中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法

中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法

一、中美规范中各自采用的时距和重现期，见表 1。

中、美规范中采用的时距和重现期 表 1

二、美国规范中最大里程风速f ν与相应时距

美国UBC （MBMA ）规范中提供的风力资料为开阔地形上离地10m 的最大里程风速。记录时距为水平长度1英里的某一体积空气通过风速计所需的时间。由此可得到：

f t ν/3600=

（1）

其中t 的单位为s ，f ν的单位为mph 。

由式（1）可建立不同最大里程风速值与其时距的对应关系，见表 2。

不同最大里程风速值与其时距的对应关系 表 2

三、美国最大里程风速f ν与中国的基本风速0ν在t 时间内所取的平均风速与一小时内所取

的平均风速的关系为：

)/ln(/)(4.01/03600z z t c t βνν+=

（2）

其中：f ν为时距t 秒内的平均风速；3600ν为一小时内的平均风速；z 为高度；z 0为地面粗糙长度；β为与地面粗糙长度z 0相关的系数；c(t)为由时距决定的系数，其取值见表 3。

由时距t 决定的系数c(t) 表 3

对于B 类地形，离地10m 高度处，将z = 10m ，z 0 ≈ 0.05m 代入式（2），可得：

)(1849.01/3600t c t +=νν

（3）

中国的基本风速的记录时距为600s ，从表 3查得c(t) = 0.36，代入式（3）得：

067,1/36000=νν

（4）

对于美国规范，将不同的时距对应的c(t) 代入式（3），求出3600/ννt 值，然后除以1.067，即可得最大里程风速与中国基本风速的比值，见表 4。

最大里程风速与中国基本风速的比值0/ννf 表 4

四、中国基本风压 0w 与美国风速usa

f ν

间的转换关系

由中国基本风压与风速的基本关系式：

1600/2

00v w =

得 0040w v = （m/s ） 或 05.89w （mph ） （5）

中国基本风压 0w 与美国风速usa

f ν

间的关系为：

00)5.89()/(w v v f f usa

⨯⨯=ν （mph ）

（6）

美国基本风压 usa w 与风速的关系为：

204788.000256.0usa f usa v w ⨯= （kN/m 2）

（7）

综合表 2、表 4和式（6）、式（7）可得表 5。

中国基本风压0w 与美国基本风压usa w 及风速usa

f ν间的对应关系 表 5

例如：已知中国风压0w = 0.60 kN/m 2，求美国风速usa

f ν

=？。

解： 由式（5）005.89w v = （mph ） 得中国风速： 3.6960.05.890==v （mph ）

由式（1）f t ν/3600= （s ） 得中国风速时距：

523.69/36000≈=t （s ）

由表 4可知 mph f 100≤ν时，中美风速比不超过1.20，故得美国风速时距：

432.1/522.1/0≈=≈t t usa （s ）

由表 4查得中美风速比约为1.195 由式（6） 00)5.89()/(w v v f f usa

⨯⨯=ν

得：

836.0)5.89()195.1(≈⨯⨯=usa

f ν（mph ）

风力等级表