雪風(fēng)和地震荷載計算方法

1、雪、風(fēng)和地震荷載的計算方法1 雪荷載1.1 文獻(xiàn)2中國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 »文獻(xiàn)2我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 »第6.1.1條規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計算：Sk=r So(1-1)式中：Sk為雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2； N r為屋面積雪分布系數(shù)；So為基本雪壓，kN/m2。規(guī)范第6.1.2條規(guī)定，基本雪壓應(yīng)按該規(guī)范附錄D.4中附表D.4給出的50年一遇的雪壓采用。高于 1989年同名規(guī)范30年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。第 6.1.3是對規(guī)范沒有給出基本雪壓的地點取值方法的規(guī)定。第 6.1.4條是對山區(qū)基本雪壓的規(guī)定。屋面積

2、雪分布 系數(shù)匕根據(jù)屋面形狀按表 6.2.1確定。1.2 文獻(xiàn)7美國建筑及其它結(jié)構(gòu)最小設(shè)計荷載1994年版文獻(xiàn)7美國建筑及其它結(jié)構(gòu)最小設(shè)計荷載1994年版7.3規(guī)定，斜度小于1/12的平屋面的雪荷載按下式計算：Pf=：Ce Ct I pg(1-2)式中：Pf為雪荷載，lb/ft2; 3系數(shù)，美國本土為0.7,阿拉斯加為0.6; Ce為暴露系數(shù)；Ct為熱力系數(shù)；I為重要性系數(shù)，根 據(jù)表1及表20, 一般公用發(fā)電廠I=1.0； Pg為地面雪荷載。據(jù)規(guī)范解釋對7.2的說明，地面雪荷載系基于雪荷載超過的年概率為2% (即平均重現(xiàn)期 50年)的數(shù)值。1.3 文獻(xiàn)12火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/

3、T5121-2000 »從上可見，文獻(xiàn)7考慮的系數(shù)更多。為了考慮與文獻(xiàn)12火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5121-2000一致，采用文獻(xiàn) 的標(biāo)準(zhǔn)。因矩形煙風(fēng)道為平頂，根據(jù)后者的表 6.2.1第1項取巴=1.0。2 風(fēng)荷載2.1 文獻(xiàn)2中國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001 »文獻(xiàn)2第7.1.1條規(guī)定，垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計算：當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時Wk= z .L s .L z Wo（1-3）式中：Wk為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN/m2； p z為高度z處的風(fēng)振系數(shù)；N s為風(fēng)荷載體型系數(shù)；Nz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；w。為基本風(fēng)壓，kN/m 2

4、。規(guī)范第7.1.2條規(guī)定，基本風(fēng)壓應(yīng)按該規(guī)范附錄D.4中附表D.4給出的50年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m 2。高于1989年同名規(guī)范30年一遇和不得小于 0.25 kN/m 2標(biāo)準(zhǔn)。第7.1.3條是對規(guī)范沒有給出基本風(fēng)壓的地點取值方法的規(guī)定。第7.2.1至7.2.3條是對各種地形的風(fēng)壓高度變化系數(shù)的規(guī)定。與1989年同名規(guī)范相比，這些條文都有變化，如地面粗糙度由分為三類變成分為四類。2.2 文獻(xiàn)7美國建筑及其它結(jié)構(gòu)最小設(shè)計荷載1994年版文獻(xiàn)76.5.1規(guī)定，在z高度的風(fēng)速壓力按下式計算：qz=0.00256 Kz（ IV ）2（1-4）式中：qz為風(fēng)速壓力（類似文獻(xiàn) 的z與Wo

5、的乘積），lb/ft2; Kz為風(fēng)速壓力暴露系數(shù)（類似文獻(xiàn)2的Nz）； I為重要性系數(shù)，根據(jù)表1及表5, 一般公用發(fā)電廠I=1.001.05； V為基本風(fēng)速，mph（英里/時）。實際運用時，還要根據(jù)具體條件，再乘上 不同的受力系數(shù) C （類似文獻(xiàn) 的人）和陣風(fēng)響應(yīng)系數(shù)（類似文獻(xiàn)的風(fēng)振系數(shù)P z）。規(guī)范6.5.2要求使用的基本風(fēng)速至少為70mph （31.3m/s ）;并且6.4.2.1還要求設(shè)計風(fēng)荷載至少為 10lb/ft 2（0.48kN/m 2）。據(jù)規(guī)范解釋對6.5.2的說明，基本風(fēng)速 V系基于風(fēng)速超過的年概率為0.02 （即平均重現(xiàn)期 50年）的數(shù)值。從上可見兩規(guī)范基本相似，但文獻(xiàn)7標(biāo)準(zhǔn)

6、取值稍高于文獻(xiàn)2。2.3 文獻(xiàn)12火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5121-2000 »本文考慮與文獻(xiàn)12 一致，采用文獻(xiàn)2的標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)振系數(shù)P z：是考慮風(fēng)壓脈動對高聳結(jié)構(gòu)施加的間接影響，而在煙風(fēng)道設(shè)計中考慮的是煙風(fēng)道零件本身直接承受的風(fēng)荷載效應(yīng)，因此取P z=1。風(fēng)荷載體型系數(shù)K：矩形煙風(fēng)道按下列兩種情況一水平通道，與之最相近的建筑物是封閉式皮帶通廊,但文獻(xiàn)2條文說明“ 7.3風(fēng)荷載體型系數(shù)”中明確指出取消了原第26項封閉式皮帶通廊的規(guī)定，正文的表7.3.1也刪去了相關(guān)內(nèi)容， 但未解釋原因。為穩(wěn)妥起見，本文仍按1989年版規(guī)范表6.3.1中最相近的第26項封閉式皮帶通廊取

7、值。一 垂直通道，按文獻(xiàn)2表7.3.1中最相近的 第30項封閉式房屋和構(gòu)筑物（a）正多邊形（包括矩形）平面 ”取值計算。3 地震荷載3.1 文獻(xiàn)3中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001 »文獻(xiàn)3我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001 »第5.2.1條規(guī)定，采用底部剪力法時，各樓層可僅考慮一個自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；應(yīng)按下列公式確定：FEk=： 1 Geq（1-5）式中：FEk為結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；a 1為水平地震影響系數(shù)值，可取水平地震影響系數(shù)最大值Umax； Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值。表 5.1.4-1列出不同地震

8、烈度下水平地震影響系數(shù)最大值為：地震影響67189 1多遇地震0.040.08 (0.12)0.16 (0.24)0.32罕遇地震0.50 (0.72)0.90 (1.2)1.4注：括號中數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)第5.3.1條規(guī)定，9度時的高層建筑，其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按按下列公式確定；樓層的豎向地震作用效應(yīng)可按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配，并乘以增大系數(shù)1.5。F Evk = - < v max G eq(16)式中：FEvk為結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Ctv max為豎向地震影響系數(shù)的最大值，可取水平地震影響系數(shù)最大值Ot max的65%

9、 ；Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，可取總重力荷載代表值的75%。可知0.65M0.75之0.49即為豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值與水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值之比。并從表 5.3.2可知僅地震烈度為 8和9度才考慮豎向地震作用。與1989年同名規(guī)范相比，對水平地震影響系數(shù)最大值增加了多遇地震和罕遇地震的劃分，對7和8度地震增加了設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的系數(shù)值。從而提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。3.2 文獻(xiàn)5鋼制塔式容器 JB 4710-92 »文獻(xiàn)5鋼制塔式容器JB 4710-92 » 6.5.1規(guī)定，任意高度hK處的集中質(zhì)量 mK引起的基本振型水平地震力為：Fki=Cz ： 1 K1 mK g(1-7)式中：Fki為基本振型水平地震力，N; Cz為綜合影響系數(shù)，取Cz=0.5 ; on為地震影響系數(shù)，就緊靠設(shè)備本身的約束而言0t1=0(max； “K1為基本振型參與系數(shù)，對于緊靠設(shè)備本身的約束“K1=1 ； mK為距地面hK處的集中