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中美建筑风荷载计算方法之对比分析

摘要：文章针对美国ASCE/SEI7-05《建筑最小荷载规范》中的风荷载和中

国GB50009-2001（2006版）《建筑结构荷载规范》的风荷载部分进行分析和比

较。在风荷载设计原理上，美国规范与中国规范基本相同，对常规外形建筑物的

设计，计算结果差别不大；主要的区别在于体型系数的分类体系化以及风振系数

的计算方法。

关键词：美国规范；风荷载；体型系数；风振系数

随着我国工程设计、施工单位不断参与国际招标工程，了解和掌握其它国家

的规范正在成为一些设计单位的必要工作；美国规范作为世界主流标准之一，被

越来越多的涉外工程所要求采用，因此对美国规范的介绍是非常必要的，同时通

过对比、分析我国规范与美国规范之异同，对在实际工程中很好的理解与应用两

国规范具有促进作用。

一、计算公式对比

中国规范GB50009-2001（2006版）（以下简称“中国规范”）对垂直作用于

主要承重结构建筑物表面的风荷载标准值计算为：

wk=βz.μs.μzw0（1）

式中：wk——风荷载标准值，kN/m2；βz——高度ｚ处的风振系数；μs——

风荷载体型系数；μz——风压高度变化系数；w0——基本风压，kN/m2。

美国规范ASCE/SEI7-05（以下简称“美国规范”）对作用于主要承重结构建

筑物表面的净设计风压P的计算如下：

对刚性建筑：P=qGCp-qi（GCpi）（2a）

对柔性建筑物：P=qGfCp-qi（GCpi）（2b）

对低矮建筑物：P=qh[（GCpf）-（GCpi）]（2c）

对开敞式建筑和其他结构：F=qzGCf.Af（3）

式中：qi——不同高度处的风速压力，psf（1psf=47.88026Pa）；G、Gf——

阵风影响系数；GCp、GCpf——外部风压系数；GCpi——内部风压系数。

二、基本参数对比

（一）基本风速

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基本风速是风荷载设计输入的基本参数，但是各国对基本风速的取值是有各

自标准的。各国在制定规范的时候，涉及到以下6项的定义是不同的。

1．标准离地高度。风速是随着高度变化的，由于地表摩擦的影响，使得离

地高度越大，风速就越大，直到达到不受地表影响的梯度风高度，风速即稳定在

梯度速度。

2．最大风速重现期。从概率的意义上来说，在一定时间间隔内，超过该最

大平均风速的概率不大于某特定值，该时间间隔就称为重现期。重现期越长，结

构安全度越高。

3．平均风速的时距。平均最大风速与时距有很大关系，时距取得越短，则

平均风速值越高。

4．标准地貌类别。地表愈粗糙，风能消耗愈厉害，平均风速愈小。因此必

须以一个标准的地貌作为基本风速的取值标准。

5．最大风速的样本。最大风速有其周期性，每年季节性重复，因此，采用

年最大风速作为一个统计样本是比较合适的，在这点上两国基本一致。

6．最大风速概率分布曲线类型。由于最大风速涉及到概率计算，必须根据

概率密度函数曲线形式，选取最符合最大风速出现规律的曲线线形。中国规范中

基本风速v0的规定是：一般空旷平坦地面，离地高10m，10min时距，按50年

重现期确定的年平均最大风速。