03與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法風(fēng)荷載.ppt

1、第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.1第3章 風(fēng) 荷 載第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.2 風(fēng)的有關(guān)知識風(fēng)的有關(guān)知識 風(fēng)壓風(fēng)壓 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù) 風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)總風(fēng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)總風(fēng)效應(yīng)思考題思考題本章內(nèi)容本章內(nèi)容第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.3一、風(fēng)的形成 風(fēng)是空氣相對于地面的運動。由于太陽對地球各處輻射風(fēng)是空氣相對于地面的運動。由于太陽對地球各處輻射程度和大氣升溫的不均衡性，在地球上的不同地區(qū)產(chǎn)生大氣程度和大氣升溫的不均衡性，在地球上的不同地區(qū)產(chǎn)生大氣壓力差，空

2、氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動就形成了壓力差，空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動就形成了風(fēng)。風(fēng)。 在低空受指向低緯氣壓梯度力的作用，空氣從高緯地區(qū)流在低空受指向低緯氣壓梯度力的作用，空氣從高緯地區(qū)流向低緯地區(qū)；在高空氣壓梯度指向高緯，空氣則從低緯流向向低緯地區(qū)；在高空氣壓梯度指向高緯，空氣則從低緯流向高緯地區(qū)，這樣就形成了如圖高緯地區(qū)，這樣就形成了如圖 3.1 所示的全球性南北向環(huán)流。所示的全球性南北向環(huán)流。風(fēng)的有關(guān)知識風(fēng)的有關(guān)知識 第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.4二、兩類性質(zhì)的大風(fēng)1. 臺風(fēng)臺風(fēng) 臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上空的一種氣旋。在一個高水溫的暖熱帶洋面臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上空的一種氣

3、旋。在一個高水溫的暖熱帶洋面上空，若有一個弱的熱帶氣旋性系統(tǒng)產(chǎn)生或移來，在合適的環(huán)境下，因摩上空，若有一個弱的熱帶氣旋性系統(tǒng)產(chǎn)生或移來，在合適的環(huán)境下，因摩擦作用使氣流產(chǎn)生向弱渦旋內(nèi)部流動的分量，把高溫洋面上蒸發(fā)進入大氣擦作用使氣流產(chǎn)生向弱渦旋內(nèi)部流動的分量，把高溫洋面上蒸發(fā)進入大氣的大量水汽帶到渦旋內(nèi)部，把高溫高濕空氣輻合到弱渦旋中心，產(chǎn)生上升的大量水汽帶到渦旋內(nèi)部，把高溫高濕空氣輻合到弱渦旋中心，產(chǎn)生上升和對流運動，釋放潛熱以加熱渦旋中心上空的氣柱，形成暖心。由于渦旋和對流運動，釋放潛熱以加熱渦旋中心上空的氣柱，形成暖心。由于渦旋中心變暖，空氣變輕，中心氣壓下降，低渦變強。當(dāng)?shù)蜏u變強，反過

4、來又中心變暖，空氣變輕，中心氣壓下降，低渦變強。當(dāng)?shù)蜏u變強，反過來又使低空暖濕空氣向內(nèi)輻合更強，更多的水汽向中心集中，對流更旺盛，中使低空暖濕空氣向內(nèi)輻合更強，更多的水汽向中心集中，對流更旺盛，中心變得更暖，中心氣壓更為下降，如此循環(huán)，直至增強為臺風(fēng)。心變得更暖，中心氣壓更為下降，如此循環(huán)，直至增強為臺風(fēng)。 2. 季風(fēng)季風(fēng) 由于大陸和海洋在一年之中增熱和冷卻程度不同，在大陸和海洋之間由于大陸和海洋在一年之中增熱和冷卻程度不同，在大陸和海洋之間大范圍的、風(fēng)向隨季節(jié)有規(guī)律改變的風(fēng)，稱為季風(fēng)。大范圍的、風(fēng)向隨季節(jié)有規(guī)律改變的風(fēng)，稱為季風(fēng)。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.5三、我國風(fēng)氣候總況 (1) 臺灣

5、、海南和南海諸島由于地處海洋，常年受臺風(fēng)的直接影響，是臺灣、海南和南海諸島由于地處海洋，常年受臺風(fēng)的直接影響，是我國最大的風(fēng)區(qū)我國最大的風(fēng)區(qū)。 (2) 東南沿海地區(qū)由于受臺風(fēng)影響，是我國大陸的大風(fēng)區(qū)。風(fēng)速梯度由東南沿海地區(qū)由于受臺風(fēng)影響，是我國大陸的大風(fēng)區(qū)。風(fēng)速梯度由沿海指向內(nèi)陸。臺風(fēng)登陸后，受地面摩擦的影響，風(fēng)速削弱很快。統(tǒng)計表沿海指向內(nèi)陸。臺風(fēng)登陸后，受地面摩擦的影響，風(fēng)速削弱很快。統(tǒng)計表明，在離海岸明，在離海岸100km處，風(fēng)速約減小一半。處，風(fēng)速約減小一半。 (3) 東北、華北和西北地區(qū)是我國的次大風(fēng)區(qū)，風(fēng)速梯度由北向南，與東北、華北和西北地區(qū)是我國的次大風(fēng)區(qū)，風(fēng)速梯度由北向南，與寒潮

6、入侵路線一致。華北地區(qū)夏季受季風(fēng)影響，風(fēng)速有可能超過寒潮風(fēng)速。寒潮入侵路線一致。華北地區(qū)夏季受季風(fēng)影響，風(fēng)速有可能超過寒潮風(fēng)速。黑龍江西北部處于我國緯度最北地區(qū)，它不在蒙古高壓的正前方，因此那黑龍江西北部處于我國緯度最北地區(qū)，它不在蒙古高壓的正前方，因此那里的風(fēng)速不大里的風(fēng)速不大。 (4) 青藏高原地勢高，平均海拔在青藏高原地勢高，平均海拔在45 km，屬較大風(fēng)區(qū)，屬較大風(fēng)區(qū)。 (5) 長江中下游、黃河中下游是小風(fēng)區(qū)，一般臺風(fēng)到此已大為減弱，寒長江中下游、黃河中下游是小風(fēng)區(qū)，一般臺風(fēng)到此已大為減弱，寒潮風(fēng)到此也是強弩之末潮風(fēng)到此也是強弩之末。 (6) 云貴高原處于東亞大氣環(huán)流的死角，空氣經(jīng)常處

7、于靜止?fàn)顟B(tài)，加之云貴高原處于東亞大氣環(huán)流的死角，空氣經(jīng)常處于靜止?fàn)顟B(tài)，加之地形閉塞，形成了我國的最小風(fēng)區(qū)地形閉塞，形成了我國的最小風(fēng)區(qū)。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.6四、風(fēng)級13級 風(fēng)力等級名稱海面狀況浪高/m海岸漁船征象陸地地面物征象距地10m高處相當(dāng)風(fēng)速一般最高km/hmile/hm/s0靜風(fēng)-靜靜、煙直上1 0.3時，取時，取tan =0.3； k系數(shù)，對山峰取系數(shù)，對山峰取3.2，對山坡取，對山坡取1.4； h山頂或山坡全高山頂或山坡全高(m)； z建筑物計算位置離建筑物地面的高度建筑物計算位置離建筑物地面的高度(m)，當(dāng)，當(dāng)z2.5h時，取時，取z=2.5h。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載

8、1.20風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)表表3-5 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù) 0第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.21風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù) 山坡和山峰的其他部位如圖山坡和山峰的其他部位如圖3.3所示，取所示，取a、c處的修正處的修正系數(shù)系數(shù) 、 為為1，ab間和間和bc間的修正系數(shù)按間的修正系數(shù)按 的線性插值確定。的線性插值確定。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.22風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù) (2) 山間盆地、谷地等閉塞地形山間盆地、谷地等閉塞地形 =0.750.85；對于與；對于與風(fēng)向一致的谷口、山口，風(fēng)向一致的谷口、山口， =1.201.50。 對于遠海海面和海島的建筑物或

9、構(gòu)筑物，風(fēng)壓高度變化對于遠海海面和海島的建筑物或構(gòu)筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按系數(shù)可按a類粗糙度類別，除由表類粗糙度類別，除由表3-5確定外，還應(yīng)考慮表確定外，還應(yīng)考慮表3-6中給出的修正系數(shù)。中給出的修正系數(shù)。表表3-6 遠海海面和海島修正系數(shù)遠海海面和海島修正系數(shù)距海岸距離/km40406060100修正系數(shù)1.01.01.11.11.2第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.23風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)一、 單體風(fēng)載體型系數(shù)（表3-7） 圖圖 3.4 所示為封閉式雙坡屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)在各個面上的所示為封閉式雙坡屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)在各個面上的分布，設(shè)計時可以直接取用。圖中風(fēng)荷載體型系數(shù)為正值，分布

10、，設(shè)計時可以直接取用。圖中風(fēng)荷載體型系數(shù)為正值，代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力作用，其方向指向建筑物表面；風(fēng)荷代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力作用，其方向指向建筑物表面；風(fēng)荷載體型系數(shù)為負值，代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生吸力作用，其方向離載體型系數(shù)為負值，代表風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生吸力作用，其方向離開建筑物表面。開建筑物表面。圖圖3.4 封閉式雙坡屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)封閉式雙坡屋面風(fēng)荷載體型系數(shù)第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.24風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)二、 群體風(fēng)壓體型系數(shù) 當(dāng)多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近當(dāng)多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)，使得房屋某些部位的時，宜考慮風(fēng)力相

11、互干擾的群體效應(yīng)，使得房屋某些部位的局部風(fēng)壓顯著增大。設(shè)計時可將單體建筑物的體型系數(shù)局部風(fēng)壓顯著增大。設(shè)計時可將單體建筑物的體型系數(shù) 乘以乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)參考類似條件的試驗資料確定；相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)參考類似條件的試驗資料確定；必要時宜通過風(fēng)洞試驗得出。必要時宜通過風(fēng)洞試驗得出。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.25風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)三、局部風(fēng)壓體型系數(shù) 驗算局部圍護構(gòu)件及其連接的強度時，按以下局部風(fēng)壓體型系數(shù)采用：驗算局部圍護構(gòu)件及其連接的強度時，按以下局部風(fēng)壓體型系數(shù)采用： (1) 建筑物外表面正壓區(qū)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑物外表面正壓區(qū)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 500

12、092001)表表7.3.1中風(fēng)荷載體型系數(shù)采用。中風(fēng)荷載體型系數(shù)采用。 (2) 建筑物外表面負壓區(qū)，對墻面取建筑物外表面負壓區(qū)，對墻面取 1.0；對墻角邊??；對墻角邊取 1.8；對屋面局部；對屋面局部部位部位(周邊和屋面坡度大于周邊和屋面坡度大于10的屋脊部位的屋脊部位)取取 2.2；對檐口、雨篷、遮陽；對檐口、雨篷、遮陽板等突出構(gòu)件取板等突出構(gòu)件取 2.0。 (3) 對于封閉式建筑物的內(nèi)表面，按外表面風(fēng)壓的正負情況取對于封閉式建筑物的內(nèi)表面，按外表面風(fēng)壓的正負情況取 0.2或或+0.2。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.26結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念一、結(jié)構(gòu)的風(fēng)力與風(fēng)效

13、應(yīng)水平流動的氣流作用在結(jié)構(gòu)物的表面上，會在其表面上產(chǎn)生風(fēng)壓，將風(fēng)壓水平流動的氣流作用在結(jié)構(gòu)物的表面上，會在其表面上產(chǎn)生風(fēng)壓，將風(fēng)壓沿表面積分可求出作用在結(jié)構(gòu)的風(fēng)力，結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力可分為順風(fēng)向風(fēng)力沿表面積分可求出作用在結(jié)構(gòu)的風(fēng)力，結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力可分為順風(fēng)向風(fēng)力 、橫風(fēng)向風(fēng)力橫風(fēng)向風(fēng)力 及扭風(fēng)力矩及扭風(fēng)力矩 ，如圖，如圖3.5所示。所示。式中，式中， b結(jié)構(gòu)的截面尺寸，取為垂直于風(fēng)向的最大尺寸；結(jié)構(gòu)的截面尺寸，取為垂直于風(fēng)向的最大尺寸； 順風(fēng)向的風(fēng)力系數(shù)，為迎風(fēng)面和背風(fēng)面體型系數(shù)的總和；順風(fēng)向的風(fēng)力系數(shù)，為迎風(fēng)面和背風(fēng)面體型系數(shù)的總和； ， 分別為橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)力系數(shù)。分別為橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)力系數(shù)。212d

14、dpv b212lllv b212mmpv bmdl圖圖3.5 作用于結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力作用于結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力 第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.27結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念二、順風(fēng)向平均風(fēng)與脈動風(fēng) 實測資料表明，順風(fēng)向風(fēng)速時程曲線中，包括兩種成分實測資料表明，順風(fēng)向風(fēng)速時程曲線中，包括兩種成分(圖圖3.6)：一種：一種是長周期成分，其值一般在是長周期成分，其值一般在10min以上；另一種是短周期成分，一般只有以上；另一種是短周期成分，一般只有幾秒左右。根據(jù)上述兩種成分，應(yīng)用上常把順風(fēng)向的風(fēng)效應(yīng)分解為平均風(fēng)幾秒左右。根據(jù)上述兩種成分，應(yīng)用上常把順風(fēng)向的風(fēng)效應(yīng)分解為平均風(fēng)(即穩(wěn)定風(fēng)即

15、穩(wěn)定風(fēng))和脈動風(fēng)和脈動風(fēng)(也稱陣風(fēng)脈動也稱陣風(fēng)脈動)來加以分析。來加以分析。 圖圖3.6 平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速 平均風(fēng)相對穩(wěn)定，可以忽略，可將其等效為靜力作用。平均風(fēng)相對穩(wěn)定，可以忽略，可將其等效為靜力作用。 脈動風(fēng)是由于風(fēng)的不規(guī)則性引起的，其強度隨時間隨機變化。由于脈脈動風(fēng)是由于風(fēng)的不規(guī)則性引起的，其強度隨時間隨機變化。由于脈動風(fēng)周期較短，與一些工程結(jié)構(gòu)的自振周期較接近，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力響應(yīng)。動風(fēng)周期較短，與一些工程結(jié)構(gòu)的自振周期較接近，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力響應(yīng)。實際上，脈動風(fēng)是引起結(jié)構(gòu)順風(fēng)向振動的主要原因。實際上，脈動風(fēng)是引起結(jié)構(gòu)順風(fēng)向振動的主要原因。第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.2

16、8結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念三、 橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振是由不穩(wěn)定的空氣動力作用造成的，它與結(jié)構(gòu)截面形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，橫風(fēng)向風(fēng)振是由不穩(wěn)定的空氣動力作用造成的，它與結(jié)構(gòu)截面形狀及雷諾數(shù)有關(guān)， 空氣在流動中，對流體質(zhì)點起著重要作用的兩種力：慣性力和粘性力?？諝庠诹鲃又?，對流體質(zhì)點起著重要作用的兩種力：慣性力和粘性力。雷諾數(shù)定義為慣性力與粘性力之比，雷諾數(shù)相同則流體動力相似。雷諾數(shù)雷諾數(shù)定義為慣性力與粘性力之比，雷諾數(shù)相同則流體動力相似。雷諾數(shù) 可表示可表示為：為： (3-11)式中，式中， 空氣密度空氣密度(kg/m3)； v計算高度處風(fēng)速計算高度處風(fēng)速(m/s)； d結(jié)

17、構(gòu)截面的直徑結(jié)構(gòu)截面的直徑(m)，或其他形狀物體表面特征尺寸；，或其他形狀物體表面特征尺寸； 動粘性系數(shù)，動粘性系數(shù)， 。 在式在式(3-11)中代入空氣動粘性系數(shù)中代入空氣動粘性系數(shù)1.45l0-5m2/s，則雷諾數(shù)，則雷諾數(shù) 可按下式確定：可按下式確定： =69000vd (3-12)r e222()v dvdvdrevddre2/2v第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.29結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念 為說明橫風(fēng)向風(fēng)振的產(chǎn)生，以圓截面柱體結(jié)構(gòu)為例。當(dāng)空氣流繞過圓截面柱為說明橫風(fēng)向風(fēng)振的產(chǎn)生，以圓截面柱體結(jié)構(gòu)為例。當(dāng)空氣流繞過圓截面柱體時體時(圖圖3.7(a)，沿上風(fēng)面，沿

18、上風(fēng)面ab速度逐漸增大，到速度逐漸增大，到b點壓力達到最低值，再沿下風(fēng)面點壓力達到最低值，再沿下風(fēng)面bc速度又逐漸降低，壓力又重新增大，但實際上由于在邊界層內(nèi)氣流對柱體表面速度又逐漸降低，壓力又重新增大，但實際上由于在邊界層內(nèi)氣流對柱體表面的摩擦要消耗部分能量，因此氣流實際上是在的摩擦要消耗部分能量，因此氣流實際上是在bc中間某點中間某點s處速度停滯，漩渦就處速度停滯，漩渦就在在s點生成，并在外流的影響下，以一定的周期脫落點生成，并在外流的影響下，以一定的周期脫落(圖圖3.7(b)，這種現(xiàn)象稱為卡，這種現(xiàn)象稱為卡門門(karman)渦街。設(shè)脫落頻率為渦街。設(shè)脫落頻率為 ，并以無量綱的斯脫羅哈，

19、并以無量綱的斯脫羅哈(strouhal)數(shù)數(shù)sr= 來表示，其中來表示，其中d為圓柱截面的直徑，為圓柱截面的直徑，v為風(fēng)速。為風(fēng)速。 sfsf dv(a)空氣流繞過圓截面柱體空氣流繞過圓截面柱體 (b) 漩渦周期脫落漩渦周期脫落 圖圖3.7 漩渦的產(chǎn)生與脫落漩渦的產(chǎn)生與脫落 第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.30結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計算的幾個重要概念當(dāng)氣流漩渦脫落頻率當(dāng)氣流漩渦脫落頻率 與結(jié)構(gòu)橫向自振頻率接近時，結(jié)構(gòu)會發(fā)生劇烈的共振，即產(chǎn)與結(jié)構(gòu)橫向自振頻率接近時，結(jié)構(gòu)會發(fā)生劇烈的共振，即產(chǎn)生生橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振。 對于其他截面結(jié)構(gòu)，也會產(chǎn)生類似圓柱結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向振動效應(yīng)，但對于其他截面

20、結(jié)構(gòu)，也會產(chǎn)生類似圓柱結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向振動效應(yīng)，但strouhal數(shù)有所不同，表數(shù)有所不同，表3-8顯示了一些常見直邊截面的顯示了一些常見直邊截面的strouhal數(shù)。數(shù)。表表3-8 常用截面的常用截面的strouhal數(shù)數(shù)re253 103.0 10resf亞臨界范圍亞臨界范圍超臨界范圍超臨界范圍跨臨界范圍跨臨界范圍第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.31順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)一、風(fēng)振系數(shù) 脈動風(fēng)是一隨機動力作用，其對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用效應(yīng)需采用隨機振動理論進行分析。分脈動風(fēng)是一隨機動力作用，其對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用效應(yīng)需采用隨機振動理論進行分析。分析結(jié)果表明，析結(jié)果表明，對于一般懸臂型結(jié)構(gòu)對于一般懸臂

21、型結(jié)構(gòu)，例如構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，例如構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，以及高度大于以及高度大于30m、高寬比大于高寬比大于1.5且可忽略扭轉(zhuǎn)影響的高層建筑且可忽略扭轉(zhuǎn)影響的高層建筑，由于頻譜比較稀疏，由于頻譜比較稀疏，第第1振動起到控制作用振動起到控制作用，此，此時可以僅考慮結(jié)構(gòu)第時可以僅考慮結(jié)構(gòu)第1振動的影響，通過風(fēng)振系數(shù)來計算結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)在振動的影響，通過風(fēng)振系數(shù)來計算結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)在z高度處的風(fēng)振高度處的風(fēng)振系數(shù)系數(shù) 可按下式計算：可按下式計算：(3-13)式中，式中， 脈動增大系數(shù)；脈動增大系數(shù)； 脈動影響系數(shù)；脈動影響系數(shù)； 振型系數(shù)；振型系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)。風(fēng)壓高

22、度變化系數(shù)。1zzz zz第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.32順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)二、脈動增大系數(shù) 脈動增大系數(shù)脈動增大系數(shù) 可由隨機振動理論導(dǎo)出，此時脈動風(fēng)導(dǎo)出并經(jīng)過一定的可由隨機振動理論導(dǎo)出，此時脈動風(fēng)導(dǎo)出并經(jīng)過一定的近似簡化，可得到：近似簡化，可得到： (3-14a) (3-14b)式中，式中， 結(jié)構(gòu)的阻尼比，對鋼結(jié)構(gòu)取結(jié)構(gòu)的阻尼比，對鋼結(jié)構(gòu)取0.01，對有墻體材料填充的房屋，對有墻體材料填充的房屋結(jié)構(gòu)取結(jié)構(gòu)取0.02，對鋼筋混凝土及磚石砌體結(jié)構(gòu)取，對鋼筋混凝土及磚石砌體結(jié)構(gòu)取0.05； 考慮當(dāng)?shù)氐孛娲植诙群蟮幕撅L(fēng)壓；考慮當(dāng)?shù)氐孛娲植诙群蟮幕撅L(fēng)壓； t1結(jié)構(gòu)的基本自振周期。結(jié)

23、構(gòu)的基本自振周期。 0w20130/xwt4/322)1 (6/1xx第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.33順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)將上述不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)及基本風(fēng)壓值代入式將上述不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)及基本風(fēng)壓值代入式(3-14)可得到相應(yīng)的脈動增大系可得到相應(yīng)的脈動增大系數(shù)，為方便起見，制成脈動增大系數(shù)表數(shù)，為方便起見，制成脈動增大系數(shù)表3-9供設(shè)計時查用。查表前計算供設(shè)計時查用。查表前計算 時，對地面粗糙度時，對地面粗糙度b類地區(qū)可直接代入基本風(fēng)壓。對類地區(qū)可直接代入基本風(fēng)壓。對a類、類、c類和類和d類地區(qū)應(yīng)類地區(qū)應(yīng)按當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)壓分別乘以按當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)壓分別乘以1.38、0.62和和0.32后代

24、入。后代入。20 1w t表表3-9 脈動增大系數(shù)脈動增大系數(shù)第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.34順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)三、結(jié)構(gòu)振型系數(shù) 結(jié)構(gòu)振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法確定。對于截面沿高度不變的懸臂型高聳結(jié)構(gòu)和高層結(jié)構(gòu)振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法確定。對于截面沿高度不變的懸臂型高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑，在計算順風(fēng)向響應(yīng)時可僅考慮第建筑，在計算順風(fēng)向響應(yīng)時可僅考慮第1振型的影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形特點，采用近似公式計振型的影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形特點，采用近似公式計算結(jié)構(gòu)振型系數(shù)。算結(jié)構(gòu)振型系數(shù)。對于高聳構(gòu)筑物可按彎曲型考慮，結(jié)構(gòu)第對于高聳構(gòu)筑物可按彎曲型考慮，結(jié)構(gòu)第1振型系數(shù)振型系數(shù)按下述近似公式計

25、按下述近似公式計算：算： (3-15) 對于高層建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)以剪力墻的工作為主時，可按彎剪型考慮，結(jié)構(gòu)第對于高層建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)以剪力墻的工作為主時，可按彎剪型考慮，結(jié)構(gòu)第1振型振型系數(shù)按下述近似公式計算：系數(shù)按下述近似公式計算： (3-16) 當(dāng)懸臂型高聳結(jié)構(gòu)的外形由下向上逐漸收近，截面沿高度按連續(xù)規(guī)律變化時，其振型計算當(dāng)懸臂型高聳結(jié)構(gòu)的外形由下向上逐漸收近，截面沿高度按連續(xù)規(guī)律變化時，其振型計算公式十分復(fù)雜。此時可根據(jù)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面頂部寬度公式十分復(fù)雜。此時可根據(jù)結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面頂部寬度bh與底部寬度與底部寬度b0的比值，按表的比值，按表3-10確定第確定第1振振型系數(shù)。型系數(shù)。234412()()()

26、33zzzzhhh0.7tan() 4zzh第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.35表表3-10 截面沿高度規(guī)律變化的高聳結(jié)構(gòu)第截面沿高度規(guī)律變化的高聳結(jié)構(gòu)第1振型系數(shù)振型系數(shù) 順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.36順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)四、脈動影響系數(shù) 脈動影響系數(shù)主要反映風(fēng)壓脈動相關(guān)對結(jié)構(gòu)的影響，對于無限自由度體系，脈動影響系數(shù)脈動影響系數(shù)主要反映風(fēng)壓脈動相關(guān)對結(jié)構(gòu)的影響，對于無限自由度體系，脈動影響系數(shù)可按下述公式確定：可按下述公式確定： (3-17) 由式由式(3-17)可知，脈動影響系數(shù)可知，脈動影響系數(shù) 涉及風(fēng)壓空間相關(guān)系數(shù)涉及風(fēng)壓空間相關(guān)系數(shù)和脈動系數(shù)

27、和脈動系數(shù) f兩個參數(shù)。兩個參數(shù)。 風(fēng)壓空間相關(guān)系數(shù)風(fēng)壓空間相關(guān)系數(shù)是考慮風(fēng)壓脈動空間相關(guān)性的折算系數(shù)，可由隨機振動理論導(dǎo)出，主是考慮風(fēng)壓脈動空間相關(guān)性的折算系數(shù)，可由隨機振動理論導(dǎo)出，主要與受風(fēng)面上兩點的距離有關(guān)，隨兩點間距離的增大減小，呈指數(shù)衰減規(guī)律。要與受風(fēng)面上兩點的距離有關(guān)，隨兩點間距離的增大減小，呈指數(shù)衰減規(guī)律。 脈動系數(shù)脈動系數(shù) 為脈動風(fēng)壓與平均風(fēng)壓之比。因脈動風(fēng)壓隨高度變化不大，而平均風(fēng)壓隨高度為脈動風(fēng)壓與平均風(fēng)壓之比。因脈動風(fēng)壓隨高度變化不大，而平均風(fēng)壓隨高度而增大，故脈動系數(shù)隨高度增加而減小。根據(jù)國內(nèi)實測，并參考國外資料取：而增大，故脈動系數(shù)隨高度增加而減小。根據(jù)國內(nèi)實測，并

28、參考國外資料?。?(3-18) 為方便工程技術(shù)人員進行設(shè)計，為方便工程技術(shù)人員進行設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 500092001)對于高聳結(jié)構(gòu)和對于高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑，考慮結(jié)構(gòu)外形和質(zhì)量沿高度分布的不同狀態(tài)，給出了脈動影響系數(shù)表高層建筑，考慮結(jié)構(gòu)外形和質(zhì)量沿高度分布的不同狀態(tài)，給出了脈動影響系數(shù)表3-11供設(shè)計時供設(shè)計時直接查用。直接查用。2ddfzzzzz 1.8(0.16)0.5 3510fz第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.37順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)表表3-11 脈動影響系數(shù)脈動影響系數(shù)第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.38順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng) 1. 結(jié)構(gòu)迎風(fēng)

29、面較小的情況結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面較小的情況 對于結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度遠小于其高度的情況對于結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度遠小于其高度的情況(如高聳結(jié)構(gòu)等如高聳結(jié)構(gòu)等)，若外形、，若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動系數(shù)可按表質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動系數(shù)可按表3-11采用。當(dāng)高聳結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面和側(cè)采用。當(dāng)高聳結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面的寬度沿高度按直線或接近直線規(guī)律變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律風(fēng)面的寬度沿高度按直線或接近直線規(guī)律變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化時，表變化時，表3-11中的脈動影響系數(shù)應(yīng)再乘以修正系數(shù)中的脈動影響系數(shù)應(yīng)再乘以修正系數(shù)b b和和 v v 。 b b應(yīng)為構(gòu)應(yīng)為構(gòu)筑物迎風(fēng)面在筑物迎風(fēng)面在z高度處的寬度高度處的寬度bz與

30、底部寬度與底部寬度b0的比值，的比值， 可按表可按表3-12確定。確定。表表3-12 修正系數(shù)修正系數(shù) v第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.39順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng) 2. 結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大的情況結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大的情況 對于結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大的情況對于結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大的情況(如高層建筑等如高層建筑等)，若外形、，若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動影響系數(shù)可根據(jù)結(jié)構(gòu)總高度質(zhì)量沿高度比較均勻，脈動影響系數(shù)可根據(jù)結(jié)構(gòu)總高度h及其及其與迎風(fēng)面寬度與迎風(fēng)面寬度b的比值，按表的比值，按表3-13采用。采用。表表3-13 脈動影響系數(shù)脈動影響系數(shù)v（下頁）（下頁）第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.40 表

31、表3-13 脈動影響系數(shù)脈動影響系數(shù)v第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.41順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)五、結(jié)構(gòu)基本周期經(jīng)驗公式 1. 高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu) 一般情況下的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為：一般情況下的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為：t1=(0.0070.013)h (3-19) 式中，式中，h為結(jié)構(gòu)物總高為結(jié)構(gòu)物總高(m)。 一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)自振周期長，可取高值；一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)自振周期長，可取高值；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度相對較大，結(jié)構(gòu)自振周期短，可取低值。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度相對較大，結(jié)構(gòu)自振周期短，可取低值。 第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.42順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效

32、應(yīng)五、結(jié)構(gòu)基本周期經(jīng)驗公式 2. 高層建筑高層建筑 一般情況下的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：一般情況下的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)： 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)t1=(0.100.15)n (3-20) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)t1=(0.050.10)n (3-21) 式中，式中，n為建筑層數(shù)。為建筑層數(shù)。 對于鋼筋混凝土框架和框剪結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：對于鋼筋混凝土框架和框剪結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：t1=0.25+0.5310-3 (3-22) 對于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：對于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可按下述公式確定：t1=0.03+0.03 (3-23) 式中，式中，h房屋總高度房屋總高度(m)；

33、 b房屋寬度房屋寬度(m)。23hb23hb第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.43順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)六、陣風(fēng)系數(shù) 對于對于圍護結(jié)構(gòu)，包括玻璃幕墻在內(nèi)，脈動引起的振動影響圍護結(jié)構(gòu)，包括玻璃幕墻在內(nèi)，脈動引起的振動影響很小，可不考慮風(fēng)振影響，但應(yīng)考慮脈動風(fēng)壓的分布，即在平很小，可不考慮風(fēng)振影響，但應(yīng)考慮脈動風(fēng)壓的分布，即在平均風(fēng)的基礎(chǔ)上乘以陣風(fēng)系數(shù)。陣風(fēng)系數(shù)參照國外規(guī)范取值水平，均風(fēng)的基礎(chǔ)上乘以陣風(fēng)系數(shù)。陣風(fēng)系數(shù)參照國外規(guī)范取值水平，按下述公式確定按下述公式確定：(3-24) 式式中中： 脈動系數(shù)，按式脈動系數(shù)，按式(3-18)計算；計算； k地面粗糙度調(diào)整系數(shù)：對地面粗糙度調(diào)整系數(shù)：對a

34、、b、c、d四種四種類型，分別取類型，分別取0.92、0.89、0.85、0.80。 (12)gzfkf第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.44順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)六、陣風(fēng)系數(shù) 陣風(fēng)陣風(fēng)系數(shù)系數(shù) 也可根據(jù)不同粗糙度類別和計算位置離地面高度按表也可根據(jù)不同粗糙度類別和計算位置離地面高度按表3-14采用。采用。表表3-14 陣風(fēng)系數(shù)陣風(fēng)系數(shù) gz第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.45順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)順風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)七、順風(fēng)向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 當(dāng)已知擬建工程所在地的地貌環(huán)境和工程結(jié)構(gòu)的基本條件后，可按前述當(dāng)已知擬建工程所在地的地貌環(huán)境和工程結(jié)構(gòu)的基本條件后，可按前述方法逐一確定工程結(jié)構(gòu)的基本風(fēng)壓方法逐一確

35、定工程結(jié)構(gòu)的基本風(fēng)壓w0、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)壓高度變化系數(shù) 、風(fēng)荷載體型、風(fēng)荷載體型系數(shù)系數(shù) 、風(fēng)振系數(shù)、風(fēng)振系數(shù) 和陣風(fēng)系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù) ，和局部風(fēng)壓體型系數(shù)，和局部風(fēng)壓體型系數(shù) ，即可，即可計算垂直于建筑物表面上的順風(fēng)向荷載標(biāo)準(zhǔn)值。計算垂直于建筑物表面上的順風(fēng)向荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 (1) 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk按下述公式計算：按下述公式計算： (3-25) (2) 當(dāng)計算圍護結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載中標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計算圍護結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載中標(biāo)準(zhǔn)值wk按下述公式計算：按下述公式計算： 0kzszww 0kzszww zszgz1s第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.46橫風(fēng)

36、向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)一、鎖定現(xiàn)象 實驗研究表明，當(dāng)橫風(fēng)向風(fēng)力作用力頻率實驗研究表明，當(dāng)橫風(fēng)向風(fēng)力作用力頻率 與結(jié)構(gòu)橫向自與結(jié)構(gòu)橫向自振基本頻率振基本頻率 接近時，結(jié)構(gòu)橫向產(chǎn)生共振反應(yīng)。此時若風(fēng)速繼接近時，結(jié)構(gòu)橫向產(chǎn)生共振反應(yīng)。此時若風(fēng)速繼續(xù)增大，風(fēng)漩渦脫落頻率仍保持常數(shù)續(xù)增大，風(fēng)漩渦脫落頻率仍保持常數(shù)(圖圖3.8)，而不是按式，而不是按式(3-27)變化。變化。(3-27)只有當(dāng)風(fēng)速大于結(jié)構(gòu)共振風(fēng)速的只有當(dāng)風(fēng)速大于結(jié)構(gòu)共振風(fēng)速的1.3左右時，風(fēng)漩渦脫落頻率才左右時，風(fēng)漩渦脫落頻率才重新按式重新按式(3-27)規(guī)律變化。將風(fēng)漩渦脫落頻率保持常數(shù)規(guī)律變化。將風(fēng)漩渦脫落頻率保持常數(shù)(為結(jié)構(gòu)為

37、結(jié)構(gòu)自振頻率自振頻率)的風(fēng)速區(qū)域，稱為的風(fēng)速區(qū)域，稱為鎖住區(qū)域鎖住區(qū)域。sr=sf dvsf1f第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.47橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)二、共振區(qū)高度 在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)將發(fā)生共振，共振發(fā)生的初始風(fēng)速為在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)將發(fā)生共振，共振發(fā)生的初始風(fēng)速為臨界風(fēng)速，臨界風(fēng)速臨界風(fēng)速，臨界風(fēng)速 可由式可由式(3-27)導(dǎo)出：導(dǎo)出： (3-28)式中，式中，sr斯脫羅哈數(shù)，對圓截面結(jié)構(gòu)取斯脫羅哈數(shù)，對圓截面結(jié)構(gòu)取0.2； 結(jié)構(gòu)第結(jié)構(gòu)第 振型自振周期。振型自振周期。 5crjjddvtsrtjt第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.48橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)二、共振區(qū)高度由鎖定現(xiàn)

38、象可知，在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)將發(fā)生渦激共振。對圖由鎖定現(xiàn)象可知，在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)將發(fā)生渦激共振。對圖3.9所示圓柱所示圓柱體結(jié)構(gòu)，可沿高度方向取體結(jié)構(gòu)，可沿高度方向取(1.01.3) 的區(qū)域為鎖定區(qū)，即的區(qū)域為鎖定區(qū)，即共振區(qū)共振區(qū)。對應(yīng)于共。對應(yīng)于共振區(qū)起點高度振區(qū)起點高度h1的風(fēng)速應(yīng)為的風(fēng)速應(yīng)為臨界風(fēng)速臨界風(fēng)速 ，由式，由式(3-3)給出的風(fēng)剖面的指數(shù)變給出的風(fēng)剖面的指數(shù)變化規(guī)律，取離地化規(guī)律，取離地標(biāo)準(zhǔn)高度為標(biāo)準(zhǔn)高度為10m有：有： ( 3-29)可得：可得： (3-30)jtcrv10()1 0c rvhv1 /1010()crvhv第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.49橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)

39、向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng) 若取離地高度為若取離地高度為h，則得，則得h1的另一表達式：的另一表達式： 式中，式中，h結(jié)構(gòu)總高度結(jié)構(gòu)總高度(m)； v結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速(m/s)。1/1()crhvhhv 對應(yīng)于風(fēng)速對應(yīng)于風(fēng)速1.3 的高度的高度h2，由式，由式(3-3)的指數(shù)變化的指數(shù)變化規(guī)律，取離地標(biāo)準(zhǔn)高度為規(guī)律，取離地標(biāo)準(zhǔn)高度為10m，同樣可導(dǎo)出：，同樣可導(dǎo)出： 式式(3-32)計算出的計算出的 值有可能大于結(jié)構(gòu)總高度值有可能大于結(jié)構(gòu)總高度 ，也有可，也有可能能小于結(jié)構(gòu)總高度小于結(jié)構(gòu)總高度 ，實際工程中一般均取，實際工程中一般均取 h 2=h，即共振區(qū)范圍為即共振區(qū)范圍為 h h1 。1/201

40、.310()crvhv圖3.8 鎖定現(xiàn)象圖3.9 共振區(qū)高度第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.50橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)三、橫風(fēng)向風(fēng)振驗算 對圓形截面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)雷諾數(shù)對圓形截面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)雷諾數(shù) 的不同情況進行橫風(fēng)向風(fēng)振的不同情況進行橫風(fēng)向風(fēng)振(漩渦脫落漩渦脫落)的校核。當(dāng)結(jié)構(gòu)沿高度截面縮小時的校核。當(dāng)結(jié)構(gòu)沿高度截面縮小時(傾斜度不大于傾斜度不大于0.02)，可近似取，可近似取2/3結(jié)構(gòu)高度處結(jié)構(gòu)高度處的風(fēng)速和直徑。的風(fēng)速和直徑。 (1) 亞臨界范圍亞臨界范圍( 3.0105)。 對結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速對結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速 ，有：，有： (3-33) 式中，式中， 風(fēng)荷載分項系數(shù)，取風(fēng)荷載分項系數(shù)

41、，取1.4 ; 結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)壓高度變化系數(shù)；結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓(kn/m2)； 空氣密度空氣密度(kg/m3)。 對臨界風(fēng)速對臨界風(fēng)速vcr，有：，有： re02000whhhcrwvvvhvwh0w115scrtddvtthv第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.51橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)式中，式中，t1結(jié)構(gòu)基本自振周期；結(jié)構(gòu)基本自振周期； sr斯脫羅哈數(shù)，對圓截面結(jié)構(gòu)取斯脫羅哈數(shù)，對圓截面結(jié)構(gòu)取0.2。 當(dāng)結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速超過當(dāng)結(jié)構(gòu)頂部風(fēng)速超過vcr時，可在構(gòu)造上采取防振措施，或控制結(jié)構(gòu)的臨界風(fēng)速時，可在構(gòu)造上采取防振措施，或控制結(jié)構(gòu)的臨界風(fēng)速vcr不小于不小于15m/

42、s。 (2) 超臨界范圍超臨界范圍(3.0105 3.5106)。 此范圍漩渦脫落沒有明顯周期，結(jié)構(gòu)的橫向振動呈現(xiàn)隨機特征，不會產(chǎn)生共振此范圍漩渦脫落沒有明顯周期，結(jié)構(gòu)的橫向振動呈現(xiàn)隨機特征，不會產(chǎn)生共振響應(yīng)，且風(fēng)速也不是很大，工程上一般不考慮橫風(fēng)向振動。響應(yīng)，且風(fēng)速也不是很大，工程上一般不考慮橫風(fēng)向振動。 (3) 跨臨界范圍跨臨界范圍( 3.5106)。 當(dāng)風(fēng)速進入跨臨界范圍時，結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的振動，甚至于破壞，國內(nèi)外當(dāng)風(fēng)速進入跨臨界范圍時，結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的振動，甚至于破壞，國內(nèi)外都曾發(fā)生過很多這類的損壞和破壞的事例，對此必須引起注意。都曾發(fā)生過很多這類的損壞和破壞的事例，對此必須引起注意。rere第第3章章 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.52橫風(fēng)向