1、第三章第三章 风荷载风荷载飓风、台风飓风、台风，对建筑物造成严重破坏。，对建筑物造成严重破坏。1ppt课件课件3.1 风的有关知识风的有关知识 一、风的形成一、风的形成 风是空气从气压大的地方向气压小的地方风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动流动而形成的。而形成的。二、两类性质的大风二、两类性质的大风1、台风（飓风）、台风（飓风）热带海洋上空产生的一种热带海洋上空产生的一种气旋气旋2、季风、季风 冬季：大陆冷，海洋暖，风：大陆冬季：大陆冷，海洋暖，风：大陆海洋海洋 夏季：大陆热，海洋冷，风：海洋夏季：大陆热，海洋冷，风：海洋大陆大陆2ppt课件课件 三、我国的风气候总况三、我国的风气候总况
2、风力风力大大小小台湾、海南、南海诸岛台湾、海南、南海诸岛东南沿海地区东南沿海地区东北、华北、西北地区东北、华北、西北地区青藏高原青藏高原长江中下游、黄河中下游地区长江中下游、黄河中下游地区云贵高原云贵高原3ppt课件课件 四、风力等级四、风力等级风力等级表风力等级表3-1 风力等级简称风级，是风强度（风力）的一种表示方法。国际通用风力等级简称风级，是风强度（风力）的一种表示方法。国际通用的风力等级是由英国人蒲福（的风力等级是由英国人蒲福（Beaufort）于）于1805年拟定的，故又称为年拟定的，故又称为“蒲福风力等级蒲福风力等级”。它最初是根据风对炊烟、沙尘、地物、渔船、海浪等的影响大小分它
3、最初是根据风对炊烟、沙尘、地物、渔船、海浪等的影响大小分为为012级，共级，共13级。级。风速越大，风级越大。风速越大，风级越大。由于早期人们还没有仪器来测定风速，因此就按照风所引起的现象由于早期人们还没有仪器来测定风速，因此就按照风所引起的现象来划分等级。来划分等级。4ppt课件课件5ppt课件课件 2004年从国际空间站拍摄的年从国际空间站拍摄的飓风飓风“伊万伊万”云图云图 风速在风速在200km/h以上以上6ppt课件课件飓风飓风“伊万伊万”摧毁的房屋摧毁的房屋7ppt课件课件 超高层结构超高层结构、高耸结构高耸结构、桥梁桥梁、大型公共项目大型公共项目等，必要时需进行等，必要时需进行风洞
4、试验，测试风荷载对结构的风洞试验，测试风荷载对结构的作用，从而为结构设计提供依据。作用，从而为结构设计提供依据。8ppt课件课件3.2 风压风压风压的定义风压的定义：当风以一定的速度向前运动遇到建筑物、构筑物、桥梁：当风以一定的速度向前运动遇到建筑物、构筑物、桥梁等阻碍物时，将对这些阻碍物产生压力，即风压。等阻碍物时，将对这些阻碍物产生压力，即风压。风速风速风压风压 主要侧向荷载之一主要侧向荷载之一 水平风压（静力作用）水平风压（静力作用）振动效应（动力作用）振动效应（动力作用）风荷载风荷载依据当地依据当地风速资料风速资料确定确定基本风压基本风压9ppt课件课件 一、风速一、风速与风压与风压的
5、关系（由流体力学中的伯努利方程得到）的关系（由流体力学中的伯努利方程得到）2002032002/wvgwkN mkN mgm svm sgv单位面积上的风压力空气单位体积重力重力加速度平均风速全国不同的地理位置，大气的的值均不相同，风速 与离地高度、当地地貌环境等有关。不同的地理位置，大气条件是不同的，不同的地理位置，大气条件是不同的，和和g值也不相同。值也不相同。为了比较不同地区风压的大小，必须对测量高度、地貌环境进为了比较不同地区风压的大小，必须对测量高度、地貌环境进行统一规定。行统一规定。测量高度测量高度地貌环境地貌环境基本风速（抗风设计的基本数据）基本风速（抗风设计的基本数据）10pp
6、t课件课件全国各城市的全国各城市的基本风压基本风压值值全国全国672个地点的基本气象台（站）个地点的基本气象台（站）11ppt课件课件 二、基本风压二、基本风压w0 基本风压基本风压：观测场地：观测场地空旷平坦地面空旷平坦地面上，上，离地离地10m高高，用风速仪测，用风速仪测得得10min平均风速资料平均风速资料统计分析确定统计分析确定50年一遇年一遇的基本风速的基本风速v0（m/s）得到当地的基本风压值得到当地的基本风压值w0（kN/m2）。基本风压基本风压按规范表格给出的按规范表格给出的50年一遇年一遇的风压值采用，但的风压值采用，但不得小于不得小于0.3kNm2。对于高层建筑、高耸结构以
7、及对风荷载比较敏感的对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构（自重较轻的钢木主体结构）其他结构（自重较轻的钢木主体结构），这类结构风荷载很重要，计，这类结构风荷载很重要，计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，因此基本风压应适当提高，算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，因此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。并应由有关的结构设计规范具体规定。2002032002/wvgwkN mkN mgm svm sgv单位面积上的风压力空气单位体积重力重力加速度平均风速全国不同的地理位置，大气的的值均不相同，风速 与离地高度、当地地貌环境等有关。12ppt课件课件一、结构的
8、风力和风效应一、结构的风力和风效应风速风速在建筑物表面在建筑物表面风压风压风力风力（三个分量）（三个分量）风流经建筑物所产生的风流经建筑物所产生的风力风力沿表面积分沿表面积分 风效应风效应：由风力产生的结构内力、位移、速度、加速度响应等。一般情况：由风力产生的结构内力、位移、速度、加速度响应等。一般情况下风扭力矩数值很小，下风扭力矩数值很小，工程上可不予考虑工程上可不予考虑，仅当结构有较大偏心时，才计及风，仅当结构有较大偏心时，才计及风扭力矩的影响。扭力矩的影响。顺风向风力顺风向风力和和横风向风力横风向风力是结构设计主要考虑的对象。是结构设计主要考虑的对象。P533.5 结构抗风计算的几个重要
9、概念结构抗风计算的几个重要概念顺风向风力：顺风向风力：PD横风向风力：横风向风力：PL扭风力矩：扭风力矩：PM13ppt课件课件 二、二、顺风向顺风向风荷载标准值风荷载标准值 垂直于建筑物表面垂直于建筑物表面上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算当计算主要承重结构主要承重结构时：时：P61（3-25）查表查表14ppt课件课件1、风压高度变化系数、风压高度变化系数 z 风速会受到地面建筑物的摩擦而减小，风速随离地面高度增加而风速会受到地面建筑物的摩擦而减小，风速随离地面高度增加而增大，通常认为在离地面高度增大，通常认为在离地面高度300m55
10、0m时，风速不再受时，风速不再受地面粗糙度地面粗糙度的影响，也即达到所谓的影响，也即达到所谓“梯度风速梯度风速”，该高度称之为梯度风高度，该高度称之为梯度风高度HT。P46不同不同地面粗糙度地面粗糙度影响下的影响下的风速风速剖面图剖面图550由图可知：由图可知：1、大城市市区、城市市、大城市市区、城市市区、乡镇和郊区及开阔区、乡镇和郊区及开阔水面和沙漠的粗糙度依水面和沙漠的粗糙度依次减小。次减小。2、地面越粗糙，、地面越粗糙，风速变风速变化越慢，化越慢，HT越大。越大。3、反之，地面越平坦，、反之，地面越平坦，风速变化越快，风速变化越快，HT越小。越小。4、一般大城市市区、一般大城市市区HT为
11、为550m；城市市区；城市市区HT为为450m；乡镇和城市郊区；乡镇和城市郊区HT为为350m；开阔水面和；开阔水面和沙漠沙漠HT为为300m。15ppt课件课件建筑结构建筑结构荷载规范荷载规范将地面粗糙度将地面粗糙度分成分成A B C D四类四类。P48地面粗糙度类别划分地面粗糙度类别划分A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；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；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；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
12、的城市市区。类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。观测场观测场地地空旷平坦地面空旷平坦地面上上，离地离地10m高高B类类16ppt课件课件风压高度变化系数风压高度变化系数 z的取值方法的取值方法表表3-5 风压高度变化系数风压高度变化系数z17ppt课件课件表表3-5 风压高度变化系数风压高度变化系数z由图可知：由图可知：1、大城市市区、城市市区、乡镇和郊区及开阔水面和沙漠的粗糙度依次减小。、大城市市区、城市市区、乡镇和郊区及开阔水面和沙漠的粗糙度依次减小。2、地面越粗糙，、地面越粗糙，风速变化越慢，风速变化越慢，HT越大。越大。3、反之，地面越平坦，、反之，地面越平坦，风速变化越快，风速变
13、化越快，HT越小。越小。4、一般大城市市区、一般大城市市区HT为为550m；城市市区；城市市区HT为为450m；乡镇和城市郊区；乡镇和城市郊区HT为为350m；开阔水面和沙漠开阔水面和沙漠HT为为300m。18ppt课件课件 二、二、顺风向顺风向风荷载标准值风荷载标准值 垂直于建筑物表面垂直于建筑物表面上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算当计算主要承重结构主要承重结构时：时：P61建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范19ppt课件课件2、风荷载体型系数、风荷载体型系数 s 它描述了建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律（压力或吸力），主要
14、它描述了建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律（压力或吸力），主要与房屋的与房屋的体型和尺度有关体型和尺度有关，由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体力学问题，由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体力学问题，对于不规则形状的固体，问题尤为复杂，无法给出理论上的结果，一般均应由试验测得。对于不规则形状的固体，问题尤为复杂，无法给出理论上的结果，一般均应由试验测得。20ppt课件课件迎风面墙迎风面墙受压力受压力21ppt课件课件屋顶屋顶受吸力受吸力22ppt课件课件侧墙侧墙受吸力受吸力23ppt课件课件背风面墙背风面墙受吸力受吸力24ppt课件课件单层双坡屋面单层双坡屋面房屋房屋各个
15、面各个面上的风力分布上的风力分布垂直指向垂直指向建筑物表面的产生建筑物表面的产生压力压力垂直离开垂直离开建筑物表面的产生建筑物表面的产生吸力吸力25ppt课件课件如图，风流经房屋时对房屋的作用，如图，风流经房屋时对房屋的作用，迎风迎风面面为为压力压力（用（用“+”号表示），号表示），侧风面侧风面及及背背风面风面为为吸力吸力（用（用“-”号表示），由于存在号表示），由于存在涡流，各个面上的风压分布并非均匀。涡流，各个面上的风压分布并非均匀。风风迎迎背背侧侧侧侧 当风流经房屋时，对房屋的不同部位会产生不同的效果。有当风流经房屋时，对房屋的不同部位会产生不同的效果。有压力压力也有也有吸力吸力。空气流
16、动还会产生涡流，对房屋局部会产生较大的压力或吸力。空气流动还会产生涡流，对房屋局部会产生较大的压力或吸力。风对房屋表面的作用力有压力和吸力；风对房屋表面的作用力风对房屋表面的作用力有压力和吸力；风对房屋表面的作用力并非均匀并非均匀；且随房屋的且随房屋的体型及尺度体型及尺度而改变。而改变。26ppt课件课件 风荷载的体形系数风荷载的体形系数s涉及的是关于固体与流体相互作用的流体力学问题，对涉及的是关于固体与流体相互作用的流体力学问题，对于不规则形状的固体，问题尤为复杂，无法给出理论上的结果，于不规则形状的固体，问题尤为复杂，无法给出理论上的结果，一般均应由试验一般均应由试验确定确定，鉴于原型实测
17、方法对结构设计的不现实性，目前只能采用相似原理，对拟，鉴于原型实测方法对结构设计的不现实性，目前只能采用相似原理，对拟建的建筑物模型进行测试。建的建筑物模型进行测试。为了为了实用性实用性考虑，考虑，建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范2012给出了给出了39项项不同类型建筑物的不同类型建筑物的结构体型及其结构体型及其体型系数体型系数s，这些都是根据国内外的试验资料和国外规范中的建议，这些都是根据国内外的试验资料和国外规范中的建议性规定整理而成，当建筑物与表中列出的性规定整理而成，当建筑物与表中列出的体型类同体型类同时可时可参考应用参考应用。风风迎迎背背侧侧侧侧27ppt课件课件8.3.1房屋和构筑
18、物的风荷载体型系数，可按下列规定采用：房屋和构筑物的风荷载体型系数，可按下列规定采用：1、房屋和构筑物与表、房屋和构筑物与表8.3.1中的体型类同时，可按表中的体型类同时，可按表8.3.1的规定采用；的规定采用；2、房屋和构筑物与表、房屋和构筑物与表8.3.1中的体型不同时，可按有关资料采用；当无资料时，中的体型不同时，可按有关资料采用；当无资料时，宜宜由风洞试验确定；由风洞试验确定；3、对于重要且体型复杂的房屋和构筑物，、对于重要且体型复杂的房屋和构筑物，应应由风洞试验确定。由风洞试验确定。风荷载体型系数风荷载体型系数s28ppt课件课件正号正号：垂直垂直指指向向表面表面的的压力压力负号负号
19、：垂直垂直背背离离表面表面的的吸力吸力风向风向29ppt课件课件30ppt课件课件31ppt课件课件垂直指向垂直指向建筑物表面的产生建筑物表面的产生压力压力垂直离开垂直离开建筑物表面的产生建筑物表面的产生吸力吸力风荷载体型系数风荷载体型系数s体现风荷载在建筑物各个面上的分布情况体现风荷载在建筑物各个面上的分布情况32ppt课件课件 二、二、顺风向顺风向风荷载标准值风荷载标准值 垂直于建筑物表面垂直于建筑物表面上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：上的顺风向风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算当计算主要承重结构主要承重结构时：时：P61建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范33ppt课件课件3、
20、顺风向风振系数、顺风向风振系数 z 风对建筑物的作用是不规则的，风力随风速的紊乱变化而不停的改变。这风对建筑物的作用是不规则的，风力随风速的紊乱变化而不停的改变。这使得建筑物在风的作用下会产生使得建筑物在风的作用下会产生振动效应振动效应（风振）。（风振）。参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况，对于参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况，对于结构结构基本自振周期基本自振周期T 0.25s的各种高耸结构，以及对于的各种高耸结构，以及对于高度大于高度大于30m且高宽比大于且高宽比大于1.5的高柔房屋，由风引起的结构的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显振动比较明显，
21、设计中，设计中应应考虑风振的影响。考虑风振的影响。P56 34ppt课件课件单单层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载计算多多层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载计算高高层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载计算35ppt课件课件例例1：某小区围墙在风荷载作用下，该围墙离室外地面高度为：某小区围墙在风荷载作用下，该围墙离室外地面高度为2.5m，纵向长度为，纵向长度为30m，建于，建于城市郊区城市郊区，当地基本风压当地基本风压w0=0.5kN/m2。要求确定风荷载作用下室外。要求确定风荷载作用下室外地面处的地面处的总剪力总剪力V值（值（kN/m），），已知已知体型系数体型系数s如图所示。如图所示。1、查、查P4
22、8，城市郊区的，城市郊区的地面粗糙度为地面粗糙度为B类类。2、因为围墙的高度、因为围墙的高度z=2.5m，查，查P48表表3-5，风压高度变化系数风压高度变化系数z=1.0。3、查、查P50表表3-7，体型系数，体型系数s=1.3。4、根据规定，此围墙可不考虑、根据规定，此围墙可不考虑风振系数，即风振系数，即z=1.0。201.0 1.3 1.0 0.50.65/kzszwwkN m 6、纵向单位长度纵向单位长度围墙承受的风荷载合力：围墙承受的风荷载合力：7、室外地面处总剪力、室外地面处总剪力V=1.625kN/m单单层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载计算5、应用、应用P61规范式（规范式（3-
23、25）得）得风荷载的标准值风荷载的标准值wk：20.65(/)2.51.625/PkN mmkN mwk2.5mV36ppt课件课件例例2：单层房屋屋盖顶面单层房屋屋盖顶面斜坡部分斜坡部分的风荷载计算，如图，屋面长度的风荷载计算，如图，屋面长度L，屋面宽度，屋面宽度B，屋盖顶面斜坡高度屋盖顶面斜坡高度h，屋盖坡度，屋盖坡度，迎风面体型系数迎风面体型系数s1，背风面体型系数背风面体型系数s2，基基本风压本风压为为w0，风压高度变化系数风压高度变化系数z，确定屋盖顶面斜坡部分的风荷载集中力，确定屋盖顶面斜坡部分的风荷载集中力Fw。1、迎风面迎风面斜坡斜坡面积面积Aw=迎风面迎风面斜坡斜坡合力合力F
24、wk1=/sinLh111110sin(/sin)sinwkkkzszFFwLhwLhw Lh 2220kzszFwLhw Lh 11/sinkwkwAwLhFwk1的水平分力的水平分力F1为：为：2、同理同理，背风面背风面斜坡斜坡合力合力Fwk2的的水平分力水平分力F2：迎迎背背迎迎背背FwF1F2AwAwFwk1wk1wk2Fwk2121020120:1.0,(wwzszzszzwzssFFFFw Lhw LhLhAFw A 3、合力单层房屋取风振系数令垂直于风向的屋盖斜坡的投影面积），则上式变为：A37ppt课件课件例例3：某封闭式：某封闭式双坡屋面双坡屋面仓库，其屋面坡度为仓库，其屋面
25、坡度为1:2.5（=21.8）,柱距及屋架间距柱距及屋架间距均为均为6m，仓库平面及剖面如图所示，当地基本风压，仓库平面及剖面如图所示，当地基本风压w0为为0.45kN/m2，地面粗糙度，地面粗糙度为为B类类，求在图示风向情况下，作用在中间榀排架上的，求在图示风向情况下，作用在中间榀排架上的风荷载标准值风荷载标准值。取横向取横向1个柱距作为分析风力的计算单元，如图所示。个柱距作为分析风力的计算单元，如图所示。(1)排架柱顶排架柱顶风荷载集中力风荷载集中力Fw屋盖屋盖迎迎风面：风面：s1=屋盖屋盖背背风面：风面：s2=(2)风压高度变化系数风压高度变化系数z：查表：查表3-5z=5.15+3.5
26、=8.65m，z取屋脊处距室外地面的距离；取屋脊处距室外地面的距离；B类，类，取取z=1.0查表查表3-7，项次，项次2迎迎背背6ms2Fw迎迎背背s1wk1wk2wk3wk4一一榀榀排排架架38ppt课件课件一榀排架一榀排架FwA6m3.5m39ppt课件课件取横向取横向1个柱距作为分析风力的计算单元，如图所示。个柱距作为分析风力的计算单元，如图所示。(1)排架柱顶排架柱顶风荷载集中力风荷载集中力Fw(标准值标准值)屋盖屋盖迎迎风面：风面：s1=屋盖屋盖背背风面：风面：s2=(2)风压高度变化系数风压高度变化系数z：查表：查表3-5z=5.15+3.5=8.65m，z取屋脊处距室外地面的距离
27、；取屋脊处距室外地面的距离；B类，类，取取z=1.0(3)单层房屋取单层房屋取z=1.0(4)A=6m 3.5m查表查表3-7，项次，项次2A6m12010.328 0.50.45 6 3.5 1.63wzssFw AkN Fw迎迎背背s2s1wk1wk2wk3wk4迎迎背背一一榀榀排排架架40ppt课件课件6m12010.328 0.50.45 6 3.5 1.63wzssFw AkN (5)排架柱排架柱A、B的均布风荷载标准值的均布风荷载标准值:查表查表3-7，项次，项次2，迎风面，迎风面s3=0.8；背风面；背风面s4=-0.5。风压高度变化系数风压高度变化系数z，取柱顶处，取柱顶处z=
28、5.15m，查表，查表3-5，B类，类，取取z=1.0。排架柱排架柱A所受的均布风荷载标准值所受的均布风荷载标准值wk3：排架柱排架柱B所受的均布风荷载标准值所受的均布风荷载标准值wk4：330331.00.81.00.4562.16/kzszkkwwqwBkNm 440441.00.51.00.4561.35/kzszkkwwqwBkNm AFw迎迎背背s2s1wk1wk2wk3wk4迎迎背背s3s4wk4s3s4wk3AB计算模型计算模型迎迎背背41ppt课件课件 单层房屋风荷载的计算，未考虑单层房屋风荷载的计算，未考虑风振系数风振系数z的影响。的影响。多多层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载
29、计算 风对建筑物的作用是不规则的，风力随风速的紊乱变化而不停的改变。这风对建筑物的作用是不规则的，风力随风速的紊乱变化而不停的改变。这使得建筑物在风的作用下会产生使得建筑物在风的作用下会产生振动效应振动效应（风振）。（风振）。参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况，对于参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况，对于结构结构基本自振周期基本自振周期T 0.25s的各种高耸结构，以及对于的各种高耸结构，以及对于高度大于高度大于30m且高宽比大于且高宽比大于1.5的高柔房屋，由风引起的结构的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显振动比较明显，设计中，设计中应应考虑风振的影
30、响。考虑风振的影响。P5642ppt课件课件例例4：一幢矩形平面的：一幢矩形平面的8层办公楼，其平面尺寸为层办公楼，其平面尺寸为22m50m，房屋高度，房屋高度H=28m。基本风压基本风压w0=0.60kN/m2。地面粗糙度属。地面粗糙度属D类类。求：由横向风荷载产生的地面总。求：由横向风荷载产生的地面总剪力标准值剪力标准值Vw0。1、风压高度变化系数、风压高度变化系数z 地面粗糙度属地面粗糙度属D类，房屋高度类，房屋高度H=28m，表表3-5，z=0.512、风荷载体型系数、风荷载体型系数s 表表3-7第第10项，迎风面项，迎风面s 1=+0.8，背风面，背风面s2=-0.53、风振系数、风
31、振系数z H=28m30m，高宽比，高宽比H/B=28/22=1.271.5，取，取 z=1.04、风荷载标准值、风荷载标准值wk5、由横向风荷载产生的地面总剪力标准值、由横向风荷载产生的地面总剪力标准值:风向风向迎迎背背wk1 s121201.00.80.50.51 0.60.398/kkkzszwwwwkN m 00.398 5028557.2wkVwAkNwk2 s243ppt课件课件例例5：某六层钢筋混凝土框架结构办公楼如图，：某六层钢筋混凝土框架结构办公楼如图，当地基本风压当地基本风压w0=0.5kN/m2，地，地面粗糙度为面粗糙度为C类类。求在图示风向作用下，。求在图示风向作用下，
32、集中在集中在房屋房屋横向各楼层处横向各楼层处的风荷载标的风荷载标准值。准值。房屋高度房屋高度H=23.9m 30m，高宽比，高宽比H/B=23.9/14.6=1.641.5，可不考虑顺，可不考虑顺风向风振影响，取风向风振影响，取z=1.0表表3-7项次项次10，体型系数，体型系数s=0.8+0.5=1.3表表3-5，C类，类，z在房屋高度在房屋高度23.9m范围内不同高度处范围内不同高度处不尽相同不尽相同?求集中在各楼层处的求集中在各楼层处的“风荷载标准值风荷载标准值Fi”?44ppt课件课件多层多层房屋（包含房屋（包含高层高层房屋）在计算房屋）在计算集中在各楼层处集中在各楼层处风荷载标准值风
33、荷载标准值Fi时，各楼时，各楼层梁板体系的风荷载层梁板体系的风荷载受风面积受风面积如图所示。如图所示。顶层顶层Fn只计算顶层楼高的一半；只计算顶层楼高的一半；中间层中间层Fi计本层与相邻上一层的楼层高度的一半。计本层与相邻上一层的楼层高度的一半。底层底层F1计底层与相邻第计底层与相邻第2层的楼层高度的一半；层的楼层高度的一半；水平风荷载水平风荷载集中在各层楼面梁板体系集中在各层楼面梁板体系柱柱F1FiFnwk45ppt课件课件求集中在各楼层处的求集中在各楼层处的“风荷载标准值风荷载标准值Fi”2）为简化计算，分区段，）为简化计算，分区段，A1，A2，A3.，且各区段内的风荷载，且各区段内的风荷
34、载集中在楼层标集中在楼层标高处高处；1）z 在房屋不同高度处值不相同；在房屋不同高度处值不相同；3）认为各区段内的）认为各区段内的z 相同，其值取各区段中间即相同，其值取各区段中间即楼层标高处楼层标高处的的z 值；值；A1A2A3A4A5A6wk1wk2wk3wk4wk5wk646ppt课件课件A1A2A3A4A5A6024)1.00.80.50.50.65(/)5)=36.56)kizsziziziiiiiikiiwwkNmALhhFwAkN 各区段的风荷载标准值各区段的迎风面积迎风面长度各区段高度wk1wk2wk3wk4wk5wk647ppt课件课件A1A2A3A4A5A6wk1wk2wk
35、3wk4wk5wk6楼层编号楼层编号123456zi(m)59.513.116.720.323.9zi0.650.650.650.680.740.79各区段受风面积各区段受风面积Ai(m2)36.54.7536.54.0536.53.636.53.636.53.636.51.8风力标准值风力标准值Fi(kN)73.2562.4655.5258.0863.2033.74各楼层位置处的风荷载标准值各楼层位置处的风荷载标准值Fi0.65=36.5kiziiiikiiwAhFwA 结构设计时，将结构设计时，将沿高度分布沿高度分布的风荷载换算成的风荷载换算成集中作用集中作用在各楼层在各楼层位置处的水平荷
36、载（即取上、下楼层各一半的风荷载集中到该楼层位置处的水平荷载（即取上、下楼层各一半的风荷载集中到该楼层处），再用静力方法计算由风荷载产生的结构内力和位移。处），再用静力方法计算由风荷载产生的结构内力和位移。48ppt课件课件课后习题课后习题1100mF1 F2F3F4F502222511)1.00.80.50.440.572(/)2)()=3333 20660()3)0.572(/)660377.524)kizzisziziiziikiiiiiiikiiziziiiiiwwkN mzFwAALhhmFwAkN mmkNMFz 每个区段的风荷载标准值集中在区段中点的风力各区段迎风面积迎风面长度各
37、区段高度 1377.52.()nziiikNz mkN mB迎迎背背编号编号12345zi(m)1030507090ziFi(kN)=377.52ziMi(kN.m)=377.52zizi20m20m20m20m20mwkB俯视图俯视图49ppt课件课件 风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速的紊乱变化而不停的改变。实风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速的紊乱变化而不停的改变。实测资料表明，顺风向风速时程曲线中，包括两种成分：一种是测资料表明，顺风向风速时程曲线中，包括两种成分：一种是长周期长周期成分，成分，其值一般在其值一般在10min以上；另一种是以上；另一种是短周期短周期成分，一般只有
38、几秒钟。根据上述两成分，一般只有几秒钟。根据上述两种成分，应用上常把顺风向的风效应分解为平均风（稳定风）和脉动风来加种成分，应用上常把顺风向的风效应分解为平均风（稳定风）和脉动风来加以分析。以分析。平均平均（稳定）风（稳定）风使建筑物产生一定的侧移，而使建筑物产生一定的侧移，而脉动风脉动风使建筑物在该侧移附使建筑物在该侧移附近左右振动。近左右振动。脉动风周期较短，与一些工程结构的自振周期较接近，使结构产生动力响脉动风周期较短，与一些工程结构的自振周期较接近，使结构产生动力响应。应。脉动风是引起结构顺风向振动的主要原因脉动风是引起结构顺风向振动的主要原因。在脉动风压作用下，结构不仅会发生在脉动风
39、压作用下，结构不仅会发生顺风向顺风向振动，而且常会伴随着振动，而且常会伴随着横风向横风向振动，甚至还会出现振动，甚至还会出现扭转振动扭转振动，但对结构的影响，主要是，但对结构的影响，主要是顺风向振动顺风向振动。高高层房屋的风荷载计算层房屋的风荷载计算50ppt课件课件 研究表明：当房屋研究表明：当房屋高度高度 30m且且高宽比高宽比 1.5的高柔房屋以及的高柔房屋以及基本自振周基本自振周期期T 0.25s的高耸结构，的高耸结构，脉动风压脉动风压对结构的影响开始明显，产生不可忽略的对结构的影响开始明显，产生不可忽略的动力效应，在设计中动力效应，在设计中必须必须考虑。考虑。目前采用加大风荷载的办法
40、来考虑这个动力效应，即在基本风压值上乘以目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，即在基本风压值上乘以风振系数风振系数z 1.0。风振系数风振系数z 规范公式规范公式 查表查表书本上的计算方法是根据书本上的计算方法是根据2001年的规范，年的规范，2012年的规年的规范此条已范此条已全部更改全部更改。201.0 1.3 1.0 0.50.65/kzszwwkN m 51ppt课件课件特殊情况下的风荷载计算特殊情况下的风荷载计算52ppt课件课件围护结构的风荷载计算围护结构的风荷载计算53ppt课件课件习题习题2 某钢筋混凝土排架结构单层工业厂房，屋架及柱的间距均为某钢筋混凝土排架结构单层工业厂房，屋架及柱的间距均为6m，其剖面，其剖面如图所示，当地基本风压为如图所示，当地基本风压为0.4kN/m2，地面粗糙度类别为，地面粗糙度类别为B，试问在图示风，试问在图示风向情况下，作用在排架上的风荷载标准值。向情况下，作用在排架上的风荷载标准值。54ppt课件课件
