风荷载作用下结构的概念设计

【摘要】提高建筑总体抗风能力的概念设计。从对风荷载的认识出发，分析风荷载的危害，总结了高层建筑抗风的概念设计。

【关键词】高层建筑结构；风荷载；高宽比；侧移；风洞实验

1 引言

高层建筑结构除了抵抗竖向荷载之外，风荷载和地震作用往往是结构设计的主要影响因素，它们主要是水平荷载。风作用出现的概率较大，而地震作用是偶然不经常的水平和竖向荷载，大风作用的时间较长，空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力和吸力，这种风力作用称为风荷载。风的作用是不规则的，风压随着风速、风向的紊乱变化而不停地改变。实际上，风荷载是随时间而波动的动力荷载。

2 风荷载对建筑的影响

2.1 风加速度产生的结构位移

风是紊乱的随机现象，风对建筑物的作用十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于大多数体形较规则、高度不太大的单幢高层建筑。高度300m以下的高层建筑可按照荷载规范规定的方法计算风荷载值，规范只要求用适当加大风荷载数值的方法考虑动力效应，风荷载仍然作为静力荷载计算结构内力和位移，对于高度较大且比较柔软的高层建筑，随着高层建筑高度的不断增加，风作用效应增大，位移增加最快（如图1）因而引起的动力效应也不能忽视了。要考虑动力效应的影响，用经验公式估算顶点加速度效应。由