风荷载标准值的计算
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。 |
