结构静力风荷载
钢结构的风荷载分析
钢结构的风荷载分析钢结构为现代建筑中常见的结构形式之一，其强度和稳定性对于保证建筑物的安全至关重要。
在设计和施工过程中，风荷载是必须考虑的重要因素之一。
本文将对钢结构的风荷载进行分析，并介绍相应的分析方法。
1. 风荷载的基本概念风荷载是指风对建筑物或结构体表面产生的压力、摩擦力和抗力，其大小和分布受风速、建筑物形状和周围地形等因素的影响。
风荷载对于钢结构来说是一个动力荷载，其作用方式为静风荷载和动风荷载。
2. 静风荷载的计算方法静风荷载是指建筑物表面受到的静态压力，根据中国国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），可采用剪力法和压弯法进行计算。
剪力法是指将建筑物视为具有一定高度的板壳结构，根据建筑物所处地区的基本风压和风速参数，按照不同高度上的压力逐层计算，并得出结果。
压弯法则是通过计算建筑物所受最不利风荷载引起的屋面或屋架的最大弯矩，再根据弯矩和截面的抗弯承载力来判断结构的强度是否满足要求。
3. 动风荷载的计算方法动风荷载是指建筑物表面受到的震动或摇晃引起的压力，主要由周期性波动引起。
动风荷载可以通过输入风速时程和结构振型来计算。
在计算动风荷载时，需要根据建筑物特点和地理环境选择合适的方法，如有限元法或数值分析法。
4. 风荷载分析的影响因素除了静力和动力形式的风荷载外，还有一些其他因素也会影响风荷载的大小和分布。
其中包括建筑物的高度、形状、表面粗糙度、周围环境和地理位置等。
此外，风荷载的方向也需要进行分析。
通常情况下，建筑物需要同时考虑垂直于其表面和平行于其表面的风荷载，以保证结构的稳定性和安全性。
5. 风荷载分析的应用风荷载分析在钢结构的设计和施工中具有重要的应用价值。
通过合理的风荷载分析，可以确定结构的受力情况，从而优化结构形态和材料的选择。
风荷载分析还可以用于评估现有结构的安全性和可靠性。
通过对结构所受风力的计算，可以检查结构是否满足规范的要求，及时采取必要的防护和加固措施。
(施工手册第四版)第二章常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表
2 常用结构计算2—1 荷载与结构静力计算表2—1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类:（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等.（2)可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
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。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S—-荷载效应组合的设计值；R—-结构构件抗力的设计值。
对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合（2—2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK-—按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci--可变荷载Q i的组合值系数；n—-参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2—3)（3）基本组合的荷载分项系数1)永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合,应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1。
35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1。
0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。
2)可变荷载的分项系数一般情况下应取1。
4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
荷载静力计算
常用结构计算荷载结构静力计算荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
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。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R（2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。
钢结构设计中的风力荷载分析
钢结构设计中的风力荷载分析钢结构是一种广泛应用于建筑和桥梁等工程中的结构形式，其设计和施工需要考虑各种荷载，其中风力荷载是一个重要的设计参数。
本文将针对钢结构设计中的风力荷载进行分析，以帮助读者更好地了解和应用于实际工程中。
1. 风力荷载的基本概念风力荷载是指建筑或结构所受到的来自风的力量，其大小取决于风的速度、方向、建筑形状以及建筑表面的特性。
在钢结构设计中，风力荷载通常按照规范进行计算，以保证结构的安全性。
2. 风力荷载的计算方法钢结构的风力荷载计算可以采用多种方法，常见的有等效静力法和动力风洞试验法。
等效静力法适用于简单结构和低层建筑，通过将风力转化为等效的静力进行计算。
而动力风洞试验法则适用于复杂结构和高层建筑，通过在风洞中模拟真实风场，测量结构受力情况来进行分析。
3. 风荷载对钢结构的影响风荷载对钢结构具有明显的影响。
首先，风力的作用会导致结构的振动，特别是在高层建筑中更为明显，需要通过结构设计和增加抗风设施来保证结构的稳定性。
其次，风荷载会对结构的稳定性和疲劳造成影响，需要在设计中进行合理的防护和优化措施。
此外，风的方向和速度也会对结构的局部应力造成影响，需要进行相应的分析和计算。
4. 钢结构的抗风设计为了保证钢结构在风荷载下的安全性，需要采取一系列的抗风设计措施。
首先，结构的整体设计应基于具体工程的风荷载计算和规范要求进行，包括结构的刚度、强度和稳定性等方面的考虑。
其次，可以通过增加局部加强措施来增强结构的抗风能力，如增加结构连接件的数量和强度，采用风阻碍物等。
最后，对于高层建筑，还需要设计风振控制系统，如加装阻尼器、液柱等，以控制结构的振动。
5. 风力荷载的实际案例分析以某高层钢结构建筑为例，介绍风力荷载的具体分析。
该建筑位于暴露的山顶位置，因此风荷载是设计的重要考虑因素之一。
首先，通过风洞试验获取结构的风荷载参数，然后利用等效静力法进行计算，确定结构的设计风荷载。
接下来，根据设计风荷载和结构的特性，分析结构位移、应力等情况，确保结构的稳定性和安全性。
建筑结构荷载规范
建筑结构荷载规范1. 引言建筑结构荷载规范是一套用来确定建筑物设计荷载的准则。
荷载规范的制定是为了保证建筑结构的安全性和可靠性，以应对各种自然、人为等不确定因素对建筑物的影响。
本文档将介绍建筑结构荷载规范的相关内容。
2. 荷载类型建筑荷载可以分为静载和动载两种类型。
•静载指建筑物自身重量及统计性荷载，如人员、设备、家具等。
•动载指外部作用在建筑结构上的荷载，包括风荷载、雪荷载、地震荷载等。
地震荷载是指地震作用在建筑物上的力，它是建筑设计中最重要的一种动力荷载。
地震荷载的计算方法主要有静力分析法和动力分析法。
3.1 静力分析法静力分析法是利用准备工作中确定的设计地震加速度、地震区系数等参数，进行静力分析计算。
其计算过程为确定建筑物各层楼面的静力反力和弯矩，然后进行静力设计。
3.2 动力分析法动力分析法基于地震动力学理论，通过建筑物与地震作用的相互作用，确定最不利的地震波，并进行动力分析。
动力分析法能更准确地分析建筑物的地震响应，但计算复杂度较高。
通常情况下，采用设计地震响应谱进行动力分析。
风荷载是指风对建筑物产生的压力，包括侧风荷载、顶风荷载和负风荷载。
风荷载的计算方法根据建筑物的形状、高度、风区等参数进行估算。
4.1 风速风速是影响风荷载的重要参数。
根据地理位置、地形和建筑物高度等因素，确定设计风速。
通常采用风速频率分布曲线来估算设计风速。
4.2 风荷系数风荷系数是影响风荷载大小的因素，包括建筑物的形状系数、风向系数和区域地理因素等。
根据建筑物形状和风向，确定相应的风荷系数。
4.3 风荷载计算根据风速和风荷系数，计算建筑物各个方向上的风荷载。
通常情况下，将风荷载分解为垂直于建筑物平面和平行于建筑物平面的分量。
5. 其他荷载除了地震荷载和风荷载外，还有其他荷载需考虑，如雪荷载、温度荷载、流体荷载等。
这些荷载的计算方法与地震荷载和风荷载有所不同，需要根据具体情况进行分析和计算。
6. 荷载组合建筑物在设计过程中，需要考虑多种荷载的组合情况。
大型冷却塔结构的等效静力风荷载
用这种方式来处理其他结构的风振问题． 冷却塔的相关 规范 ５中也是采 用该方 法给 出不 同场地 的阵 风荷载 ］
因子来考虑结 构 的风振 和风荷载 问题． 然而 ， 于大型 对 冷却塔结构 ， 越来越 多的研 究［７表明其风振 问题存在 ６３ —
ｍｅ ｏ ．Ａｔ ａｔ ｈｅ ｏ ｌ ｈ ｔ ｄ ｌｓ ｔ ｔｔ Ｅ ｉ ｂ ｉｅ ｗ ｔ ｌ ｅｒｔ ａ ＷＬ ｓ ｏ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｈ ｉ ａｉｙ ｎ ｏ ｃｍｂｎ ｔ ｎ ｏ ｂ ｃ ｇｏ ｎ ａ ｄ ｒｓｎ ｎ ｃｍｐ ｎ ｎｓ Ｔｈ ｉａｉ ｆ ａ ｋ ｒｕ ｄ ｎ ｅｏ ａ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ． ｏ ｅ
（ 同济大学 土木工程防灾 国家重点实验室 ， 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ２
摘要 ： 采用 刚性模 型风洞 同步多点测压试验获取非定常激励 向量 ， 并结 合 Ｐ Ｄ（ ０ 经验 模 式分 解 ） 术 进行 预 测 与重 构处 技
理， 然后基 于结构 动力 方程 推导 出仅 广义共振 模态位 移和 弹 性恢复力协方差矩阵 ， 再通 过准 静力分析 方法 计算 出结构 的 共振和背景分量 ， 最后通过线性 三分量组 合方 法得到 结构 总
Ｄ ｖｎｏｔ ａｅｐｒ提出的“ 阵风荷 载因子法 ”Ｇ Ｆ 和 由此 （Ｌ ） 发展 的我 国建筑 结构荷 载规范＿中采 用 的惯性 风荷载 ３ ］ 法 （ＷＬ均是源于等效静风荷 载 的基本思 路 ， Ｉ ） 而且采用 Ｇ Ｆ法提出的等效静力 风荷载方 法也被 编人包 括我 国 Ｌ 在内的许多 国家的高层建筑结构设计规范 ． 由于该方法 思路 明确 、 简单 陕捷 ， 整个工程界都 在不 同程 度上使 使
ｃ ｏ ｉｇ ｏ ｒ ｏ Ｎｉｇ ａ Ｐ ｗｅ Ｐ ａ ｔ ｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ｓ ｔｅ ｏ ｌ ｔ ｗｅ ｆ ｎ ｎ ｈ ｉ ｏ ｒ ｌｎ ｅ ｎ ｔａｅ ｈ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｓｏ ｈ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｐ ｒ ａ ｈ ｆ ｉ ｎ ｓ ｆｔ ｒ ｓ ｎ ｐ ｏ ｃ ． ｃ ｅ ｖ ａ
建筑结构中的荷载试验方法
建筑结构中的荷载试验方法建筑结构的稳定性和安全性是一个复杂而严峻的问题，在建筑设计和施工过程中起着重要的作用。
荷载试验是评估建筑结构承载能力和可靠性的有效方法之一。
本文将介绍建筑结构中常用的荷载试验方法，以及它们的应用和局限性。
1. 静荷载试验静荷载试验是最常用的荷载试验方法之一，它通过施加具有固定大小的荷载并观察结构的变形和应力来评估结构的性能。
在试验过程中，通常采用钢丝绳、液压缸等装置施加荷载，并通过应变计、传感器等装置来监测结构对荷载的响应。
静荷载试验可以评估建筑结构在静力荷载下的变形、承载能力和破坏机制，对于评估结构的安全性和可靠性具有重要意义。
2. 动荷载试验动荷载试验是模拟结构在地震、风荷载等动力荷载下的响应情况，对于评估结构在极端情况下的抗震性能和稳定性具有重要意义。
在动荷载试验中，通常采用振动台、水压缸等装置来模拟动力荷载，并通过加速度计、应变计等装置来监测结构的振动响应。
动荷载试验可以评估结构在地震、风荷载等动力荷载下的动态性能，对于设计和改进结构的抗震性能具有指导意义。
3. 模型试验模型试验是利用缩小的模型结构来模拟实际结构的荷载响应情况，对于在较小成本和较短时间内评估结构性能具有重要作用。
在模型试验中，通常采用比例适当的模型结构，并通过施加与实际结构相似的荷载来观察模型结构的响应。
模型试验可以评估结构的整体稳定性和局部承载能力，对于优化结构设计和预测实际结构行为具有重要意义。
4. 数值模拟数值模拟是利用计算机技术对建筑结构进行荷载分析和性能评估的方法之一。
通过建立结构的数学模型和采用相应的数值计算方法，可以模拟结构在不同荷载下的变形、应力分布等响应情况。
数值模拟可以评估结构的力学性能和破坏机制，在结构设计和优化中具有广泛应用。
然而，各种荷载试验方法都有其局限性。
静荷载试验和动荷载试验需要耗费较高的成本和时间；模型试验在缩小比例时存在一定的尺度效应；数值模拟的准确性受计算模型和参数选择的影响。
结构设计知识：风荷载在结构设计中的应用
结构设计知识：风荷载在结构设计中的应用随着建筑物不断增加的高度和流线型设计的尝试，风荷载已成为结构设计中非常重要的考虑对象之一。
风荷载是指建筑物、桥梁或其他结构体受到的风压力和风力的力量，是一种非常重要的外部荷载。
因此，在结构设计中，必须根据实际情况综合考虑风荷载的影响，进行合理的结构设计，以保证结构的安全性和稳定性。
1.风荷载的形成原因风荷载是由气体环境中流动的空气造成的。
它的大小与气流速度和空间布局等因素有关。
风荷载的影响主要来自以下几个方面：（1）风速风速是决定风荷载大小的关键因素。
随着风速的增加，风荷载也相应增大。
（2）风的气动特性建筑物的形状和固体本身的材料有很大的影响。
例如，如果风部分绕过了建筑物，在高层建筑的顶部和角部会形成强大的负压力，风荷载也相应较大。
（3）地面的地貌和建筑物周围的环境地面地形和建筑物周围的环境都会对风荷载造成影响。
例如，建筑物周围有其他高层建筑，会影响风的流向和速度。
2.风荷载的计算方法在结构设计中，风荷载的计算方法通常使用国家和国际标准的规定和方法。
例如，我国现行的规范：《建筑结构荷载规范》第二部分给出了关于建筑物风荷载的计算方法和标准。
（1）静力分析法利用静力分析法计算建筑物（或其他结构体）受到风荷载的作用力，主要是计算结构体的振动和位移，从而确定结构的稳定性。
这种方法比较适合于大型建筑和桥梁的设计。
（2）风洞实验法风洞实验方法通常适用于建筑物的设计，特别是高层建筑的设计。
风洞实验可以通过物理实验来模拟风的流动，从而更准确地估计结构体所受的风荷载。
（3）数值模拟法数值模拟法是一种比较新颖的计算方法，使用计算机模拟建筑物在风荷载下的响应，可以预测建筑物在不同风荷载下的响应和损伤，进而为结构设计工作提供更为准确的依据。
3.风荷载对结构设计的影响风荷载是结构设计中必须考虑的重要因素之一，影响结构的安全性、稳定性和经济性。
建筑物在风荷载下，会导致建筑物发生倾覆、倾斜、震动和损坏等问题。
混凝土设计荷载原理
混凝土设计荷载原理一、概述混凝土结构是现代建筑中最常用的结构体系之一，其设计荷载是建筑设计中最基本的问题之一。
混凝土设计荷载原理是指在混凝土结构设计中确定作用于结构上的荷载大小和方向的原理，是混凝土结构设计的基础。
二、荷载分类混凝土结构设计中的荷载分为静力荷载和动力荷载两种类型。
1.静力荷载静力荷载是指在静止状态下作用于结构上的荷载，其分类如下：（1）永久荷载：指固定在结构上的荷载，如自重、墙体、楼板等。
（2）变动荷载：指不固定在结构上的荷载，如风荷载、人员荷载、家具荷载等。
（3）附加荷载：指在一定条件下才会出现的荷载，如雪荷载、冰荷载等。
2.动力荷载动力荷载是指在运动状态下作用于结构上的荷载，其分类如下：（1）地震荷载：指地震引起的荷载，是混凝土结构设计中最重要的荷载之一。
（2）风荷载：指风引起的荷载，在高层建筑中尤为重要。
（3）水荷载：指水流引起的荷载，如波浪荷载、涌浪荷载等。
三、荷载计算方法混凝土结构设计中常用的荷载计算方法有极限状态设计法和工作状态设计法。
1.极限状态设计法极限状态设计法是指在荷载作用下混凝土结构的破坏状态，其计算方法包括极限状态下弯矩、剪力、轴力的计算及混凝土的强度计算等。
（1）弯矩计算弯矩计算是指在荷载作用下结构受到弯曲的情况下，结构所承受的最大弯矩。
弯矩计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
剪力计算是指在荷载作用下结构受到剪切的情况下，结构所承受的最大剪力。
剪力计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
（3）轴力计算轴力计算是指在荷载作用下结构受到轴向压力或拉力的情况下，结构所承受的最大轴向力。
轴力计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
2.工作状态设计法工作状态设计法是指在荷载作用下结构处于正常使用状态的设计方法，其计算方法包括结构变形、裂缝控制和刚度计算等。
（1）结构变形计算结构变形计算是指在荷载作用下结构所发生的变形情况。
大跨度屋盖结构等效静力风荷载研究的开题报告
大跨度屋盖结构等效静力风荷载研究的开题报告一、研究背景及意义大跨度屋盖结构具有跨度大、内部各层高度不同、非线性和非静态等特点。
在遭受风荷载的情况下，会出现复杂的非线性反应，而如何准确地计算这种反应成为结构设计的关键问题。
因此，研究大跨度屋盖结构的等效静力风荷载，对于确保结构的稳定性和安全性具有重要的意义。
二、研究内容和技术路线本研究应用ANSYS软件，通过有限元分析建立大跨度屋盖结构的数值模型，在实际风荷载作用下，通过建立等效静力风荷载模型，计算出屋盖结构在静止状态下的等效静力风荷载，实现静力方法计算风荷载的目的。
针对大跨度屋盖结构，主要考虑以下内容：（1）结构的建模和模型验证首先，建立大跨度屋盖结构的有限元分析模型，通过分析模型中单元内部的应力、位移等参数，确认模型的准确性，并与实测数据进行比对，验证模型的可靠性。
（2）风场的建立基于适当的风压系数，建立大跨度屋盖结构在风场作用下的风压分布，然后，将风压作用在有限元模型上，计算出结构在风场作用下的变形和应力。
（3）静力方法计算在摆脱动力学效应的基础上，建立静态等效风荷载模型，即通过仿真大风的效应，在结构上施加等效静力载荷，以代替实际的动态风荷载。
（4）结构响应的计算和分析在引入静态等效风荷载后，计算出结构的响应，通过分析变形和应力，研究大跨度屋盖结构在风荷载下的力学性能。
三、预期成果与应用价值通过本研究，预计可以达到以下成果：（1）大跨度屋盖结构风荷载等效静力计算模型的建立；（2）对模型的准确性和可靠性进行验证；（3）通过分析，获得大跨度屋盖结构在风荷载下的力学性能。
本研究成果的应用价值主要体现在以下方面：（1）针对大跨度屋盖结构，提供了一种适用的计算方法和手段；（2）为大跨度屋盖结构的设计和施工提供理论依据；（3）促进大跨度屋盖结构的安全稳定开发和使用。
钢结构设计风荷载计算
钢结构设计风荷载计算一、引言钢结构设计是指在满足强度、刚度和稳定性等方面要求的前提下，对各种荷载进行合理计算和分析，以确定构件尺寸和材料，从而保证钢结构的安全性和经济性。
其中，风荷载是钢结构设计中重要的考虑因素之一，本文将针对钢结构设计中的风荷载计算进行详细介绍。
二、风荷载的基本概念风荷载是指风对建筑物或结构物表面所产生的作用力及其分布。
根据风速和结构形状的不同，风荷载可以分为静力风荷载和动力风荷载两种。
1. 静力风荷载静力风荷载主要是指风对建筑物或结构物表面产生的压力和吸力。
根据我国《建筑抗风设计规范》的规定，静力风荷载可以根据结构的高度、曝光系数、风向因子等参数进行计算。
2. 动力风荷载动力风荷载主要是指风对建筑物或结构物引起的振荡。
在结构的振动问题中，根据风速和结构的自振频率的关系可以将动力风荷载分为区域风场作用下的稳态风和非稳态风的影响。
三、风荷载的计算方法风荷载的计算方法主要有三种：权重法、动力反应谱法和风洞试验法。
以下将对这三种方法进行详细介绍。
1. 权重法权重法是一种简单且常用的计算方法，适用于一般结构。
该方法根据结构自重和荷载的分布情况，在结构上设置一系列风荷载作用的控制面，然后通过对风荷载相互作用的计算，最终得到结构的风荷载。
2. 动力反应谱法动力反应谱法是一种适用于考虑结构动力响应的计算方法。
该方法通过测定结构物对不同风速下的振动响应，进而确定结构的风荷载。
此方法相对于权重法计算更为精确，能够更好地反映结构的动力性能。
3. 风洞试验法风洞试验法是一种通过对模型在风洞中进行实验来模拟真实风场，从而测定结构在不同风速下的风荷载。
该方法具有直观、准确的特点，但操作比较繁琐且成本较高，主要适用于一些关键性的工程项目。
四、风荷载计算的注意事项在进行钢结构设计风荷载计算时，需要注意以下几个方面：1. 考虑风荷载合理性风荷载计算是钢结构设计中的一个重要环节，必须确保计算结果的合理性。
在进行计算时，需要根据建筑物的实际情况，合理确定风荷载的计算方法和参数，避免过大或过小的计算结果。
建筑结构荷载的计算
建筑结构荷载的计算建筑结构荷载的计算是建筑设计过程中的一个重要部分，它用于确定建筑物所需的结构强度和稳定性，保证建筑物在使用寿命内能够承受所有作用在其上的荷载。
本文将从建筑结构荷载的分类、计算方法和相关规范等方面进行介绍。
一、建筑结构荷载的分类根据荷载作用方式的不同，建筑结构荷载可以分为静态荷载和动态荷载两类。
1.静态荷载：是指作用在建筑物上的静止荷载，包括自重、建筑材料、使用荷载（人员、家具等）和附加荷载（地震、风荷载）等。
-自重荷载：是指结构组成部分的自身重量，包括墙体、梁、柱子、楼板等的重量，可根据构件的材料和几何尺寸进行估算和计算。
-建筑材料荷载：是指施工过程中用于施工的材料的重量，例如砖、砂浆、混凝土等，其荷载大小与结构力学性能有关。
-使用荷载：是指建筑物在正常使用过程中所承受的负荷，包括人员、家具、设备等，可根据建筑物的用途和设计规定进行估算。
-附加荷载：是指作用在建筑物上的地震、风荷载等荷载，需要根据建筑物所在地区的地震区域划分和风荷载标准进行计算。
2.动态荷载：是指作用在建筑物上的变化荷载，包括工业生产设备的振动荷载、电梯等运行产生的动荷载等。
二、建筑结构荷载的计算方法1.静力法：在静力法中，荷载作用于结构上的各个构件通过各个节点分别计算，最后对结果进行相加。
这种方法适用于静态荷载的计算。
2.动力法：在动力法中，荷载作用于结构上的构件可以视为一个整体，通过结构的振动特性和动态响应分析进行计算。
这种方法适用于动态荷载的计算，例如地震荷载。
三、建筑结构荷载的相关规范1.《建筑抗震设计规范》：适用于地震活跃地区的建筑物抗震设计，规定了建筑物在不同地震烈度和使用性质下所需的抗震设防状况。
2.《建筑结构设计规范》：规定了建筑物的基本要求、结构设计的方法和荷载计算的依据，是建筑结构设计的基本规范。
3.《建筑结构荷载规范》：规定了建筑物自重荷载、使用荷载、变动荷载和地震荷载的计算方法，包括了不同用途建筑物的专业规范。
浅谈结构设计——风荷载计算
浅谈结构设计——风荷载计算城市建筑越做越高,尤其是一线城市.在过去的一年,我们所接触的住宅、公寓、办公楼,几乎没有低于150m的.粗略来讲,结构高度提高,周期变长,地震力减小（想想地震反应谱）；但是,结构迎风面增加,风载加大,如果结构高宽比较大的话,结构横风向风振效应显著增大.此消彼长,超高层建筑基本以风控为主.基于本人的感受,我们工程师普遍对风载的认识要浅于对地震的认识,这当然不是一件好事.这篇文章就以工程师的角度,结合自身实践,谈谈本人对“风荷载”的一些浅薄认识.横风向风振效应《荷规》规定,“建筑高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑、高度超过30m且高宽比大于4的细长圆形构筑物,应考虑横风向风振的影响”.但规范对横风向风振的计算,往往偏大.我们曾对比过几栋超高层塔楼,塔楼高宽比基本在7.0及以上,核心筒高宽比在20.0及以上,主要结论是：1）在顺风向,风洞实验结果与规范差别不大；2）在横风向,风洞实验结果比规范小15%~20%（以最大层间位移角指标为准）.到目前为止,不少专家普遍认为规范计算的结构横风向效应偏大,但究竟偏大多少,由于项目经验不同,众说纷坛,但基本接受10%~15%的区间值.像Arup、TT这样的国际咨询公司,给出的经验值也处于这个区间.地面粗糙度在做设计时,我们其实很少细究场地粗糙度,一般按经验取一个大家都认可、偏保守的粗糙度类别.但如果大家对粗糙度取值有异议,无法统一,该怎么办呢？规范对粗糙度的判别方法,其实是有说明的.《荷规》8.2.1条条文说明：以上统计方法并不复杂,经过一些合理简化,可以比较容易地确定平均高度.操作的难点是拿到拟建房屋2kM范围内的房屋数据.但如果偏保守计算,也可以仅取1km范围的房屋数据,统计总面积时,仍按2kM计算即可.我们曾算过一个距海边873m的一个项目场地,计算结论是,加权高度为6.7m,粗糙度可以按B类.除了国标,《广东省荷载规范》也提供了粗糙度的计算方法.广东省荷规不是以加权高度来划分粗糙度,而是以平面建筑密度和10层以上高层建筑平面面积占总建筑面积比值这两个指标进行划分.其中,B类粗糙度被描述为“有少量稀疏房屋高度到达10m的区域：平面建筑密度小于15%”.这条没有为建筑密度规定下限,其实是一个很大的BUG.根据字面意思,平面建筑密度无穷小,只要有几栋（甚至1栋）超过10m的建筑,粗糙度就可以划分为B类？这与逻辑不符.同样地,国标对B类的定义也有问题,应该给出一个下限值.风洞实验刚性模型风洞实验根据本人目前的理解,我们现在拿到的很多超高层建筑结构风洞实验报告,基本采用刚性模型来测试.即在刚性模型表面密布气孔,采用一定风速施加在模拟场地,然后测量统计各气孔承担的风压力.刚性模型的测试方法并不和结构的动力特性耦合,所以,结构外形不变,仅是动力特性发生变化,并不需要重复做风洞实验,仅需简单的数值换算即可（某次超限会上,专家提到的,具体原理,有待进一步考证）.与刚性模型实验相对,气动弹性模型实验就要复杂得多,但其可以较真实地考虑结构与风的相互作用.相似比在风时程分析时,我们通常采用风洞实验的时程数据.有时需要注意对时程的时间步长进行换算,换算依据即是相似比.对不熟悉此原理的结构工程师,换算过程很容易出错.以下我们提供一个自己的算例,以帮助大家理解整个过程.假定风洞试验的几何缩尺1/400,基本风压为=0.45kN/m2,场地类型为A类时,10m高度处风压高度变化系数=1.283,修正风压为=0.577kN/m2,风速=30.38m/s,顶点位置风速为=45.34m/s.风洞试验中塔楼顶部最高处A类边界层验风速为10.09m/s,即风速缩尺=1/4.5,风压测量采样频率为313Hz,采样时间步长为0.00319s,则时程分析中风时程时间步长为0.283s.敏感系数与重现期《高规》4.2.2条规定,“对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用”.“对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关,目前尚无实用的划分标准.一般情况下,对于房屋高度大于60m 的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用”.从这条来看,敏感系数是针对高层建筑的,且主要是和房屋高度有关.《高规》的这条规定简洁明了,具有很好的操作性.与此相对,《荷规》就比较含糊.《荷规》提到,“除超高层,自重较轻的钢木主体结构,也应该考虑敏感系数”.如何提高呢？“适当考虑提高风载重现期来确定基本风压”.按提高重现期的方法考虑敏感系数,很容易和《高规》产生出入.比如,深圳地区,如果按100年的重现期考虑基本风压,应为0.90kPa,但如果是考虑1.1的系数,则为1.1X0.75=0.825kPa.我们看到一些报告,写的是房屋高度超过60m,结构对风荷载敏感,按100年的重现期考虑基本风压,但给出的数却是0.825kPa,这就有问题了,起码和规范对不上.再来解释一下这个1.1是怎么来的.张相庭在《结构风工程理论·规范·实践》一书中曾给出不同重现期风压的换算公式,如按此公式,相对50年重现期的基本风压,100年重现期的放大系数确实为1.1.只是规范在编排过程中,有些调整罢了,即如此,应以规范为准.基本风压、风速、风级有些建筑师、业主会问我们结构工程师,我们设计的这个楼,可以抵抗几级风？我们不少的工程师竟然答不出来.其实这个问题比问我们“某某楼可以抵抗几级地震”更容易解释.那为什么答不出来呢？因为不少人只有基本风压的概念,而没有风速的概念.流体力学中的伯努利公式可以描述基本风压与风速之间的关系,标准空气密度ρ=1.25kg/m³,以深圳为例,50年一遇基本风压0.75kPa,对应的=40=34.64m/s,100年一遇基本风压0.90kPa,对应的=37.94m/s.根据国家标准《热带气旋等级》（GBT19201-2006）：热带低压(TD)：最大风速为10.8～17.1米/秒,底层中心附近最大风力6-7级；热带风暴(TS)：最大风速为17.2～24.4米/秒,风力8-9级；强热带风暴(STS)：最大风速为24.5～32.6米/秒,风力10-11级；台风(TY)：最大风速为32.7～41.4米/秒,风力12-13级；强台风(STY)：最大风速为41.5～50.9米/秒,风力14-15级；超强台风(Super TY)：最大风速为51.0以上米/秒,风力16级或以上.35m/s（对应0.75kPa）的风速相当于台风级别,风力大概在12~13级.看起来好像还不够大,因为我们经历过的超强台风风速都是在50m/s以上,但别忘了,气象预报给出的最大风速和我们规范中统计的最大风速是不同的.气象站测量的风速,“是以正点前2min至正点内的平均风速作为该正点的风速”.而《荷载规范》是以“离地10m高,10min内的平均风速作为统计风速”.如果按《荷载规范》的方法换算,气象预报的50m/s风速是要小于50m/s的.参考最早的《浦福风力等级表》,空旷平地上标准高度10m处的风速为32.7~36.9m/s,即是最高级别12级,被描述为“海上引起14m 高的巨浪,陆上绝少见,摧毁力极大”.我们可以想象一下,这是什么样的风力.结论是,按规范风荷载反算的风速及风级,事实上比想象中大.我们极少听到按规范设计的主体结构,在台风中被刮倒或摧毁的案例.真正在台风中被破坏的多数为附属结构,比如雨蓬、幕墙、阳台、出屋面构架等.风振系数与阵风系数在结构主体计算时,我们采用风振系数,在计算围护结构时,却采用阵风系数,这两者有何区别呢？可能很多工程师并不一定明白.我们把风对结构的作用分为静力的平均风作用以及动力的脉动风作用.静力风压使建筑物产生一定的侧移,而脉动风压使建筑物在该侧移附近左右振动.对高度较大、刚度较小的高层建筑,脉动风压会产生不可忽略的动力效应,在设计中必须考虑.那该如何考虑呢？即在静力风压的基础上乘一个风振系数,以考虑这个动力效应,因此,风振系数有点类似动力放大系数的概念.对围护结构来说,我们需要考虑的是局部风压作用,围护结构的局部刚度一般相对较大,风振影响一般很小可以忽略.围护结构风压计算,直接采用瞬时风压,所以,阵风系数,其实就是瞬时风较平均风的增大系数,即阵风风速与时距10min的平均风速的比值.在高度越高、越开阔平坦的场地,瞬时风与平均风越接近（仅有一个时距的差异）,其阵风系数也越小.这就是规范8.6.1表格变化规律的由来.总的来说,风振系数是把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数.阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数.这两者虽然都是针对平均风所采用的增大系数,但概念截然不同.风荷载计算中的其他细部概念,有待大家一起挖掘讨论.以上仅为个人观点,欢迎讨论.。
【建筑施工手册】之荷载与结构静力计算表
2 常用结构计算2-1 荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
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。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
建筑结构设计中的风荷载与风力响应分析
建筑结构设计中的风荷载与风力响应分析在建筑结构设计中，风荷载与风力响应分析是至关重要的。
风是自然界中的一种常见力量，它对建筑物产生的压力和力学响应不能忽视。
本文将探讨建筑结构设计中的风荷载与风力响应分析，并提供一些相关的实例和方法。
一、风荷载分析风荷载是指风对建筑物产生的压力和力学效应。
在建筑结构设计中，风荷载是必须考虑的重要因素之一。
首先，我们需要了解风荷载的来源和作用机制。
风荷载的来源主要是大气中的气压差异引起的。
当风经过建筑物时，会在建筑物表面产生压力差，从而产生荷载。
风荷载对建筑结构的影响有两个方面：一个是静风荷载，即常见的静态压力；另一个是动风荷载，即风速引起的动态效应。
对于风荷载的计算，常用的方法是按照国家规范进行计算。
这些规范提供了各种建筑类型和地区的风速概率分布曲线，以及建筑物的风荷载计算方法。
基于这些规范，结构设计师可以确定不同风速下的静风压力，并结合建筑结构的特点进行计算。
二、风力响应分析风力响应分析是指建筑物在受到风荷载时的结构响应分析。
建筑物在受到风荷载时会产生形变和应力，而风力响应分析旨在评估和控制这些响应，确保建筑物的稳定性和安全性。
常见的风力响应分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是一种简化的方法，通常用于预估建筑物在可能的最大风荷载下的位移和应力。
动力分析则更为复杂，考虑了风荷载的动态效应以及结构的振动特性。
对于静力分析，常用的方法是等效静态法。
该方法的基本思想是将动态风荷载转化为与之等效的静态风荷载，从而简化结构的分析和设计。
这种方法适用于一些简单的建筑结构，但对于复杂的结构则需要考虑动力分析。
动力分析的方法有很多种，其中一种常见的方法是模态分析。
模态分析考虑了建筑物的固有振动特性，通过计算建筑物的模态响应来评估风力响应。
这种方法对于高层建筑等柔性结构尤为适用，能够更准确地预测结构的响应。
三、风荷载与风力响应的实例下面以高层建筑为例，说明风荷载与风力响应的分析过程。
风荷载作用下的建筑结构设计
风荷载作用下的建筑结构设计风荷载是影响建筑结构设计的重要因素之一，特别是在高层建筑和超高层建筑中，风荷载的影响尤为显著。
合理的风荷载设计不仅能够提高建筑物的安全性和舒适性，还能延长建筑物的使用寿命。
本文将探讨风荷载作用下的建筑结构设计原则、方法及其在实际工程中的应用。
首先，风荷载的计算是风荷载设计的基础。
风荷载的大小和分布受到多种因素的影响，包括风速、风向、建筑物的形状和高度等。
常见的风荷载计算方法包括静力风荷载计算和动力风荷载计算。
静力风荷载计算通过简化假设，将风荷载视为均匀分布在建筑物表面的静力荷载，适用于风速变化不大的低层建筑和中层建筑。
动力风荷载计算则考虑了风速的时变特性和建筑物的动力响应，适用于高层建筑和超高层建筑。
动力风荷载计算常采用风洞实验和计算流体动力学（CFD）模拟，通过模型实验和数值模拟，分析风荷载的时变特性和分布规律，为结构设计提供准确的风荷载数据。
在建筑结构设计中，为了抵抗风荷载，常采用多种结构体系和加固措施。
框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构是常见的抗风结构体系。
框架结构通过梁柱的刚性连接，提高结构的整体刚度和抗风性能；剪力墙结构通过设置垂直于框架的剪力墙，提高结构的侧向刚度和稳定性；框架-剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，通过框架提供灵活性和变形能力，通过剪力墙提供刚度和承载力，适用于中高层建筑。
此外，风振控制技术也是高层建筑抗风设计的重要手段。
风振控制技术通过减少风荷载的作用和改善结构的动力响应，提高建筑物的抗风性能。
常见的风振控制技术包括质量阻尼器（TMD）、主动控制和被动控制等。
质量阻尼器通过在建筑物顶部设置附加质量块和阻尼装置，吸收和耗散风振能量，减小结构的振动和变形。
例如，上海中心大厦和台北101大楼都采用了质量阻尼器技术，有效提高了建筑物的抗风性能。
在实际应用中，风荷载设计已经在多个高层建筑和超高层建筑项目中取得了显著成效。
例如，迪拜的哈利法塔通过采用风洞实验和CFD模拟，优化了建筑物的形状和结构布局，有效减小了风荷载的影响，成为世界上最高的建筑之一；纽约的世贸中心一号大楼通过采用框架-剪力墙结构和质量阻尼器技术，提高了建筑物的抗风性能和舒适性，成为现代高层建筑的典范。
结构工程中的荷载分析方法
结构工程中的荷载分析方法在结构工程中，荷载分析是一个非常重要的环节。
荷载分析的目的是确定结构所承受的各种力的大小和方向，以保证结构的安全性和稳定性。
荷载分析方法的选择和应用对于设计出安全可靠的结构至关重要。
本文将介绍几种常用的荷载分析方法。
1. 静力分析法静力分析法是最为常见的荷载分析方法之一。
它基于力的平衡原理，将结构看作静止的，仅考虑外力和结构本身的重力。
通过平衡方程和受力分析，可以计算出结构的内力和变形情况。
静力分析法适用于简单的结构，如梁、柱等。
但对于复杂的结构，静力分析法可能无法满足精确的计算需求。
2. 动力分析法动力分析法是基于结构的振动特性进行荷载分析的方法。
它考虑结构在受到外力作用时的动力响应，包括结构的振动频率、振型和振幅等。
动力分析法适用于考虑地震、风荷载等动力荷载的结构。
通过模拟结构在不同荷载下的振动响应，可以评估结构的安全性和稳定性。
3. 有限元分析法有限元分析法是一种数值计算方法，通过将结构离散成有限个小单元，利用数值计算方法求解结构的受力和变形情况。
有限元分析法可以处理复杂的结构和非线性问题，如大变形、接触、材料非线性等。
它是目前结构分析中最常用的方法之一。
有限元分析法需要进行模型的离散化和边界条件的设定，准确的模型和边界条件对结果的精度有很大影响。
4. 统计分析法统计分析法是一种基于概率和统计理论的荷载分析方法。
它考虑荷载的随机性和变异性，通过概率统计方法对荷载进行分析和计算。
统计分析法适用于考虑荷载变化范围较大的结构，如桥梁、塔楼等。
通过统计分析法，可以评估结构在不同荷载下的可靠性和安全性。
综上所述，结构工程中的荷载分析方法有静力分析法、动力分析法、有限元分析法和统计分析法等。
不同的荷载分析方法适用于不同的结构和荷载情况。
在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的荷载分析方法，并结合实际计算和试验验证，确保结构的安全可靠性。
荷载分析方法的选择和应用需要专业知识和经验的支持，是结构工程设计中不可或缺的一环。
结构设计基本荷载计算
结构设计基本荷载计算结构设计中的基本荷载计算是指对建筑物或其他结构所需要承受的各种荷载进行合理估计和计算的过程。
这些荷载包括建筑物自重、使用荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等。
1.建筑物自重：建筑物的自重是指由建筑构件及其配件、各种装修材料等所构成的重力。
自重是其他荷载计算的基础，可通过构件和材料的重量确定。
2.使用荷载：使用荷载是指建筑物使用中产生的荷载，如人员活动、家具设备、机械设备、垂直输送装置的荷载、水处理设备的荷载等。
使用荷载根据建筑物的功能和使用需求进行合理估计。
3.风荷载：风荷载是指建筑物受风作用产生的荷载。
风荷载的计算需要考虑风的速度、风的方向、建筑物的高度、建筑物的形状、建筑物的表面特征等因素。
常用的计算方法包括气象法、物理模型试验法和工程法。
4.雪荷载：雪荷载是指建筑物在积雪条件下所承受的荷载。
雪荷载的计算需要考虑降雪量、雪的密度、雪的粘附性、建筑物的形状等因素。
常用的计算方法包括雪的地理标准法、雪的气象标准法和雪的工程标准法。
5.地震荷载：地震荷载是指地震作用对建筑物产生的荷载。
地震荷载的计算需要考虑地震的震级、震中距、地震波的方向和类型、建筑物的结构特性等因素。
常用的计算方法包括静力法、动力法和结构响应谱法。
在进行基本荷载计算时，需要根据建筑物的类型、设计要求和使用条件选择相应的荷载标准。
并且要注意在计算过程中对各个荷载的合理分配和组合，以确保结构的稳定性和安全性。
此外，基本荷载计算还需要结合具体的结构设计和规范要求进行。
通过合理的计算和设计，可以确保结构在各种荷载作用下具有足够的承载能力和稳定性，从而满足设计和使用的要求。
精品建筑施工之荷载与结构静力计算表
建筑施工之荷载与结构静力计算表2-1-1 荷载1．结构上的荷载结构上的荷载分为下列三类：（1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。
（2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。
（3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。
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。
2．荷载组合建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。
γ0S≤R （2-1）式中γ0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值。
对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合（2-2）式中γG——永久荷载的分项系数；γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数；S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值；S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；ψci——可变荷载Q i的组合值系数；n——参与组合的可变荷载数。
（2）由永久荷载效应控制的组合（2-3）（3）基本组合的荷载分项系数1）永久荷载的分项系数当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。
2）可变荷载的分项系数一般情况下应取1.4；对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。
对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。
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清华大学研究生课程——《灾害学》
风速重现期的统计规律
服从极值I型分布(广义Frechet分布)
20
清华大学研究生课程——《灾害学》
基本风压
w = 1 ρv2 2
空气密度1.23g/m3 规范规定基本风压计算为
w0
=
v0 2 1600
21
清华大学研究生课程——《灾害学》
我国基本风压分布图
清华大学研究生课程——《灾害学》
风灾
陆新征
清华大学土木工程系 2006
1
清华大学研究生课程——《灾害学》
内容提要
风的类型与分类 风灾对建筑物的影响 工程结构抗风设计 防风减灾对策与风振控制
2
清华大学研究生课程——《灾害学》
结构风工程
1879年Tay桥事故后开始引起重视 二十世纪50年代后期开始成为一门独立
边界层高度
9
清华大学研究生课程——《灾害学》
对数率
11
清华大学研究生课程——《灾害学》
指数率
v(z) vb
=
⎜⎜⎝⎛
z zb
⎟⎟⎠⎞α
12
2
清华大学研究生课程——《灾害学》
指数率的系数
v(z) vb
=
⎜⎜⎝⎛
z zb
⎟⎟⎠⎞α
地面粗糙度
描
述
α
A
近海海面、海岛、海岸及沙漠地区
0.12
B
田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区
的学科 1963年后开始召开国际风工程会议 我国80年代后，随着大量新兴高层建筑
和大跨桥梁的修建而得到迅速发展
3
清华大学研究生课程——《灾害学》
风速仪
机械风速仪 价格低廉 只能测量水平方
向的风速
清华大学研究生课程——《灾害学》
风速仪
超声波风速仪 价格高 能测量各个方向
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不同国家平均风速的规定
日本采用瞬时最大风速 美国采用t=3000/v，在半分钟到一个小
时之间 英国、澳大利亚为3秒钟 加拿大为1个小时 丹麦为10分钟
18
3
清华大学研究生课程——《灾害学》
最大风速的统计分布规律
采用年最大风速样本 50年重现期 不同重现期之间的换算
清华大学研究生课程——《灾害学》
北京市风向分布规律
清华大学研究生课程——《灾害学》
北京市各方向最大风速
22
23
24
4
清华大学研究生课程——《灾害学》
空气在结构物附近的流动
清华大学研究生课程——《灾害学》
空气在结构物附近的流动
清华大学研究生课程——《灾害学》
空气在结构物附近的流动
25
清华大学研究生课程——《灾害学》
平均风速的平均时距
塘沽1966年8月28日瞬时风速达到 48.7m/s，10分钟平均风速15m/s，未成 灾
1967年7月15日瞬时最大风速37.8m/s， 10分钟平均风速21m/s，成灾
10分钟到1小时平均风速基本稳定，能保 持当时风速的基本特点，又不至于受到 过大瞬时风速的影响。
17
的风速
4
5
清华大学研究生课程——《灾害学》
6
1
清华大学研究生课程——《灾害学》
7
对数率 指数率
清华大学研究生课程——《灾害学》
平均风速剖面
开阔地面
郊区
大城市中心
α
0.16
0.28
0.40
10
清华大学研究生课程——《灾害学》
8
清华大学研究生课程——《灾害学》
大气边界层
地面摩擦对空气产生阻力，使空气流动 速度变慢，超过一定高度就可以忽略地 面摩擦，该高度称为边界层；
Wind speed and pressure
H=15m
40
41
42
7
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind speed and pressure
H=35m
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind speed and pressure
H=55m
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind speed and pressure
H=85m
43
44
45
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind pressure on structures
Bridge
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind pressure on bridge
Total speed field
清华大学研究生课程——《灾害学》
Wind pressure on bridge
0.16
C
密集建筑群的城市市区
0.22
D
密集建筑群且房屋较高的城市市区
0.30
13
清华大学研究生课程——《灾害学》
风速与风谱
实际风速时程曲线 平均风速
14
清华大学研究生课程——《灾害学》
基本风速
标准地面粗糙度 标准高度
10m
标准重现期
50年
平均风的时距
10min
15
Near to Pipe
46
47
48
8
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Wind pressure on bridge
Pipe
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标准高度的规定
确定风速标准高度时需要考虑多方面原因 我国气象站的风速仪高度大多在8～12m之间 美国、加拿大等也采用10m标准风速高度 日本采用15m风速高度 挪威、巴西为20m 我国1970年前采用20m高度
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南风
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6
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东风
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复杂楼群的风压分布
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数值模拟
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楼群流场分布
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Wind speed and pressure
H=1.5m
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结构物正面流场
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气流绕过建筑物侧面
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建筑物正面风压
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结构物顶面压力分布
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风压分布的基本特点
在正面风力作用下，迎风面一般均有正 压力，此正压力在迎风面的中间偏上最 大，两边及底下最小；
背风面承受全部负压力（吸力），一般 两边略大，中间较小，分布比较均匀；
当风平行于建筑物侧面时，两侧一般也 同时受吸力作用。迎风侧较大，背风侧 小；
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复杂结构附近风场
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北风
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不同屋顶坡度的影响
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