第四章荷载与结构设计方法课程风荷载.ppt

第四章 风荷载 内容提要 第一节 风的有关知识 第二节 风压 第三节 结构抗风计算的几个重要概念 第四节 顺风向结构风效应 第五节 横风向结构风效应 第一节 风的有关知识 二、两类性质的大风 1、台风 弱的热带气旋性涡旋 辐合气流将大量暖湿空气带到涡旋内部 ? 形成暖心（涡旋内部空气密度减小，下部海面气压下降） ? 低涡增强 ? 辐合加强 ? 。。。。。（循环） 台风(typoon) 台风名字 2、季风(season wind) ? 冬季:大陆温度低、气压高；相邻海洋温度比大陆高、气压低 ? 风从大陆吹向海洋 ? 夏季:大陆温度高、气压低；相邻海洋温度比大陆低 、气压高 ? 风从海洋吹向大陆 三、风级（根据风对地面或海洋物体影响程度） ? 13个等级（0级?12级）（P37，表4-1） 0级 1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 8级 9级 10级 11级12级 静风 软风 轻风 微风 和风 清劲风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风飓风 第二节 风 压 2、基本风压w0 ? 按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压 ? 地貌（地面粗糙度） 空旷平坦地貌 ? 高度 10米高为标准高度 ? 公称风速时距 ?=10min 第三节 结构抗风计算的几个重要概念 PL 截面 风速 B PM PD 流经任意截面物体所产生的力 一、顺风向平均风效应 1、风载体型系数（?s） 气流未被房屋干扰前的流速v0，压力p0 ? 房屋表面某点的流速v，压力p 伯努里方程： p0+?v02/2= p+?v2/2 ? w = p - p0 = (1-v2/v02) ?v02/2 = ?sw0 ?s= 1-v2/v02 —风载体型系数，即风作用于建筑物上所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压的比值,w /w0= ?s。 ? 主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关 ? 描述建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律。 ? 风载体型系数?s一般采用相似原理，在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行试验确定。 ?《规范》GB50009-2001表7.3.1给出了38项不同类型的建筑物和各类结构体型及其体型系数 ? 房屋和构筑物与表中的体型类同时，可按表规定取用； ? 房屋和构筑物与表中的体型类不同时，可参考有关资料采用； ? 房屋和构筑物与表中的体型类不同且无参考资料可借鉴时，宜由风洞试验确定； ? 对重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风洞试验确定。 ? 风洞试验--在风洞中建筑物能实现大气边界层范围内风的平均风剖面、紊流和自然流动，即要求能模拟风速随高度的变化 大气紊流纵向分量 --建筑物长度尺寸具有相同的相似常数 ? 建筑物的风洞尺寸：宽2?4m、高2?3m，长5?30m 模拟风剖面--要求模型与原形的环境风速梯度、紊流强度和紊流频谱在几何上和运动上都相似 ? 风洞试验：委托风工程专家和专门的实验人员 费用较高（国外应用较普遍、国内应用较少） ? 风洞试验模型分类 （1）刚性压力模型--主要量测建筑物表面的风压力（吸力） 建筑模型材料：采用有机玻璃 建筑模型比例：约1：300?1：500 建筑模型本身、周围结构模型以及地形都应与实物几何相似，与风流动有明显关系的特征（建筑外形、突出部分等）都应