风荷载取值

3.1.3 风荷载

建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。

1、风荷载标准值计算

垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K，按照公式（3.1-2）计算：

βz——高度Z处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。多层建筑，建筑物高度＜30m，风振系数近似取１。

（1）风荷载体型系数μS

风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规

注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A采用、或由风洞试验确定。

注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。一般可将单体建筑的体型系数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确定。

注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。

注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照

（2）风压高度变化系数μz

设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。

风压高度变化系数

关于地面粗糙程度的分类：

A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；

C类：有密集建筑群的城市市区；

D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。

（3）基本风压值W0

基本风压值W0，单位kN/m2，以当地比较空旷平坦场地上离地10m高、统计所得50年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压值，各地的基本风压可按照《荷载规范》附录D

中的全国基本风压分布图查用，主要城镇基本风压取值参考表。

2、基本风压的取值年限

《荷载规范》在附录D中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值，工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求，一般按照下列方法选用风压标准值的取值年限：

①临时性建筑物：取n=10年一遇的基本风压标准值；

②一般的工业与民用建筑物：取n=50年一遇的基本风压标准值；

③特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物（建筑物高度大于60m）：取

主要城镇基本风压（kN/m2）取值参考表

n=100年一遇的基本风压标准值；在没有100年一遇基本风压标准值的地区，可近似将50年一遇的基本风压值标准值乘以1.1（经验系数）以后采用。

3、关于风荷载作用的方向问题

建筑物受到的风荷载作用来自各个方向，风荷载的主要作用方向与建筑物所在地的风玫瑰图方向一致（全国主要城市风玫瑰图，可以查相应的建筑设计资料）。工程设计中，一般按照风荷载作用的最大值，来计算建筑物受到的风荷载作用效应。

对于抗侧力构件相互垂直布置的建筑物：一般按照两个相互垂直的主轴方向来考虑风荷载的作用效应，详

注意：同一方向，左风荷载作用效应和右风荷载作用效应要分别进行计算。 4、风洞试验

一般建筑物高度大于200m 、或建筑物高度大于150m 但存在下列情况之一时，宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载作用参数。

① 平面形状不规则，立面形状复杂； ② 立面开洞或连体建筑；

③ 规范或规程中没有给出体型系数的建筑物； ④ 周围地形或环境较复杂。

风洞试验通常由有试验能力和试验资质的高等院校、科研院所完成，按照一定比例制作的建筑物模型置于人工模拟的风环境中，模型上不同部位埋设一定数量的电子测压孔，通过压力传感器输出电流信号、通过数据采集仪自动扫描记录并转为相关的数字信号，再经过一系列的计算机数据处理、模拟分析，可以得到建筑物受到的平均风压力和波动风压力值，供设计采用。

多层建筑物，房屋高度小，风荷载作用影响较小，一般不做风洞试验。 5、梯度风

基本风压与风速有关，一般风速由地面为零沿高度方向按照曲线逐渐增大，直至距离地面某一高度处达到最大值，上层风速度受地面影响较小，风速较为稳定。

图3.1.4 风速随高度变化示意图

6、特殊情况下基本风压的取值

① 当重现期为任意年限R 时，相应风压值可按照公式（3.1-2a ）进行近似计算： 式中：X R ——重现期为R 年的风压值（kN ／m 2）；

X 10——重现期为10年的风压值（kN ／m 2

）

； X 100——重现期为100年的风压值（kN ／m 2）。

② 当城市或建设地点的基本风压值在“全国基本风压分布图”上没有给出时，可根据附近地区规定的基本风压或长期观测资料，通过气象或地形条件的对比分析确定。

在分析当地的年最大风速时，往往会遇到其实测风速的条件不符合基本风压规定的标准条件，因而必须将实测的风速资料换算为标准条件的风速资料，然后再进行分析。

情形一：当实测风速的位置不是l0m 高度时，标准条件风速的换算

原则上应由气象台站根据不同高度风速的对比观测资料，并考虑风速大小的影响，给出非标准高度风速

10

/1Z V V a

的换算系数，以确定标准条件高度的风速资料。当缺乏相应的观测资料时，可近似按照公式（3.1-2b）进行换算：

式中：ν——标准条件下l0m高度处、时距为10分钟的平均风速值(m／s)；

νz——非标准条件下z高度（m）处、时距为10分钟的平均风速值(m／s)；

α——实测风速高度换算系数，可根据设计手册，近似按

实测风速高度换算系数参考表

虽然世界上不少国家采用基本风压标准值中的风速基本数据为10分钟时距的平均风速，但也有一些国家不是这样。因此对某些国外工程需要按照我国规范设计时，或国内工程需要与国外某些设计资料进行对比时，会遇到非标准时距最大风速的换算问题。

式中：ν——时距为10分钟的平均风速值(m／s)；

νt——时距为t分钟的平均风速值(m／s)；

β——

参考表

当已知10分钟时距平均风速最大值的重现期为T年时，其基本风压与重现期为50年的基本风压的关系，可按照公式（3.1-2d）进行简单换算：

式中：W0——重现期为50年的基本风压值（kN／m2）；

W——重现期为T年的基本风压值（kN／m2）；

γ——

重现期与重现期为50年的基本风压的换算系数参考表

③山区的基本风压

山区的基本风压应通过调查后确定，如无实际资料，可按照当地邻近空旷平坦地面的基本风压值，乘以一放大系数后采用。

任何情况下，山区的基本风压值不得小于0.3kN/m2。

7、围护结构的风荷载计算

计算围护结构上作用的风荷载值，必须考虑阵风的影响，按照公式（3.1-2e）进行：

W K——风荷载标准值，单位kN/m2；

W0——基本风压值，单位kN/m2，取值要求同前；

βgz——高度Z处的阵风系数，按照《荷载规范》7.5要求取值；

μS——