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
s
1.3。

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
0.8
1.2
7n
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。

结构的基本自振周期T, 2.5s。

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，。

⑵体型系数s 1.3。

(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
Z1 0.62 Z2 1 z3 1.25
z4 1.45 z5 1.62
(4) 风振系数的确定，由
2 2 2 2
W ga T i = 0.62 X 0.44 X 2.5 2= 1.71kN s2/m2
查表得脉动增大系数 1.51
计算各区段中点高度处的第1振型相对位移
11= 0.10 12= 0.30 13= 0.50 14= 0.70 15= 0.90 因建筑的高度比H/B 3，查表得脉动影响系数0.49。

将上式数据代入风振系数的计算公式，得到各区段中点高度处的风振系数:
1= 1.12 2= 1.22 3= 1.30 4= 1.36 5= 1.41 (5) 计算各区段中点高度处的风压值
塔楼风剪力标准值
P n 500 KN 及风弯矩标准值
M n 2000kN m ，作用于
(6) 由风产生的建筑底部弯矩为
5
M (0.40 10 0.70 30 0.93 50 1.13 70 1.31 90) 20 33
1.772 10 kN
m
【例2】某城市郊区有一 30层的一般钢筋混凝土高层建筑，如图所示。

地面以 上高度为100M ，迎风面宽度为25米，按100年重现期的基本风压
2
W 0 0.55KN /m ，风荷载体型系数为1.3。

1 •假定结构基本自振周期T 1 1.8s ，试问，高度为80米处的风振系数与下列何
项数值接近？ A 1.276
B 1.315
C 1.381
D 1.499
2 •试确定高度 100米处围护结构的风荷载标准值 2
(KN/m ) 与下列何项数值最
为接近？
A 1.616
B 1.945
C 2.256
D 2.505
3 •假定作用于 100m 高度处的风荷载标准值W k
2
2KN/m ， 又已知突出屋面小
w 1 1.12 1.3 0.62 0.44 0.40kN / m W 2 1.22 1.3 1.00 0.44 2
0.70kN /m
W 3 1.30 1.3 1.25 0.44 0.93kN/m 2 W 4 1.36 1.3 1.45 0.44 2
1.13kN/m
W 5 1.41 1.3 1.62 0.44
2
1.31kN/m
2
tan 0.45 0.3，取 tan
0.3。

z 100mm , 寻 2.22 2.5, k ⑺
100m 高度的屋面处。

设风压沿高度的变化为倒三角形（地面处为 0）。

试问,
在地面（z=0）处，风荷载产生倾覆力矩的标准值（kN m ）与下列何项数值 接近？
A 218760
B 233333
C 303333
D 306133
4•若建筑物位于一高度为45m 的山坡顶部，如图。

试问，建筑屋面D 处的风压 高
度变化系数与下列何项数值最为接近？ A 1.997
B 2.290
C 2.351
D 2.616
1.4M k 306133kN m
4. 由《建筑结构荷载规范》第7.2.2条,
解:
城市郊区, 2. 已知
3.
M
k
B 类粗糙度，z 80m 时,
1.44空上4
H 100m
1
H /B
gz
1.51
W k
gz s z
W o
2000 500 100 z 0.8
,
2
z 1.95。

W
Q
T |
(1.782 1) 1.5182 4 ,所以 0.505
「5182 °.5。

5 °8
1.315
1.95
s
1.3 , z
2.09
2.256
1
50 100 2
2100
218666.7kN m
1.782 ,
B 1 1.4 0.3 1 100
B 2.5 45
所以 1.0955 2.09 2.290
修正系数 1.0955。