條文說明08

1、18風(fēng)荷載風(fēng)荷載8.18.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本風(fēng)壓8.1.18.1.1影響結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載因素較多，計算方法也可以有多種多樣，但是它們將直接關(guān)系到風(fēng)荷載的取值和結(jié)構(gòu)安全，要以強制性條文分別規(guī)定主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法，以達到保證結(jié)構(gòu)安全的最低要求。對于主要受力結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的表達可有兩種形式，其一為平均風(fēng)壓加上由脈動風(fēng)引起結(jié)構(gòu)風(fēng)振的等效風(fēng)壓；另一種為平均風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù)。由于在高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)等懸臂

2、型結(jié)構(gòu)的風(fēng)振計算中，往往是第1振型起主要作用，因而我國與大多數(shù)國家相同，采用后一種表達形式，即采用平均風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù)βz，它綜合考慮了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力響應(yīng)，其中包括風(fēng)速隨時間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。對非懸臂型的結(jié)構(gòu)，如大跨空間結(jié)構(gòu)，計算公式（81.11）中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值也可理解為結(jié)構(gòu)的靜力等效風(fēng)荷載。對于圍護結(jié)構(gòu)，由于其剛性一般較大，在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中可不必考慮其共振分量，此時可僅在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，近似考慮脈動風(fēng)瞬間的

3、增大因素，可通過局部風(fēng)壓體型系數(shù)μsl和陣風(fēng)系數(shù)βgz來計算其風(fēng)荷載。8.1.28.1.2基本風(fēng)壓的確定方法和重現(xiàn)期直接關(guān)系到當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓值的大小，因而也直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)茌風(fēng)荷載作用下的安全，必須以強制性條文作規(guī)定。確定基本風(fēng)壓的方法包括對觀測場地、風(fēng)速儀的類型和高度以及統(tǒng)計方法的規(guī)定，重現(xiàn)期為50年的風(fēng)壓即為傳統(tǒng)意義上的50年一遇的最大風(fēng)壓?；撅L(fēng)壓w0是根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_站歷年來的最大風(fēng)速記錄，按基本風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)要求，將不同風(fēng)速儀高度和

4、時次時距的年最大風(fēng)速，統(tǒng)一換算為離地10m高，自記10min平均年最大風(fēng)速數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計分析確定重現(xiàn)期為50年的最大風(fēng)速，作為當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)速υ0，再按以下貝努利公式計算得到：20021???w詳細(xì)方法見本規(guī)范附錄E。對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，以及自重較輕的鋼木主體結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載很重要，計算風(fēng)荷載的各種因素和方法還不十分確定，因此基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高。如何提高基本風(fēng)壓值，仍可由各結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，根據(jù)結(jié)構(gòu)的自身特點作出規(guī)定，沒有

5、規(guī)定的可以考慮適當(dāng)提高其重現(xiàn)期來確定基本風(fēng)壓。對于此類結(jié)構(gòu)物中的圍護結(jié)構(gòu)，其重要性與主體結(jié)構(gòu)相比要低些，可仍取50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓。對于其他設(shè)計情況，其重現(xiàn)期也可由有關(guān)的設(shè)計規(guī)范另行規(guī)定，或由設(shè)計人員自行選用，附錄E給出了不同重現(xiàn)期風(fēng)壓的換算公式。本規(guī)范附錄E表E.5中提供的50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓值是根據(jù)全國672個地點的基本氣象臺（站）的最大風(fēng)速資料，按附錄E規(guī)定的方法經(jīng)統(tǒng)計和換算得到的風(fēng)壓。本次修訂在原規(guī)范數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，補充了全國

6、各臺站自1995年至2008年的年極值風(fēng)速數(shù)據(jù)，進行了基本風(fēng)壓的重新統(tǒng)計。雖然部分城市在采用新的極值風(fēng)速數(shù)據(jù)統(tǒng)計后，得到的基本風(fēng)壓比原規(guī)范小，但考慮到近年來氣象臺站地形地貌的變化等因素，在沒有可靠依據(jù)情況下一般保持原值不變。少量城市在補充新的氣象資料重新統(tǒng)計后，基本風(fēng)壓有所提高。20世紀(jì)60年代前，國內(nèi)的風(fēng)速記錄大多數(shù)根據(jù)風(fēng)壓板的觀測結(jié)果，刻度所反映的風(fēng)速，實際上是統(tǒng)一根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的空氣密度ρ=l.25kgm3按上述公式反算而得，3針對4類

7、地貌，風(fēng)壓高度變化系數(shù)分別規(guī)定了各自的截斷高度，對應(yīng)A、B、C、D類分別取為5m、10m、15m和30m，即高度變化系數(shù)取值分別不小于1.09、1.00、0.65和0.51。在確定城區(qū)的地面粗糙度類別時，若無僅的實測可按下述原則近似確定：1，以擬建房2km為半徑的迎風(fēng)半圓影響范圍內(nèi)的房屋高度和密集度來區(qū)分粗糙度類別，風(fēng)向原則上應(yīng)以該地區(qū)最大風(fēng)的風(fēng)向為準(zhǔn)，但也可取其主導(dǎo)風(fēng)；2，以半圓影響范圍內(nèi)建筑物的平均高度h’來劃分地面粗糙度類別，當(dāng)h

8、’≥18m，為D類，9m＜h’＜18m，為C類，h’≤9m，為B類；3，影響范圍內(nèi)不同高度的面域可按下述原則確定，即每座建筑物向外延伸距離為其高度的面域內(nèi)均為該高度，當(dāng)不同高度的面域相交時，交疊部分的高度取大者；4，平均高度h’取各面域面積為權(quán)數(shù)計算。8.2.28.2.2地形對風(fēng)荷載的影響較為復(fù)雜。原規(guī)范參考加拿大、澳大利亞和英國的相關(guān)規(guī)范，以及歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會ECCS的規(guī)定，針對較為簡單的地形條件，給出了風(fēng)壓高度變化系數(shù)的修正系數(shù)，在計

9、算時應(yīng)注意公式的使用條件。更為復(fù)雜的情形可根據(jù)相關(guān)資料或?qū)ｉT研究取值。本次修訂將山峰修正系數(shù)計算公式中的系數(shù)κ由3.2修改為2.2，原因是原規(guī)范規(guī)定的修正系數(shù)在zH值較小的情況下，與日本、歐洲等國外規(guī)范相比偏大，修正結(jié)果偏于保守。8.38.3風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)8.3.18.3.1風(fēng)荷載體型系數(shù)是指風(fēng)作用在建筑物表面一定面積范圍內(nèi)所引起的平均壓力（或吸力）與來流風(fēng)的速度壓的比值，它主要與建筑物的體型和尺度有關(guān)，也與周圍環(huán)境和地面

10、粗糙度有關(guān)。由于它涉及的是關(guān)于固體與流體相互作用的流體動力學(xué)問題，對于不規(guī)則形狀的固體，問題尤為復(fù)雜，無法給出理論上的結(jié)果，一般均應(yīng)由試驗確定。鑒于原型實測的方法對結(jié)構(gòu)設(shè)計的不現(xiàn)實性，目前只能根據(jù)相似性原理，在邊界層風(fēng)洞內(nèi)對擬建的建筑物模型進行測試。表8.3.1列出39項不同類型的建筑物和各類結(jié)構(gòu)體型及其體型系數(shù)，這些都是根據(jù)國內(nèi)外的試驗資料和國外規(guī)范中的建議性規(guī)定整理而成，當(dāng)建筑物與表中列出的體型類同時可參考應(yīng)用。本次修訂增加了第31

11、項矩形截面高層建筑，考慮深寬比DB對背風(fēng)面體型系數(shù)的影響。當(dāng)平面深寬比DB≤1.0時，背風(fēng)面的體型系數(shù)由0.5增加到0.6，矩形高層建筑的風(fēng)力系數(shù)也由1.3增加到1.4。必須指出，表8.3.1中的系數(shù)是有局限性的，風(fēng)洞試驗仍應(yīng)作為抗風(fēng)設(shè)計重要的輔助工具，尤其是對于體型復(fù)雜而且重要的房屋結(jié)構(gòu)。8.3.28.3.2當(dāng)建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時，由于旋渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風(fēng)壓會顯著增大，設(shè)計時應(yīng)予注意。對比較重要

12、的高層建筑，建議在風(fēng)洞試驗中考慮周圍建筑物的干擾因素。本條文增加的矩形平面高層建筑的相互干擾系數(shù)取值是根據(jù)國內(nèi)大量風(fēng)洞試驗研究結(jié)果給出的。試驗研究直接以基底彎矩響應(yīng)作為日標(biāo)，采用基于基底彎矩的相互干擾系數(shù)來描述基底彎矩由于干擾所引起的靜力和動力干擾作用。相互干擾系數(shù)定義為受擾后的結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和單體結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的比值。在沒有充分依據(jù)的情況下，相互干擾系數(shù)的取值一般不小于1.0。建筑高度相同的單個施擾建筑的順風(fēng)向和橫風(fēng)向風(fēng)荷載相互干擾系數(shù)的研究