载计算软件方法与规范方法进行比较
风荷载计算软件⽅法与规范⽅法进⾏⽐较风荷载是空⽓流动对⼯程结构所产⽣的压⼒。
风荷载也称风的动压⼒,是空⽓流动对⼯程结构所产⽣的压⼒。
风荷载与基本风压、地形、地⾯粗糙度、距离地⾯⾼度,及建筑体型等诸因素有关。
中国的地理位置和⽓候条件造成的⼤风为:夏季东南沿海多台风,内陆多雷暴及雹线⼤风;冬季北部地区多寒潮⼤风。
其中沿海地区的台风往往是设计⼯程结构的主要控制荷载。
台风造成的风灾事故较多,影响范围也较⼤。
雷暴⼤风可能引起⼩范围内的风灾事故。
⼀《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中所规定的顺风向风荷载的具体计算1 顺风向风荷载2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化,仍然采⽤平均风压乘以风振0ωµµβωκz s z = (1)其中: k ω— 风荷载标准值(kN/m 2);z β— ⾼度z 处的风振系数;s µ— 风荷载体型系数;z µ— 风压⾼度变化系数; 0ω— 基本风压。
如果不考虑结构在风荷载作⽤下的动⼒响应,则由平均风压引起的静荷载取决于体型系数、风压⾼度变化系数及基本风压这三项因素,下⾯讨论顺风向作⽤下的静荷载计算:1.1 基本风压中国规定的基本风压w 0 以⼀般空旷平坦地⾯、离地⾯10⽶⾼、风速时距为10分钟平均的最⼤风速为标准,按结构类别考虑重现期(⼀般结构重现期为30年,⾼层建筑和⾼耸结构为50年,特别重要的结构为100年),统计得最⼤风速v (即年最⼤风速分布的96.67%分位值,并按w 0=ρv 2/2确定。
式中ρ为空⽓质量密度;v 为风速)。
根据统计,认为离地⾯10⽶⾼、时距为10分钟平均的年最⼤风压,统计分布可按极值I 型考虑。
基本风压因地⽽异,在中国的分布情况是:台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最⼤风压区,由台风造成。
东北、华北、西北的北部是风压次⼤区,主要与强冷⽓活动相联系。
青藏⾼原为风压较⼤区,主要由海拔⾼度较⾼所造成。
中国与巴西规范风荷载计算分析比较
中国与巴西规范风荷载计算分析比较胡合江;鲁伟;尹洪涛【摘要】风荷载作用是结构设计的重要内容,了解、熟悉并掌握巴西规范及其与中国规范的异同,对在巴西美丽山二期±800 kV特高压直流工程中更好的采用巴西规范进行设计很有必要.该文对巴西规范《结构风力》(NBR 6123—1988)和中国规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的风荷载基本风压、风压高度变化系数、风荷载计算方法、参数取值等方面进行计算、分析、比较,得出两国规范在风荷载作用计算方法的差异.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】5页(P70-74)【关键词】换流站;风荷载;基本风压;巴西规范【作者】胡合江;鲁伟;尹洪涛【作者单位】中南电力设计院有限公司,武汉 430071;中南电力设计院有限公司,武汉 430071;中南电力设计院有限公司,武汉 430071【正文语种】中文近年来,国内工程公司负责的国外业务越来越多,往往国外工程设计需要以当地的设计标准作为设计依据。
巴西美丽山二期±800 kV特高压直流工程(简称“美二工程”)是中国特高压直流输电技术、装备、设计、施工、运营、管理全方位走出去的第一个工程。
根据工程实际需求,该工程设计依据依托于巴西规范,因此了解和熟悉巴西规范十分有必要。
巴西属于低地震烈度区,往往风荷载是结构设计的关键。
经过调研,巴西风荷载规范为《结构风力》(NBR 6123—1988,以下简称巴标)[1],而中国风荷载规范为《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012,以下简称中标)[2],该文分析比较了中巴规范中风荷载的计算方法以及参数取值,为巴西工程设计中风荷载计算提供了理论和实践依据。
1 风荷载计算方法1.1 中标计算方法根据中标第8.1.1条[2],计算主要受力结构时,应按以下计算ωk=βzμsμzω0(1)式中,βz为高度z处的风振系数;μs为风荷载体型系数;μz为风压高度变化系数;ω0为基本风压(kN/m2)。
海上风机规范风浪荷载计算方法对比分析
第 39 卷第 5 期2023 年10 月结构工程师Structural Engineers Vol. 39 , No. 5Oct. 2023海上风机规范风浪荷载计算方法对比分析李公豪1,2袁周驰1,2,*梁发云1,2(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 2.同济大学土木工程学院,上海 200092)摘要相比陆上风机,海上风机承受的环境荷载要更加复杂,合理地评估环境荷载对海上风机的设计与安全运行至关重要。
国内外海上风机规范关于风浪荷载计算的思路大致相同,但在计算参数选取等方面有所不同,可能会使得风浪荷载的计算结果存在差异,有必要针对风机规范的风浪荷载计算方法开展对比分析,探究不同方法对风浪荷载计算的影响。
选取最新的规范,包括中国船级社CCS规范、挪威船级社DNV GL规范及国际电工委员会的IEC规范,对比了三者的风荷载和波浪荷载计算差异。
结合典型算例开展了对比分析,计算结果表明,相较于DNV GL规范,根据CCS与IEC规范得出的风荷载值更大。
并且对风湍流的考虑更保守;对于粗糙构件,DNV GL规范的波浪荷载峰值比CCS大了4%~14%。
根据上述分析结果,针对风浪荷载计算方法的选择和参数选取提出了一些建议,可供海上风机设计时参考。
关键词海上风机,风荷载,波浪荷载,风机规范,对比分析Comparison and Analysis of Wind and Wave Load Calculation Methods in Offshore Wind Turbine SpecificationsLI Gonghao1,2YUAN Zhouchi1,2,*LIANG Fayun1,2(1.Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education,Tongji University, Shanghai 200092, China; 2.College of Civil Engineering,Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract Offshore wind turbines bear more complex environmental loads than onshore wind turbines. It is essential for the design and safety operation of offshore wind turbines to reasonably assessment environmental loads. The method of wind and wave load calculation in offshore wind turbine specifications are roughly same,but there are differences in the selection of calculation parameters, which may make the calculation results of wind and wave load different. It is necessary to carry out comparative analysis on the calculation methods of wind and wave load in wind turbine specifications to explore the influence of different methods on the calculation of wind and wave load. This paper selects the latest specifications, including CCS specification,DNV GL specification and IEC specification to compare the differences of wind load and wave load calculation. Combined with typical examples, the comparative analysis is carried out. The results show that the maximum wind load of CCS and IEC is larger than that of DNV GL, and the consideration of wind turbulence is more conservative. For rough components, the peak wave load of DNV GL specification is about 4 %~14 % larger than that of CCS. According to the above analysis results, some suggestions are put forward for the selection of wind and wave load calculation methods and parameter selection of offshore wind turbines, which can be used for reference in the design of offshore wind turbines.Keywords offshore wind turbine, wind load, wave load, wind turbine specification, comparative analysis收稿日期:2022-10-25基金项目:国家自然科学基金面上项目(52178346)作者简介:李公豪,男,硕士研究生,研究方向为海上风电基础。
中欧风荷载 地震作用 荷载效应组合的对比研究及欧洲规范版SATWE软件开发
结果与讨论
此外,我们还发现欧洲规范版SATWE软件在计算荷载组合时具有较高的精度和 效率。该软件采用有限元方法和程序自动生成技术,可快速准确地计算出结构在 不同荷载组合下的响应。同时,软件还提供了丰富的数据分析和可视化功能,方 便工程师进行数据处理和结构安全评估。
结论
结论
本次演示通过对欧洲风荷载、地震作用和荷载效应组合的对比研究,总结出 以下结论:
1、欧洲和中国规范在风荷载、地震作用和荷载效应组合方面的规定存在一定 差异,这些差异将对结构物的安全性能产生影响。因此,在实际工程中需注意规 范差异,选择合适的规范进行结构设计。
结论
2、欧洲规范版SATWE软件在计算荷载组合时具有较高的精度和效率,可快速 准确地计算出结构在不同荷载组合下的响应。同时,该软件还提供了丰富的数据 分析和可视化功能,方便工程师进行数据处理和结构安全评估。
结论
3、在实际工程中,建议采用欧洲规范版SATWE软件进行结构分析和设计。同 时,应加强欧洲和中国规范在风荷载、地震作用和荷载效应组合方面的对比研究, 以便更好地指建筑结构安全性能的重要因素之一。不同国家 和地区的风荷载规范存在一定的差异,因此,对顺风向等效风荷载及响应主要国 家建筑风荷载规范进行比较分析,对于提高建筑物的抗风性能和保证其安全具有 重要意义。
文献综述
因此,针对欧洲风荷载、地震作用和荷载效应组合进行深入对比研究十分必 要。
研究方法
研究方法
本研究采用理论分析和数值模拟相结合的方法。首先,收集欧洲和中国规范 中关于风荷载、地震作用和荷载效应组合的相关规定和计算方法进行对比分析。 其次,建立地震作用和风荷载的数值模型,并利用欧洲规范版SATWE软件进行计 算和分析。最后,对计算结果进行对比和讨论,总结出欧洲和中国规范在风荷载、 地震作用和荷载效应组合方面的差异和优劣。
浅谈工业框架结构风荷载计算问题
浅谈工业框架结构风荷载计算问题摘要:工业框架开敞结构在模型及空间分布的不规则性及结构上存在的大量操作平台、设备、管道等使结构变得更为复杂,由此在软件分析的过程中,应加着重强对工业建筑中此类结构的风荷载研究计算,以提高其防风设计水平。
本文的内容即重点分析了工业框架开敞结构的风荷载的计算和分析。
关键词:工业;框架结构;风荷载;不确定性一、工业框架开敞结构风荷载计算的现状目前,国内外石油化工项目中存在着为数众多的框架结构,这类框架结构往往承载着工艺流程中的有关的立式设备、卧式设备、换热器、空冷器、错综复杂的管道以及设备操作平台等,并且具有复杂而不规则的楼层,极大多数为开敞状态。
在现行荷载规范《GB 50009—2012建筑结构荷载规范》中并未明确说明该类型工业框架开敞结构的风荷载计算方法。
因此,这类结构的结构设计是项目流程中的重点和难点。
本文即着重讨论该类型框架结构设计的基本条件之一:风荷载的计算和分析。
二、工业框架开敞结构风荷载的计算分析工业框架开敞结构设计时,风荷载计算的不确定性来自两方面:其一,采用常规的适用于封闭式框架风荷载自动计算功能的软件来计算或者采用手工简化计算,这样造成的误差会过大;其二,设计人员在结构设计过程中如何考虑工业框架内部前面挡风物体对后面挡风物体的屏蔽作用,从而有着不同的风荷载计算内容和公式。
1、使用通用结构计算软件PKPM进行分析计算通用建筑结构计算软件PKPM是国内设计院中应用量最大的一款计算软件,其对规范的理解与结合基本上走在分析设计软件的前列。
PKPM软件对风荷载的计算假定是:迎风、背风面的受荷面积相同;风荷载作用于楼层质心及弹性节点上,楼层所有节点平均分配风荷载。
在其最新版V2.1上,结构风荷载主要有关的参数有如下几种:地面粗糙度类别、修正后的基本风压、X向结构的基本周期、Y向结构的基本周期、风荷载作用下的结构阻尼比、水平风荷载体形系数等主要参数确定。
(1)计算公式通用结构计算软件PKPM在普通处理框架结构风荷载时是按照封闭式框架来倒算计算风荷载的。
输电线路设计规范中风荷载计算方法微探
输电线路设计规范中风荷载计算方法微探作者:党强斌来源:《中国科技纵横》2019年第19期摘要:当前电力行业发展中,各国有着不同的输电线路设计规范,通过对各自的风荷载计算公式与计算参数进行比较,得知我国现行规范设计中风荷载在数值上与其他国家的计算结果相似,但参数规定方面却有着一定的讨论价值。
基于此,本文以风荷载计算方法作为研究对象,结合输电线路的设计规范,阐述了具体的计算公式与各项系数。
关键词:输电线路;设计规范;风荷载;计算方法中图分类号:TU312.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)19-0173-020 引言高压输电线路属于风敏感结构,要求设备可以在风荷载作用下安全运行,这对输电线路设计中的风荷载计算提出了严格的要求。
有研究人员针对我国现行的GB50545-2012《110-750kV 架空输电线路设计技术规范》的风荷载进行研究。
经比较分析,我国输电线路风荷载对高度变化十分敏感,杆塔高度较低,风荷载与其他国家的计算结果更加接近;杆塔高度较高,计算结果较大。
随着规范的重新修订,输电线路风荷载计算结合参数的变化情况,影响了风荷载设计值。
1 输电线路设计规范中风荷载的计算公式分析本文在探究输电线路风荷载计算方式之前,选择了以下几个国家的输电线路设计规范,通过对比与分析探究相应的计算公式。
风荷载计算公式研究中涉及到以下国家与协会的设计规范:(1)我国GB50545-2010《110-750kV架空输电线路设计规范》。
杆塔风压公式为,线条风压为。
公式中W0为基本风压,分别为风压高度变化系数与体型系数,为风振系数,α和γ分别为风压不均匀系数与荷载系数。
(2)国际电工协会规范IEC60826-2003。
杆塔风压与线条风压公式分别为和。
其中C是体型系数,G为风振系数与高度变化系数,G1是档距折减系数,γ是荷载系数。
(3)美国输电线路设计规范ASCE74-2009。
杆塔风压与线条风压公式具体为和。
中-美建筑风荷载计算方法之对比-分析
中\美建筑风荷载计算方法之对比\分析摘要:本文针对美国asce/sei 7-05《建筑最小荷载规范》中的风荷载和中国gb50009-2001(2006版)《建筑结构荷载规范》的风荷载部分进行分析和比较。
在风荷载设计原理上,美国规范与中国规范基本相同,对常规外形建筑物的设计,计算结果差别不大;主要的区别在于体型系数的分类体系化以及风振系数的计算方法。
关键词:美国规范;风荷载;体型系数;风振系数;asce/sei 7-05;gb50009-2001(2006版);随着我国工程设计、施工单位不断参与国际招标工程,了解和掌握其它国家的规范正在成为一些设计单位的必要工作;美国规范作为世界主流标准之一,被越来越多的涉外工程所要求采用,因此对美国规范的介绍是非常必要的,同时通过对比、分析我国规范与美国规范之异同,对在实际工程中很好的理解与应用两国规范具有促进作用。
计算公式对比中国规范gb50009-2001(2006版)(以下简称“中国规范”)对垂直作用于主要承重结构建筑物表面的风荷载标准值计算为:(1)式中:——风荷载标准值,kn/m2;——高度z处的风振系数;——风荷载体型系数;——风压高度变化系数;——基本风压,kn/m2。
美国规范asce/sei 7-05(以下简称“美国规范”)对作用于主要承重结构建筑物表面的净设计风压p的计算如下:对刚性建筑:(2a)对柔性建筑物:(2b)对低矮建筑物:(2c)对开敞式建筑和其他结构:(3)式中:——不同高度处的风速压力,psf(1psf=47.88026pa);、——阵风影响系数;、——外部风压系数;——内部风压系数。
基本参数对比2.1基本风速基本风速是风荷载设计输入的基本参数,但是各国对基本风速的取值是有各自标准的。
各国在制定规范的时候,涉及到以下6项的定义是不同的。
1)标准离地高度。
风速是随着高度变化的,由于地表摩擦的影响,使得离地高度越大,风速就越大,直到达到不受地表影响的梯度风高度,风速即稳定在梯度速度。
中美规范风荷载比较 魏艳写
中美规范风荷载比较魏艳写发表时间:2018-07-09T11:58:00.327Z 来源:《基层建设》2018年第13期作者:魏艳写[导读] 摘要:本文对中国GB50009-2012《建筑结构荷载规范》和美国ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and OtherStructures中的风荷载部分进行计算、分析和比较。
中石油华东设计院有限公司北京分公司北京 100029 摘要:本文对中国GB50009-2012《建筑结构荷载规范》和美国ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures中的风荷载部分进行计算、分析和比较。
笔者根据实际工程的设计经验,从基本风速、基本风压定义出发,进行中美风荷载计算的比较,并提出相互换算的方法和工程设计过程中应注意的事项,供设计同行参考。
关键词:基本风压,风速,平均风速时距,风荷载计算风荷载设计方法通常是先参照某地的基本风速,然后将基本风速换算成基本风压,后根据统计学原理对基本风压进行不同的修正。
由于自然环境的不同,世界各国在制定风荷载规范时对风荷载的基本计算参数有着不同的理解。
笔者根据实际工程的设计经验,从基本风速、基本风压定义出发,进行中美风荷载计算的比较,并提出相互换算的方法和工程设计过程中应注意的事项,供设计同行参考。
一、基本风压的定义1、中国规范中国现行GB 50009 —2012《建筑结构荷载规范》[1]定义的基本风压为:“根据当地气象台站历年来的最大风速记录,按基本风速的标准要求,将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速,统一换算为离地10m高,地面粗糙度为B,自记10min平均年最大风速数据,经统计分析确定重现期为50年的最大风速,作为当地的基本风速V0,再按贝努利公式ω0=(1/2)ρv02算得到;也可统一按公式ω0=v02/1600(kN/m2)或ω0=0.625v02(N/m2)计算。
中美规范中风荷载计算的不同与对比
中美规范中风荷载计算的不同与对比晏琴【摘要】当空气流动时,风对工程结构件所产生的压力或吸力,被称为风荷载.风荷载的大小,与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度及建筑物体型等诸多因素有关.各国规范中,对风荷载的要求也大不相同.通过比较,对国内外3种常用规范的内容进行了对比和总结,为相关设计方案提供参考.【期刊名称】《电站辅机》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】3页(P4-6)【关键词】机组;风荷载;风速;计算;标准;对比;设计;参考【作者】晏琴【作者单位】上海电气斯必克工程技术有限公司,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TK264.9因为海外工程项目越来越多地进入国内设计公司,所以,在结构设计时,不仅要熟练掌握国内的设计规范,还要灵活应用外国的设计规范。
在工程结构设计中,确定荷载的取值和组合方式,是设计前的首要任务。
风荷载是建筑结构上的主要荷载之一,对于风荷载的计算,在各国的设计规范中,均有详细的解说和计算方式。
在国际上,认可度较高的荷载计算规范,分别为Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures(ASCE7-10)和Uniform Building Code(UBC97)。
我国的计算规范为GB5009-2012(建筑结构荷载规范)。
对于GB5009-2012与ASCE7-10和UBC97在风荷载取值上的差异及相互转换关系,国内学者已做了很多研究,但需注意的是,应避免发生2种或者3种规范混用的情况。
如按UBC97规范中的公式,计算得出了风荷载,那么就必须按照UBC97规范中相应的荷载组合进行结构分析,而不能再按其它规范进行荷载组合。
现通过实例,按3种规范中的要求,分别进行风荷载的分析和计算,可直观地发现各规范中的区别与计算上的差异。
某工程结构的顶部高度为30 m,结构类型为双向开敞、中心支撑钢结构,该工程项目位于美国,地形平坦,高为10 m、暴露类别为C、时距为3 s的风速值,为36 m/s。
中美规范风荷载设计规定对比研究
1引言近年来,上海电气电站工程公司作为总承包方承接了多项海外燃煤、燃油、燃气火力发电项目。
很多项目要求采用美国规范作为设计标准,部分项目可以采用中国规范设计,但业主提供的风荷载参数等输入条件是基于美国规范提出的。
在项目的设计过程中,经常遇到由于中国规范和美国规范规定差异导致的风荷载参数取值不同给工程结构设计带来的困扰[1]。
为了适应海外工程的设计需要,了解中国规范与美国规范关于风荷载设计规定的差异是十分必要的。
本文基于中国规范GB50009—2012《建筑结构荷载规范》[2]和美国规范ASCE/SEI 7-10Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures[3],对基本风速、基本风压和风速压力、风荷载标准值和风荷载设计压力、地面粗糙度类别和暴露类别、风荷载体型系数和风压系数、最小风压等风荷载设计规定做了对比研究。
2基本风速中国和美国风荷载设计规范在确定基本风速时,选取的均是年最大风速,并且选取的年最大风速概率分布类型是一致的,均为极值I型分布曲线[4]。
中国规范GB50009—2012条款8.1.2指出,基本风速是高度10m处、地面粗糙度类别B类的10min阵风风速,重现期为50年。
美国规范ASCE/SEI 7-10的26.3节术语和符号解释中给出基本风速是高度10m 处、暴露类别C类的3s阵风风速。
ASCE/SEI7-10条款26.5.1指出,基本风速的重现期按不同的结构安全等级采用300年、700年、1700年不同的重现期。
离地面越近,风能量受地表障碍物的影响产生的损耗就越大,因而风速就越小;反之离地越高,则风能量损耗就越少,风速也就越大。
因此,必须规定一个标准高度以便于计算和比较[5]。
中美规范对标准高度的规定是一致的,均为10m。
基本风速在这两个规范之间相互转换时,可不必考虑标准高度的影响。
地表越粗糙风能量损耗就越大,因而风速就越小。
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风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。
风荷载也称风的动压力,是空气流动对工程结构所产生的压力。
风荷载与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度,及建筑体型等诸因素有关。
中国的地理位置和气候条件造成的大风为:夏季东南沿海多台风,内陆多雷暴及雹线大风;冬季北部地区多寒潮大风。
其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。
台风造成的风灾事故较多,影响范围也较大。
雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。
一《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中所规定的顺风向风荷载的具体计算1 顺风向风荷载2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化,仍然采用平均风压乘以风振0ωμμβωκz s z = (1)其中: k ω— 风荷载标准值(kN/m 2);z β— 高度z 处的风振系数;s μ— 风荷载体型系数;z μ— 风压高度变化系数; 0ω— 基本风压。
如果不考虑结构在风荷载作用下的动力响应,则由平均风压引起的静荷载取决于体型系数、风压高度变化系数及基本风压这三项因素,下面讨论顺风向作用下的静荷载计算:1.1 基本风压中国规定的基本风压w 0 以一般空旷平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平均的最大风速为标准,按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年,高层建筑和高耸结构为50年,特别重要的结构为100年),统计得最大风速v (即年最大风速分布的96.67%分位值,并按w 0=ρv 2/2确定。
式中ρ为空气质量密度;v 为风速)。
根据统计,认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压,统计分布可按极值I 型考虑。
基本风压因地而异,在中国的分布情况是:台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区,由台风造成。
东北、华北、西北的北部是风压次大区,主要与强冷气活动相联系。
青藏高原为风压较大区,主要由海拔高度较高所造成。
其他内陆地区风压都较小。
风速风速随时间不断变化,在一定的时距Δt 内将风速分解为两部分:一部分是平均风速的稳定部分;另一部分是指风速的脉动部分。
为了对变化的风速确定其代表值作为基本风压,一般用规定时距内风速的稳定部分作为取值标准。
建筑设计中的取用:基本风压应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录E 中附表E.5 给出的全国各地区的风压采用数值。
对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体规定。
当城市或建设地点的基本风压值在本规范全国基本风压图上没有给出时,基本风压值可根据当地年最大风速资料,按基本风压定义,通过统计分析确定,分析时应考虑样本数量的影响。
当地没有风速资料时,可根据附近地区规定的基本风压或长期资料,通过气象和地形条件的对比分析确定;也可按本规范附录E 中全国基本风压分布图近似确定。
风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4 和0。
其中徐州地区50年一遇的基本风压为0.35kN/m 2。
1.2 体型系数也称空气动力系数,它是风在工程结构表面形成的压力(或吸力)与按来流风速算出的理论风压的比值。
它反映出稳定风压在工程结构及建筑物表面上的分布,并随建筑物形状、尺度、围护和屏蔽状况以及气流方向等而异。
对尺度很大的工程结构及建筑物,有可能并非全部迎风面同时承受最大风压。
对一个建筑物而言,从风载体型系数得到的反映是:迎风面为压力;背风面及顺风向的侧面为吸力;顶面则随坡角大小可能为压力或吸力。
对于高度超过45m 的矩形截面高层建筑需考虑深宽比D/B 对背风面体型系数的影响。
当平面深宽比D/B ≤1.0时,背风面的体型系数由-0.5增加到-0.6,矩形高层建筑的风力系数也由1.3增加到1.4 。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表8.3.1中详细分析了不同结构体型的风荷载体形系数。
1.3 风压高度变化系数从某一高度的已知风压(如高度为10米的基本风压),推算另一任意高度风压的系数。
风压高度变化系数随离地面高度增加而增大,其变化规律与地面粗糙度及风速廓线直接有关。
设计工程结构时应在不同高度处取用对应高度的风压值。
对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表8.2.1确定。
地面粗糙度是地面因障碍物形成影响风速的粗糙程度。
风(气流)在接近地面运动时,受到树木、房屋等障碍物的摩擦影响,消耗了一部分动能,使风速逐渐降低。
这种影响一般用地面粗糙度衡量。
地面粗糙度愈大,同一高度处的风速减弱愈显著。
地面粗糙度可分为A 、B 、C 、D 四类:A 类——指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B 类——指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;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。
对于山区的建筑物,风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别,由表8.2.1确定外,还应考虑地形条件的修正,修正系数η分别按下述规定采用:1 对于山峰和山坡,修正系数应按下列规定确定:1)顶部B 处的修正系数可按下述公式采用:2)]5.21(tan 1[Hz B -+=ακη (2) 式中: tan α—山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tan α>0.3 时,取tan α=0.3;k —系数,对山峰取2.2,对山坡取1.4;H —山顶或山坡全高(m);z —建筑物计算位置离建筑物地面的高度(m); 当z>2.5H 时,取z=2.5H 。
2)对于山峰和山坡的其他部位,可按图1所示,取A 、C 处的修正系数A η、C η为1,AB 间和BC 间的修正系数按η的线性插值确定。
2 山间盆地、谷地等闭塞地形η=0.75~0.85;3 对于与风向一致的谷口、山口η=1.20~1.50。
图1 山峰和山坡的示意1.4 高度z 处的风振系数《建筑结构荷载规范》GB50009-2012知,低于一般竖向悬臂型结构,例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构,均可仅考虑结构第一振型的影响,结构的顺风向风荷载按公式(1)计算确定。
高度z 处的风振系数z β可按下式计算:210121R B gI z z ++=β (3)式中:g ——峰值因子,可取2.5;10I ——10m 高度名义湍流强度,对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度,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R 可按下式计算:3/4)211(21x x R +16=ζπ (4)5,30111>=x k f x ow ω (5) 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A 类、B 类、C 类和D 类地面粗糙度分别取1.28、1.0、0.54和0.26,1ς——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,对其 他结构可根据工程经验确定。
脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定:1 对体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑和高耸结构,可按下式计算:zz x z z kH B μφρρ)(1a 1= (6) 式中:)(1z φ——结构第1阶振型系数;H ——结构总高度(m ),对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 ;x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数;z ρ——脉动风荷载树直方向相关系数;k 、1a ——系数,按《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012表8.4.5-1取值。
2 对迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化,而质量沿高度按连续规律变化的高耸结构,式(6)计算的背景分量因子z B 应乘以修正系数B θ和V θ。
B θ为构筑物在z 高度处的迎风面宽度与底部宽度的比值;V θ可按《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012表8.4.5-2确定。
竖直方向的相关系数可按下式计算:He H H z 60601060/-+=-ρ (7) 式中:H ——结构总高度(m );对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 ;水平方向的相关系数可按下式计算:Be B H x 50501060/-+=-ρ (8) 式中:B ——结构迎风面宽度(m ),B2H 。
对于迎风面宽度较小的高耸结构,水平方向相关系数可取为1。
二《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中所规定的横风向风荷载的矩形平面结构的横风向风振按2012规范8.5.1条,“对于横风向风振作用效应明显的高层建筑以及细长圆形截面构筑物,宜考虑横风向风振的影响。
”由于判断是否需要考虑横风向风振的影响比较复杂,涉及建筑的高度、高宽比、结构自振频率及阻尼比等因素,因此条文说明中给出“建筑物高度超过150m 或高宽比大于5的高层建筑可出现较为明显的横风向效应”这一条件。
横风向风振的荷载可以通过风洞试验获得,也可以通过计算获得,2012规范在附录中给出规则结构的计算方法。
有关风洞试验的数据可以通过文件的形式接入PKPM 的计算,这里主要讨论规范附录中提供的计算方法。
2.1 基本计算公式根据规范,对矩形截面高层建筑横风向风振等效风荷载标准值计算公式整理如下:2'L 0LK 1Lz R C gw w +=μ (9)式中:LK w ——横风向风振等效风荷载标准值(2m /kN );'L C ——横风向风力系数;L R ——横风向共振因子;g ——峰值因子,可取2.5; 0w ——基本风压;z μ——风压高度变化系数。
横风向风振等效荷载主要受高宽比、深宽比、扭转周期、阻尼比、削角和凹角、地面粗糙度等的影响。
三 规范公式的检验3.1 振型对风荷载作用效果的影响(以上海电视塔结构为例)试验将时将上海电视塔结构抽象为16个质点,通过计算和分析,可以得到如下结论:高振型的影响。
现以顶点、观光塔和上塔楼的水平风振位移进行分析。
现假设第一振型风振力作用下上述三点的水平风振位移为1,第二振型和第三振型的水平位移与第一振型的水平位移比值一并列于表1-2中,表中量纲为1。
表1-2 高振型对水平位移的影响由表1-2可以看出,第一振型的水平位移占有绝对优势,除第二振型在顶部附近有影响外,观光塔以下各点高振型的影响很小。
所以在计算一般高层建筑风荷载时,对顺风向响应只需考虑第一振型的影响。
与规范计算方法相符。
3.2 风荷载计算软件方法与规范方法进行比较(以深圳中国海洋石油大厦为例)要图不要表深圳中国海洋石油大厦地上共50层,高175.10m,钢筋混凝土筒体结构体系,五个标准层,结构体型是不规则的。