风荷载计算软件方法与规范方法进行比较研讨.doc

风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。 风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关中国的地理位置和气候条件造成的大风为：夏季东南沿海多台风，内陆多雷暴及雹线大风；冬季北部地区多寒潮大风。其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。台风造成的风灾事故较多，影响范围也较大。雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。 《建筑结构荷载规范》 2012规范关于顺风向风荷载的计算公式没有形式上的变化，仍然采用平均风压乘以风振系数的表达形式。对于主要受力结构，风荷载标准值的计算公式如下： （1） 其中： — 风荷载标准值（kN/m2）； — 高度z处的风振系数； — 风荷载体型系数； — 风压高度变化系数； — 基本风压。 如果不考虑结构在风荷载作用下的动力响应，则由平均风压引起的静荷载取决于体型系数、风压高度变化系数及基本风压这三项因素，下面讨论顺风向作用下的静荷载计算： 基本风压 中国规定的基本风压w0 以一般空旷平坦地面、离地面10米高、风速时距为10分钟平均的最大风速为标准，按结构类别考虑重现期(一般结构重现期为30年，高层建筑和高耸结构为50年特别重要的结构为100年)统计得最大风速v（即年最大风速分布的96.67%分位值，并按w0=ρv2/2确定。式中ρ为空气质量密度；v为风速）。根据统计，认为离地面10米高、时距为10分钟平均的年最大风压统计分布可按极值I型考虑。　基本风压因地而异，在中国的分布情况是：台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区，由台风造成。东北、华北、西北的北部是风压次大区，主要与强冷气活动相联系。青藏高原为风压较大区，主要由海拔高度较高所造成。其他内陆地区风压都较小。　 风速风速随时间不断变化在一定的时距Δt内将风速分解为两部分：一部分是平均风速的稳定部分；另一部分是指风速的脉动部分。为了对变化的风速确定其代表值作为基本风压，一般用规定时距内风速的稳定部分作为取值标准。 建筑设计中的取用：基本风压应按《建筑结构荷载规范》附录中附表 给出的的风压采用。对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。 　　 当城市或建设地点的基本风压值在本规范全国基本风压图上没有给出时，基本风压值可根据当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定分析时应考虑样本数量的影响。当地没有风速资料时，可根据附近地区规定的基本风压或长期资料，通过气象和地形条件的对比分析确定也可按本规范附录中全国基本风压分布图近似确定。风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4 和0。 也称空气动力系数，它是风在工程结构表面形成的压力（或吸力）与按来流风速算出的理论风压的比值。它反映出稳定风压在工程结构及建筑物表面上的分布，并随建筑物形状、尺度、围护和屏蔽状况以及气流方向等而异。对尺度很大的工程结构及建筑物，有可能并非全部迎风面同时承受最大风压。对一个建筑物而言，从风载体型系数得到的反映是：迎风面为压力；背风面及顺风向的侧面为吸力；顶面则随坡角大小可能为压力或吸力。 《建筑结构荷载规范》 从某一高度的已知风压（如高度为10米的基本风压），推算另一任意高度风压的系数。风压高度变化系数随离地面高度增加而增大，其变化规律与地面粗糙度及风速廓线直接有关。设计工程结构时应在不同高度处取用对应高度的风压值。 　　 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别《建筑结构荷载规范》确定。地面因障碍物形成影响风速的粗糙程度。风（气流）在接近地面运动时，受到树木、房屋等障碍物的摩擦影响，消耗了一部分动能，使风速逐渐降低。这种影响一般用地面粗糙度衡量。地面粗糙度愈大，同一高度处的风速减弱愈显著。地面粗糙度可分为A、B、C、D 四类： 　　 ——指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； 　　 ——指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； 　 C 类——指有密集建筑群的城市市区； 　 D 类——指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 对于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别，由表确定外，还应考虑地形条件的修正，修正系数η分别按下述规定采用: 　　1 对于山峰和山坡，顶部B 处的修正系数可按下述公式采用： 　 式中tanα—山峰或山坡在迎风面一侧的坡度；当tα0.3 时，取tα=0.3； 　　 k—系数，对山峰取.2，对山坡取1.4； 　　 H—山顶或山坡全高(m)； 　　 z—建筑物计算位