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风荷载的特性与建筑物的关系及计算 设计主导风向 风的方向也是复杂多变的，随机性的。 在风荷载的测算与表达过程中，通常以风玫瑰图表示风向的分布 规律——表示某一地区的全年冬季、夏季的风向的分布状况。图中虚 线表示该地区冬季风向的分布规律，可以看出，西北风为主导风向； 实线表示该地区夏季风向的分布规律，可以看出，东南风为主导风 向。 在设计中，以标准风荷载——基本风压与风玫瑰图的主导风向为 该地区的设计标准。 基本风压 基本风压是指某一地区，风力在迎风表面产生作用的标准值，是 某一地区风荷载的基本参数。 我国规范对某一地区的基本风压按以下标准确定：选择平坦空旷 的，能反映本地区较大范围内的气象特点，并避免局部地形和环境影 响的地面区域，在距地面10 米高处，年最大风速发生时10 分钟内的 风速平均值所形成的，并考虑该风速的历史重现期 （30 年为标准期 限）而确定的迎风面风力作用。 分别以 年和 年为风力重现期，所测得的风力统计结果，其 30 50 保证率 （可靠度）为 和 。 96.7% 98% 基本风压表示的是一个地区风力的基本状态，是在诸多限制条件 下测算出来的，在实际工程中，建筑物的具体位置的具体风压，需要 经过相应的调整才能得到。 形体与风的作用 通常情况下，物体的迎风面受到风产生的压力作用，这种压力作 用会随着风的级别 （风的速度）的不同而不同，但对于复杂的建筑形 体，对于建筑物的其他表面，风不仅仅产生类似迎风面的压力。同时 由于风向的变化，建筑物各个表面所受到的作用的差异度也极为巨 大。 建筑形体与风的作用 建筑物所采用的平面与剖面形体，与其各个外表面所受风的作用 有密切关系：迎风面风力为压力，所受风作用强烈；侧风面随着与风 的夹角的变化，风力逐渐有压力转变为吸力；背风面表现为吸力。 矩形、圆形、三角形等不同的平面形状的建筑物，各个侧面所受 的风力作用差异很大。一般来说，圆形、六边形、Y 型、十字形、三角 形平面所受风力作用小于矩形，矩形平面建筑物做切角处理后，风力 作用会降低。 建筑物表面的粗糙程度也影响着所受风力作用的大小，表面粗糙 会也加大风力的作用。 高度与风的作用 随着风力测试点的高度增加，所受风力作用也随之加大，这是因 为在高空处没有风的阻挡物，形成风速较大而造成的。 高层建筑所面临的风力作用明显高于普通建筑物，其侧面的风力 分布规律体现出风力与高度的直接相关关系。因此许多高层建筑采用 在高处缩减截面，以减小风的作用效果。 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 度类别来确定。 地面粗糙度可分为 ， ， ， 四类： A B C D A 类指近海海面和海岛，海岸，湖岸及沙漠地区； B 类指田野，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。 风的振动效应 风是随机出现的，除了平均风，阵风对于建筑物的影响也不能忽 视。阵风会产生强烈的风阵效应，并且具有极大的不稳定性，该图记 录的是某高耸塔桅结构的顶部在风的作用下所产生的运动轨迹，可以 看出其轨迹是极不规律的。 阵风会产生顺风的振动效应与侧风的振动效应，尤其对于高耸的 细长建筑，侧风振动效应较大。 风荷载计算公式 综合各种因素，我国规范采用以下计算公式表达建筑物特定区域 的风荷载基本设计指标： ωk βzμsμzω0