风荷载体型系数分布规律4
【精品文档类】风荷载计算规律及公式
第二部分 风荷载计算一:风荷载作用下框架的弯矩计算(1)风荷载标准值计算公式:0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅ 其中k W 为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值z β为z 高度上的风振系数,取 1.00z β= z μ为z 高度处的风压高度变化系数 s μ为风荷载体型系数,取 1.30s μ= 0w 为攀枝花基本风压,取00.40w =该多层办公楼建筑物属于C 类,位于密集建筑群的攀枝花市区。
(2)确定各系数数值因结构高度19.830H m m =<,高宽比19.81.375 1.514.4HB==<,应采用风振系数z β来考虑风压脉动的影响。
该建筑物结构平面为矩形, 1.30s μ=,由《建筑结构荷载规范》第3.7查表得0.8s μ=(迎风面)0.5s μ=-(背风面),风压高度变化系数z μ可根据各楼层标高处的高度确定,由表4-4查得标准高度处的z μ值,再用线性插值法求得所求各楼层高度的z μ值。
层数()i H m z μ z β1()/q z KN m 2()/q z KN m7女儿墙底部 17.50.79 1.00 2.370 1.480 6 16.5 0.77 1.00 2.306 1.441 5 13.2 0.74 1.00 2.216 1.385 4 9.9 0.74 1.00 2.216 1.385 3 6.6 0.74 1.00 2.216 1.385 2 3.3 0.74 1.00 2.216 1.385 1 -3.3 0.00 0.00 0.000 0.000(3)计算各楼层标高处的风荷载z 。
攀枝花基本风压取00.40/w KN mm =,取②轴横向框架梁,其负荷宽度为7.2m,由0k z s z W w βμμ=⋅⋅⋅得沿房屋高度分布风荷载标准值。
7.20.4 2.88z z s z z s z q βμμβμμ=⨯=,根据各楼层标高处的高度i H ,查得z μ代入上式,可得各楼层标高处的()q z 见表。
7.3_风荷载体型系数
7.3 风荷载体型系数7.3.1房屋和构筑物的风载体型系数,可按下列规定采用:1. 房屋和构筑物与表7.3。
1中的体型类同时,可按该表的规定采用;2. 房屋和构筑物与表7.3.1中的体型不同时,可参考有关资料采用;3. 房屋和构筑物与表7.3.1中的体型不同且无参考资料可以借鉴时,宜由风洞试验确定;4. 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。
表7.3.1续表7.3.17.3.2当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数凡乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定;必要时宜通过风洞试验得出。
7.3.3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μsl:1. 外表面1 正压区按表7.3.1采用;2 负压区——对墙面,取—1.0;——对墙角边,取—1.8;—一对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位),取—2.2;——对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件,取—2.0。
注:对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的O.1或房屋平均高度的0.4,取其小者,但不小于1.5m。
2. 内表面对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取—O.2或0.2。
对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取—O.2或0.2。
※注:上述的局部体型系数μsl(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积大于或等于10m2时,局部风压体型系数μsl(10)可乘以折减系数0.8,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数凡μsl(A)可按面积的对数线性插值,即μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)—μsl (1)]1ogA。
风荷载总体体型系数完整版
风荷载总体体型系数标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]风荷载总体体型系数心得迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是负值,其实就是相当一个吸力。
对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积,如右边的“十字形”平面结构,建筑物边长尺寸如图所示,则总的体型系数如下:只要知道a和b的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数。
这里公式分为2部分计算,按照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段,a,b,a。
再依据规范,+0.6,+0.8,+0.6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0.5其实也是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5.但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如果你从力的方向性考虑的话,它们是同向的。
因此在公式里才都是加号。
不过还有另外一种情况就是当出现“-”时是要做减法的。
一开始列出的六种建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式,这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H和长度L相关。
再比如右图不规则六边形,边长关系如图所示。
当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角30°。
此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下:(其中a ,b ,a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度,这里下部可以用a ’, b ’ , a ’代替;2a+b=2a ’+b ’)''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“-”是吸力,方向相同吗这里为什么又是减号呢其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“﹣”在运算过程中是当做同向处理。
风荷载总体体型系数
风荷载总体体型系数心得迎风面都是等效受压力面;所以为正值..相应其他面;背风面和平行面都是负值;其实就是相当一个吸力..对于总的体型系数;是这样求解的..首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积;如右边的“十字形”平面结构;建筑物边长尺寸如图所示;则总的体型系数如下:只要知道a和b的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数..这里公式分为2部分计算;按照最大投影面分开按照箭头分开;一部分是上部;另一部分称为下部..建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段;a;b;a..再依据规范;+0.6;+0.8;+0.6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0.5其实也是按照边长加权求得..只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5.但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号;有点讲不通这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果;如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如果你从力的方向性考虑的话;它们是同向的..因此在公式里才都是加号..不过还有另外一种情况就是当出现“-”时是要做减法的..一开始列出的六种建筑平面中;有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式;这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H和长度L相关....当风向不再是垂直于建筑物表面;而是有一定夹角30°此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算..下部时;最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线;就是图示的箭线;仍旧是上部和下部..所以计算式如下:其中a;b;a分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度;这里下部可以用a’;b’;a’代替;2a+b=2a’+b’''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号;不是说“-”是吸力;方向相同吗 这里为什么又是减号呢 其实是这样理解的;在最大投影面的同一侧如果出现不同负号;那么肯定会用加减;只是在不同侧时;“﹣”在运算过程中是当做同向处理..。
风荷载体形系数
ABSTRACT According to TECHNICAL SPECIFICATION(CECS102-2002) and LOAD CODE(GB50009-2001), a great
lot of practical examples on body-form coefficient are analyzed with span-height ratio as parameter,
协会 MBMA《低层房屋体系手册》(1996)中有关小坡度房屋的规定,分别给出房屋端区和中间 区的不同风荷载体型系数μs。尽管它是根据风洞试验得出的,是专门针对低层钢结构房屋的, 内容详尽,已为多数国家采用,但它与我国已沿用50多年的建筑结构荷载规范 GB50009-2001[2] 第 7.3 节中的体型系数μs 算得的风荷载组合弯矩设计值相比,在多数情况下偏小甚多。在编制 2002 年《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中,根据近年来的多次分析后,一致认为应 在大多数 L0/h≤3的门式刚架中采用《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 表 7.3.1 中的体型系 数μs。为照顾到 CECS102 中这一实测经验,当 L0/h>4,风荷载较大,屋面荷载较轻的少数 门式刚架中有可能会出现按 CECS102 计算比按 GB50009-2001 计算风荷载组合弯矩设计值稍偏 大的情况,故仍保留了 CECS102 的风荷载体型系数μs。目前两种风荷载体型系数μs 共存,设 计部门都有采用的,甚至有些设计软件只适用于 CECS102 一种体型系数,作者以实例为主,特
风荷载体型系数μs表
风荷载体型系数μs表1. 介绍风荷载是指风对建筑物、结构物等工程设施所产生的作用力。
在工程设计中,需要考虑风荷载对建筑物的影响,以确保结构的安全性和稳定性。
风荷载是由风速、建筑物的形状和尺寸等因素决定的。
风荷载体型系数(μs)是用于计算风力作用于建筑物上表面的转换系数。
该系数与建筑物的形状和尺寸相关,反映了不同结构在风中产生风力的特性。
风荷载体型系数的计算可以通过试验、经验公式或数值模拟等方法获得。
2. 风荷载体型系数的计算风荷载体型系数的计算涉及到建筑物的几何特征,如高度、宽度、方向等。
具体的计算方法根据不同的建筑物类型和风荷载标准可能有所不同,下面是一般情况下的计算方法:步骤 1:根据建筑物的形状和尺寸确定所属类别。
建筑物可以分为不同的类别,如矩形、圆柱形、倒梯形、单层或多层平面等。
根据实际情况确定建筑物所属的类别。
步骤 2:根据建筑物的几何特征计算相关参数。
根据建筑物的几何特征,计算相关参数,如高度、宽度、倾斜角度等。
这些参数将用于后续的计算。
步骤 3:根据建筑物类别和参数计算风荷载体型系数。
根据所属类别和计算得到的参数,查找相应的风荷载体型系数表格。
根据表格中的数值确定风荷载系数的值。
3. 风荷载体型系数的应用风荷载体型系数用于计算风荷载的转化系数,将风速转化为作用于建筑物上表面的风力。
该系数在结构设计中起着重要的作用。
通过乘以风压系数和风速,可以计算出作用于建筑物上表面的风力。
风荷载体型系数的正确选择对于结构的安全性和稳定性至关重要。
不同的结构形状和尺寸对应的风荷载体型系数不同,因此需要根据具体情况进行选取。
风荷载体型系数还可用于风洞试验和风荷载分析。
在风洞试验中,可以通过测量风压和风速,计算出实际风荷载体型系数的值,与理论计算进行对比,验证计算方法的准确性。
在风荷载分析中,可以根据建筑物所属类别和几何特征,选择相应的风荷载体型系数进行计算。
结论风荷载体型系数(μs)表是用于计算风荷载的转换系数的重要工具。
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。
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(KN/m2)按下式计算: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 D30.12 0.15 0.22 0.31.1.3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。
(对于⾼度H⼤于30⽶、⾼宽⽐且可忽略扭转的⾼层建筑,均可只考虑第⼀振型的影响。
风荷载体形系数[宝典]
风荷载体形系数一、a1b2c3aa:有关脚手架风载体型系数计算的问题:在计算脚手架水平风荷载标准值的时候,需要计算风载体型系数Us我在查阅了多种计算资料后,发现了两种计算方法,但不敢确定,请各位高手、专家给予帮助,在此表示感谢:其中,我在网上查阅了一种计算方法,比如举例来说:脚手架步距1.5m,纵距1.8m,横距0.8m第一种方法:第一步按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》4.2.4规定采用,查表得敞开式脚手架的挡风面积为1.5×1.8×0.089=0.2403m2密目网的挡风系数取0.841,敞开式脚手架挡风系数为0.089,则在脚手架外立杆里侧挂满密目网后,脚手架综合挡风面积为:(1.5×1.8-0.2403)×0.841+0.2403=2.31m2其综合挡风系数为φ=2.31/(1.5×1.8)=0.8556根据规范查表4.2.4 背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体形系数为1.3φ,即Us=1.3φ=1.3×0.8556=1.112这是一种计算方法,但我没有查处具体计算过程的依据。
另一种方法是:密目网的挡风系数取φ1=0.841,敞开式脚手架挡风系数为φ2=0.089,密目式安全立网封闭脚手架挡风系数φ=φ1+φ2-φ1×φ2/1.2=0.841+0.089-0.841×0.089/1.2=0.8676第二种方法是按照刘群主编、袁必勤为副主编的中国物价出版社出版的《建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算》一书P80的计算,请问哪种比较正确我个人认为第二种比较具有权威性,你呢??拐子马ΨЖ:第一种计算方法错误,不符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》4.2.4要求。
第二种计算方法正确,符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》4.2.4要求。
袁必勤是《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的主要起草人,刘群是编委之一。
风荷载总体体型系数
风荷载总体体型系数心得《建筑结构荷载规范》第8.1。
1条讲到垂直于建筑物表面的风荷载标准值应该按照下列规定确定。
迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是负值,其实就是相当一个吸力. 对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积,如右边的“十字形”平面结构,建筑物边长尺寸如图所示,则总的体型系数如下:5.028.0226.0++⨯+⨯+⨯=ba b b a a u s 只要知道a 和b 的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数.这里公式分为2部分计算,按照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段,a,b,a.再依据规范,+0。
6,+0。
8,+0。
6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0。
5其实也是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是0。
5所以综合加权值也是0。
5。
但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通?这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如果你从力的方向性考虑的话,它们是同向的.因此在公式里才都是加号.不过还有另外一种情况就是当出现“-”时是要做减法的。
一开始列出的六种建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式, 这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H 和长度L 相关。
再比如右图不规则六边形,边长关系如图所示。
当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角30°。
此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下:(其中a ,b ,a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度,这里下部可以用a ’, b' , a ’代替;2a+b=2a'+b ’)''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“-”是吸力,方向相同吗?这里为什么又是减号呢?其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“﹣”在运算过程中是当做同向处理。
风荷载总体体型系数(2020年8月整理).pdf
风荷载总体体型系数心得《建筑结构荷载规范》第8.1.1条讲到垂直于建筑物表面的风荷载标准值应该按照下列规定确定。
迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是负值,其实就是相当一个吸力。
对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积,如右边的“十字形”平面结构,建筑物边长尺寸如图所示,则总的体型系数如下:5.028.0226.0++⨯+⨯+⨯=ba b b a a u s 只要知道a 和b 的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数。
这里公式分为2部分计算,按照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段,a ,b ,a 。
再依据规范,+0.6,+0.8,+0.6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0.5其实也是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5. 但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通?这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如果你从力的方向性考虑的话,它们是同向的。
因此在公式里才都是加号。
不过还有另外一种情况就是当出现“-”时是要做减法的。
一开始列出的六种建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式, 这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H 和长度L 相关。
再比如右图不规则六边形,边长关系如图所示。
当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角30°。
此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下:(其中a ,b ,a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度,这里下部可以用a ’, b ’ , a ’代替;2a+b=2a ’+b ’)''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯−+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“-”是吸力,方向相同吗?这里为什么又是减号呢?其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“﹣”在运算过程中是当做同向处理。
风荷载体型系数分布规律
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房270度风向角(↑)分块体型系数 (独立厂房)
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房270度风向角(↑)分块体型系数 (单个机组)
研究成果1----屋盖表面风荷载
研究成果1----屋盖表面风荷载
分块体型系数极值:围护结构设计的基本参数
独立厂房的分块体型系数一
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 独立厂房的分块体型系数二
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 单个机组的分块体型系数一
2019年8月11日星
-21-
研究成果1----屋盖表面风荷载
大跨屋盖风振及温度作用 研究成果介绍
2019年8月11日
王勇奉
汇报的主要内容
一、项目背景 二、研究目标 三、研究内容 四、研究成果
2019年8月11日星期日
项目背景
研究目标 研究内容 研究成果
项目背景
核电机组常规岛厂房随着容量的增加,汽机房的跨度也 越来越大,屋盖跨度也随之增大,海阳一期工程中,屋盖 跨度达到42m。 《建筑结构荷载规范》规定,跨度大于36m要考虑风振 效应,而规范中给出的风振系数基本上只适用于高层建筑 的顺风向响应。 核岛安全壳距汽机房较近,常规岛厂房之间的距离也小 于厂房长度的3.5倍,按照《建筑结构荷载规范》规定, 风荷载体型系数取值要考虑风力相互干扰的群体效应。
《火力发电厂土建结构设计规定》对于跨度大于36m的 屋架要考虑温度作用。
项目背景
大跨屋盖研究现状:风振研究、屋盖温度作用研究多集中于机场、 体育馆等结构。 火电厂汽机房跨度多小于36m,一般不需进行风振计算。 国内罕见核电厂常规岛汽机房大跨屋盖这类结构关于风振、温度作 用等方面的文献。 有必要对此类大跨屋盖结构进行一系列的研究,以期获得合理经济 安全可靠的结构型式,为后续核电厂房屋盖设计提供借鉴和指导。
风载体型系数
论文摘要
对于敞开式厂房,因为轻钢规程并没有对其载体型系数进行规定,即使用户选用的是轻钢规程,软件也是按荷载规范对风荷载体型系数进行定义,如图1
所示。
图1 风荷载体型系数取值
(1)敞开式厂房,应根据荷载规范表7.3.1第27条(双面开敞及四面开敞式双坡屋面)对风荷载体型系数进行取值。
因此一般的坡度≤10°敞开式双坡体型系数按表1取值。
(2)多跨敞开式屋面,按3D3S软件的风载体型系数取值。
因为规范并没有规定,软件按如下规则取值:即最边上两坡按敞开式屋面取值,中间都按封闭式即荷载规范表7.3.1第8条的第二坡、第三坡取值。
(3)对于如图2所示的结构形式,3D3S软件的风载体型系数按表2取值。
图2 某厂房结构形式
综上,对于敞开式厂房风荷载的体型系数的取值,由于荷载规范并没有具体的规定,用户要根据实际情况,对模型进行分区,然后对相应的区域对照荷载规范的7.3.1表格的情况进行对比,找出最接近的情况进行取值。
一定高度风荷载计算 风荷载体型系数
一定高度风荷载计算风荷载体型系数
在进行一定高度风荷载计算时,需要考虑风荷载的体型系数。
风荷载体型系数是指建筑物表面在不同方向上受到的风荷载的影响程度,是考虑建筑物形状和朝向对风荷载影响的重要参数。
风荷载体型系数可以通过风洞试验、数值模拟等方法进行计算,也可以采用经验公式进行估算。
以下是一些常见的经验公式:
1. 矩形平面建筑物:
风荷载体型系数= 1.0 + 0.6 * K * (V / 100)^0.6
其中,K 是风向系数,V 是风速。
2. 圆形平面建筑物:
风荷载体型系数= 1.0 + 0.6 * K * (V / 100)^0.6
其中,K 是风向系数,V 是风速。
3. 不规则平面建筑物:
风荷载体型系数的计算比较复杂,需要采用数值模拟等方法进行计算。
在进行风荷载体型系数的计算时,需要考虑风向、风速、建筑物形状和朝向等因素,并根据实际情况选择合适的计算方法和公式。
同时,在进行建筑物设计和施工时,还需要考虑风荷载的影响,采取相应的防护措施,确保建筑物的安全
和稳定。
风荷载总体体型系数 (1)
风荷载总体体型系数心得迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是负值,其实就是相当一个吸力。
对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积,如右边的“十字形”平面结构,建筑物边长尺寸如图所示,则总的体型系数如下:只要知道a和b的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数。
这里公式分为2部分计算,按照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段,a,b,a。
再依据规范,+,+,+按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是其实也是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是所以综合加权值也是.但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通?这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如果你从力的方向性考虑的话,它们是同向的。
因此在公式里才都是加号。
不过还有另外一种情况就是当出现“-”时是要做减法的。
一开始列出的六种建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式,这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H和长度L相关。
再比如右图不规则六边形,边长关系如图所示。
当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角30°。
此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下:(其中a ,b ,a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度,这里下部可以用a ’, b ’ , a ’代替;2a+b=2a ’+b ’)''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“-”是吸力,方向相同吗?这里为什么又是减号呢?其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“﹣”在运算过程中是当做同向处理。
2021年风荷载总体体型系数之令狐文艳创作
风荷载总体体型系数心得令狐文艳《建筑结构荷载规范》第8.1.1条讲到垂直于建筑物表面的风荷载标准值应该按照下列规定确定。
迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是负值,其实就是相当一个吸力。
对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在根据风向来确定建筑物最大风如图所示,则总的体型系数如下:只要知道a和b荷载体型系数。
这里公式分为2部分计算,按照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段,a,b,a。
再依据规范,+0.6,+0.8,+0.6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0.5其实也是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5.但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通?这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“+”代表迎风面“-”代表背风面;如减法的。
一开始列出的六种建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式, 这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H 和长度L 相关。
再比如右图不规则六边形,边长关系如图所示。
当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角30°。
此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上 下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即 就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下:(其中a ,b ,a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度 ,这里下部可以用a ’, b ’ , a ’代替;2a+b=2a ’+b ’) ''2'5.02''2'55.0255.024.027.0b a b b a a b a a b a a b a a u s +⨯+⨯+⨯++⨯-+⨯++⨯=但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“-”是吸力,方向相同吗?这里为什么又是减号呢?其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“﹣”在运算过程中是当做同向处理。
7.3 风荷载体型系数
精品文档,放心下载,放心阅读7.3 风荷载体型系数7.3.1房屋和构筑物的风载体型系数,可按下列规定采用:1. 房屋和构筑物与表7.3。
1中的体型类同时,可按该表的规定采用;2. 房屋和构筑物与表7.3.1中的体型不同时,可参考有关资料采用;精品文档,超值下载3. 房屋和构筑物与表7.3.1中的体型不同且无参考资料可以借鉴时,宜由风洞试验确定;4. 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。
表7.3.1续表7.3.17.3.2当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数凡乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定;必要时宜通过风洞试验得出。
7.3.3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μsl:1. 外表面1 正压区按表7.3.1采用;2 负压区——对墙面,取—1.0;——对墙角边,取—1.8;—一对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位),取—2.2;——对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件,取—2.0。
注:对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的O.1或房屋平均高度的0.4,取其小者,但不小于1.5m。
2. 内表面对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取—O.2或0.2。
对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取—O.2或0.2。
※注:上述的局部体型系数μsl(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积大于或等于10m2时,局部风压体型系数μsl(10)可乘以折减系数0.8,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风压体型系数凡μsl(A)可按面积的对数线性插值,即μsl (A)=μsl (1)+[μsl (10)—μsl (1)]1ogA。
风荷载总体体型系数
风荷载总体体型系数心得《建筑结构荷载规范》第8.1.1条讲到垂直于建筑物表面的风荷载标准值应该按照下列规定确定。
迎风面都是等效受压力面,所以为正值。
相应其他面,背风面和平行面都是 负值,其实就是相当一个吸力。
对于总的体型系数,是这样求解的。
首先是在 根据风向来确定建筑物最大风向投影面积,如右边的“十字形”平面结构,建筑物边长尺寸如图所示,则总的体型系数如下:照最大投影面分开(按照箭头分开),一部分是上部,另一部分称为下部。
建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为 3段,a, b ,a 。
再依据规范,+0.6, +0.8, +0.6按照边长的加权值求出上部体型系数;而红色部分代表的下部是0.5其实也 是按照边长加权求得。
只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5.但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号,有点讲不通?这 里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果,如“ +”代表迎风面“-”代表背风 面;如果你从力的方向性考虑的话,它们是同向的。
因此在公式里才都是加号。
不过还有另外一种情况就是当出现 “一”时是要做减法的。
一开始列出的六种 建筑平面中,有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式, 这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H 和长度L 相关。
再比如 右图不规则六边形,边长关系如图所示当风向不再是垂直于建筑物表面,而是有一定夹角 30° 此种情况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。
同理在划分上 下部时,最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线,即 就是图示的箭线,仍旧是上部和下部。
所以计算式如下: U s 0.6 a2a b 0.8 0.5 2a b 只要知道a 和b 的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数。
这里公式分为2部分计算,按\部上翁* ] ―*1(其中a , b , a 分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度,这里下部可以用a,b ', a'代替;2a+b=2a'+b )但是在这个公式里我们发现出现负号,不是说“一”是吸力,方向相同吗?这里 为什么又是减号呢?其实是这样理解的,在最大投影面的同一侧如果出现不同负 号,那么肯定会用加减,只是在不同侧时,“-”在运算过程中是当做同向处理' U s0.7 2a b 0.4 2a b 0.55 2a b a' 0.55 2a' b' 2 0.5 b' 2a' b'。
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研究成果1----屋盖表面风荷载
分块体型系数极值:围护结构设计的基本参数
独立厂房的分块体型系数一
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 独立厂房的分块体型系数二
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 单个机组的分块体型系数一
2019年9月11日星
-20-
研究成果1----屋盖表面风荷载
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房270度风向角(↑)分块体型系数 (独立厂房)
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房270度风向角(↑)分块体型系数 (单个机组)
研究成果1----屋盖表面风荷载
汇报的主要内容
一、项目背景 二、研究目标 三、研究内容 四、研究成果
2019年9月11日星期三
项目背景
研究目标 研究内容 研究成果
项目背景
核电机组常规岛厂房随着容量的增加,汽机房的跨度也 越来越大,屋盖跨度也随之增大,海阳一期工程中,屋盖 跨度达到42m。 《建筑结构荷载规范》规定,跨度大于36m要考虑风振 效应,而规范中给出的风振系数基本上只适用于高层建筑 的顺风向响应。 核岛安全壳距汽机房较近,常规岛厂房之间的距离也小 于厂房长度的3.5倍,按照《建筑结构荷载规范》规定, 风荷载体型系数取值要考虑风力相互干扰的群体效应。
-3-
项目背景
研究目标
研究内容 研究成果
研究目标
通过风洞试验获取大跨度屋盖表面风荷载体型系数,用 于围护结构设计及整体结构设计
通过风振响应计算得到大跨度屋盖结构的风振系数。
掌握大跨度屋盖的各受力杆件的温度作用分布规律,优化 结构设计。
项目背景 研究目标
研究内容
研究成果
研究内容
屋盖表面风荷载研究 风振响应及静力等效风荷载研究 静力等效风荷载的影响因素研究 屋盖各受力杆件温度作用影响规律的研究 屋盖结构选型
2、点体型系数:根据平均风压系数计算 μsi =C Pmean i (300/z)0.24
《建筑结构荷载规范》中的体型系数为整个测量面上的平均值 3、分块体型系数:
4、围护结构设计各测点的极值风压:按规范方法和统计方法计算 5、各分块体型系数的最大值及最小值
研究成果1----屋盖表面风荷载
6、按统计方法计算的各测点风压均大于规范方法计算的风压,其中,屋 面边缘各点差别不太大,其余处差别比较大。经过计算分析,边缘各点按 统计方法计算的风压是规范方法计算结果的1.1倍左右,其余处是1.3倍左 右(规范中给出的阵风系数基于风速脉动(瞬时风速幅值和10分钟平均风 速的比值)的统计公式,而围护结构的设计风压(瞬时风压)通常由流动 分离控制。)
围护结构设计的基本参数 单个机组的分块体型系数二
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 二个机组的分块体型系数一
研究成果1----屋盖表面风荷载
围护结构设计的基本参数 二个机组的分块体型系数二
2019年9月11日星
-2
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
项目背景 研究目标 研究内容
研究成果
研究成果1---屋盖表面风荷载
风洞试验工况
独立厂房(仅常规岛厂房) ,考虑和规范相比较 单个机组工况(核岛+常规岛主厂房),考虑核岛对常规岛主 厂房影响 二个机组工况(主测试机组外,周边还有另一个机组),考虑 多个建筑物的影响 风向角每隔15度为一工况,每一轮试验共有24个风向(即24 个试验工况)。
研究成果1---屋盖表面风荷载
试验模型:
制作了几何缩尺比为1:150 的全结构刚体模型; 采用电子压力扫描阀同步测压。 在同济大学土木工程防灾国家重点实验室的TJ-2边界层风洞 进行试验,试验段尺寸为3m宽、2.5m高、15m长。
研究成果1----屋盖表面风荷载
独立厂房
单个机组 两个机组
A类风场模拟
研究成果1----屋盖表面风荷载
测点布置,汽机房屋面共160个测点。
研究成果1----屋盖表面风荷载
间隔15度,共24个 风向角
主厂房项目方位及风向角定义
2019年9月11日星
-15-
研究成果1----屋盖表面风荷载
风洞试验得到:
1、风压系数:独立厂房、单个机组、两个机组三种工况下的屋面 各测点的不同风向角的平均风压系数、脉动风压系数
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房270度风向角(↑)分块体型系数 (两个机组)
研究成果2----风荷载体型系数分布规律
各工况基本相似,以独立厂房为例
1、屋面各测点体型系数大部分都是负值
风压合力以向上的吸力为主,结构主要受向上的风吸力,边缘 端部区域风吸力幅值最大
研究成果2----风荷载体型系数分布规律
《火力发电厂土建结构设计规定》对于跨度大于36m的 屋架要考虑温度作用。
项目背景
大跨屋盖研究现状:风振研究、屋盖温度作用研究多集中于机场、 体育馆等结构。 火电厂汽机房跨度多小于36m,一般不需进行风振计算。 国内罕见核电厂常规岛汽机房大跨屋盖这类结构关于风振、温度作 用等方面的文献。 有必要对此类大跨屋盖结构进行一系列的研究,以期获得合理经济 安全可靠的结构型式,为后续核电厂房屋盖设计提供借鉴和指导。
主厂房90度风向角(↓)分块体型系数 (独立厂房)
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房90度风向角(↓)分块体型系数 (单个机组)
研究成果1----屋盖表面风荷载
结构整体设计取90度、270度风向角的分块体型系数
主厂房90度风向角(↓)分块体型系数 (两个机组)
T.12轴侧各点即1区边缘节点在180度风向角即 风垂直吹向屋架时体型系数基本相同,135度 风向角和225度风向角时达到最小值(风压吸 力幅值最大)。0度风向角时风压吸力幅值最小
研究成果1---屋盖表面风荷载
A类风场平均风速及湍流度剖面
脉动风速功率谱
研究成果1----屋盖表面风荷载
试验风速、采样频率和样本长度
风洞测压试验的参考点风速为13m/s(参考点 高度:1.0m)。 测压信号采样频率为312.5Hz ,每个测点采样 样本总长度为9000 个数据。根据相似比,对应 于实际采样时间约为19分钟。