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                风荷载标准值的计算

                2004-04-07 09:42:43 来源:中国建筑标准设计研究所 作者:刘达民 阅读:  字体 :

                1.概况建筑结构荷载规范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87,从2002年3月1日起施行。风荷载属于基础性标准,只有50年的实测数据。风荷载计算,第7.1.1与7.1.2黑体字属强制性条文,必须执行。风荷载对门、窗、幕墙而言是主要荷载,其破坏作用ぷ较大,属矛盾的主要方面。建筑结构荷载规范中风荷载虽公式未变,但参数、取值有所变化。修改后的规范更合理,计算简化,与国际上的做法接近。门、窗、幕墙产品测试中的P3与Wk是对⌒ 应关系。

                2.新老规范差异

                风荷载部分主要差异有:

                a)把主体结构与围护结构区别对待。 其中阵风系数与体型系数在取值上有区别。

                b)基本风压的调整由原来30年一遇改为50年一遇,提高10%左右,但地点不同,有所区别;起点由原来0.25kPa改为0.30kPa,内陆地区变化不大,但沿海地区较大;

                c)规范中同时提供667个城市地区的参数可直接选用,个别仍有例外

                d)围护结构可仍按50年选取,专业规范另有规定的除外,例JGJ113要加大10%等。

                 e)高度系数作了调整由原来A、B、C三类调为A、B、C、D四类,与国际上划分一致。 A、B类与原来一样,但C类稍有降低,D类为新增加。将A、B、C、D四类数据化:即当拟建房2km为半径的迎风半径影响范围内的房屋高度和密集度区分。取该地区主导风和最大风向为准。以建筑物平均高度Ћ来划分地面粗糙度。当Ћ≥18M为D类; 9M<Ћ≤18M为C类; Ћ<9M为B类;对山坡、山峰给出了计算公式。

                f)体型系数作了调整增加了灵活性:即①可借鉴有关资料②宜作风洞③应作风洞④可直接采用。

                g)第7.3.3条专对围护结构而言的(1)外表面正压区:按表7.3.1采用负压区:对墙面,取-1.0;对墙角边,取-1.8;对坡度>10°的屋脊部位,取-2.2;对檐口、雨棚、遮阳板,取-2.0。注: 屋面、墙角边的划分:作用宽度0.1,作用高度0.4,起点应大于1.5m。(2)内表面对封闭式建筑物,按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2。第7.3.2条还指出群体『效应,要求体型系数要乘以相互干扰增大系数。详见《工程抗风设计计算手册》的规定

                h)增加阵风系数(即瞬时风︽压)属新增加项目,且已计算完成,可直接采用。过去是定数,现为变数,且不可混用。

                 3.风荷载标准值计算

                a) 根据GB50009-2001的规定,可以区分为标准型与非标准型二大类:非标准型,即山坡、海岛、群体效应和需调查等状态而言。公式 Wk=βɡzμsμzW0 式中,Wk——风荷载标准值 kPa(kN/㎡) μs ——体型系数 ※正压区,按7.3.1条规定,可风洞试验结果,也可按表7.3.1条取,最不利表面+1.3-0.2=+1.1 ※负压区,按7.3.3条规定有墙面,取-1.0+(-0.2)=-1.2 墙角,取-1.8+(—0.2)=-2.0 屋脊,取-2.2+(—0.2)=-2.4 檐口,雨棚,遮阳板,取-2.0+(-0.2)=-2.2 μz ——高度系数:可查表7.2.1规定,也可自行计算。计算时按, W0——基本风压 kPa(kN/㎡) ※可从附图D5.3或附表D4中查到。

                b)计算实例例,北京市有一幢100M高建筑物,求风荷载标准值。注:未交※待型体、具体地点、风洞试验、群体干扰等情况。解一、公式 Wk=βɡzμsμzW0 式中参数选取: βɡz——查表为A—1.46,B—1.52,C—1.62;D—1.81; μs——取正压区为+1.3-0.2=+1.1 取负压区为∏-1.8+(-0.2)=-2.0 μz——查表为A—2.40,B—2.09,C—1.70,D—1.27; W0——查表为50年一遇0.45KPa。代入型式计算: Wk-A类=1.46× ×2.40×0.45= kPa 提高46% Wk-B类=1.52× ×2.09×0.45= kPa 提高30% Wk-C类=1.62× ×1.70×0.45= kPa 提高18% Wk-D类=1.81× ×1.27×0.45= kPa 以此为100% 解二、按JGJ102-96规定计算,且采用GBJ9-87规定公式,Wk=βzμsμzW0 式中,βz——规定取2.25 μs——规定取±1.5 μz——规定取A—2.40,B—2.09,C—1.79。 W0——取0.35kPa 代入公式计算, Wk-A类=2.25×±1.5×2.40×0.35=±3.118 kPa Wk-B类=2.25×±1.5×2.09×0.35=±2.714 kPa Wk-C类=2.25×±1.5×1.79×0.35=±2.3254 kPa 分析:两者比较,计算出入不大。

                4.注意事项

                a)新老规范不能混用,虽然公式未变化,参数有出入。

                b)圆弧型建筑物,负压区最大可达-2.6,如按7.3.3条规定最大为-2.0,有待探讨。

                c)建筑年限也有不同 GB50009规定为:10年、50年、100年。 GB50068规定为:5年、25年、50年、100年,且是强制性条文,使用时应注意。

                d)风荷载计算当高度>300M时没有参数,高层应注意,双方协商。

                e)当高楼林立时,风荷载标准值计算应考虑群体干扰因素。

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