風荷載標準值的計算

風荷載標準值的計算中國建筑標準設計研究所劉達民1?概況建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87，從2002年3月1日起施行。風荷載屬于基礎性標準，只有50年的實測數據。風荷載計算，第7.1.1與7.1.2黑體字屬強制性條文，必須執(zhí)行。風荷載對門、窗、幕墻而言是主要荷載，其破壞作用較大，屬矛盾的主要方面。建筑結構荷載規(guī)范中風荷載雖公式未變，但參數、取值有所變化。修改后的規(guī)范更合理，計算簡化，與國際上的做法接近。門、窗、幕墻產品測試中的P3與Wk是對應關系。新老規(guī)范差異風荷載部分主要差異有：a）把主體結構與圍護結構區(qū)別對待。其中陣風系數與體型系數在取值上有區(qū)別。b）基本風壓的調整由原來30年一遇改為50年一遇，提高10%左右，但地點不同，有所區(qū)別；起點由原來0.25kPa改為0.30kPa，內陸地區(qū)變化不大，但沿海地區(qū)較大；c）規(guī)范中同時提供667個城市地區(qū)的參數可直接選用，個別仍有例外d）圍護結構可仍按50年選取，專業(yè)規(guī)范另有規(guī)定的除外，例JGJ113要加大10%等。e）高度系數作了調整由原來A、B、C三類調為A、B、C、D四類，與國際上劃分一致。A、B類與原來一樣，但C類稍有降低，D類為新增加。將A、B、C、D四類數據化：即當擬建房2km為半徑的迎風半徑影響范圍內的房屋高度和密集度區(qū)分。取該地區(qū)主導風和最大風向為準。以建筑物平均高度?來劃分地面粗糙度。當?N18M為D類；9M<?<18M為C類；？<9M為B類；對山坡、山峰給出了計算公式。f）體型系數作了調整增加了靈活性：即①可借鑒有關資料②宜作風洞③應作風洞④可直接采用。g）第7.3.3條專對圍護結構而言的1）外表面正壓區(qū)：按表7.3.1采用負壓區(qū)：對墻面，?。?.0；對墻角邊，?。?.8；對坡度＞10°的屋脊部位，?。?.2；對檐口、雨棚、遮陽板，?。?.0。注：屋面、墻角邊的劃分：作用寬度0.1,作用高度0.4,起點應大于1.5m。(2)內表面對封閉式建筑物,按外表面風壓的正負情況?。?.2或0.2。第7.3.2條還指出群體效應,要求體型系數要乘以相互干擾增大系數。詳見《工程抗風設計計算手冊》的規(guī)定增加陣風系數(即瞬時風壓)屬新增加項目，且已計算完成，可直接采用。過去是定數，現(xiàn)為變數,且不可混用。風荷載標準值計算a)根據GB50009-2001的規(guī)定，可以區(qū)分為標準型與非標準型二大類：非標準型，即山坡、海島、群體效應和需調查等狀態(tài)而言。公式Wk=卩gz^s^zWO式中，Wk——風荷載標準值kPa(kN/m2)us體型系數※正壓區(qū)，按7.3.1條規(guī)定，可風洞試驗結果，也可按表7.3.1條取，最不利表面+1.3—0.2=+1.1※負壓區(qū)，按7.3.3條規(guī)定有墻面，取—1.0+(—0.2)=—1.2墻角，取—1.8+(—0.2)=—2.0屋脊，取—2.2+(—0.2)=—2.4檐口，雨棚，遮陽板，取－2.0+（－0.2）=－2.2uz――高度系數：可查表7.2.1規(guī)定，也可自行計算。計算時按，W0——基本風壓kPa（kN/m2）※可從附圖D5.3或附表D4中查到。b）計算實例例，北京市有一幢100M高建筑物，求風荷載標準值。注：未交待型體、具體地點、風洞試驗、群體干擾等情況。解一、公式Wk=卩gz^s^zWO式中參數選取：Bgz——查表為A—1.46,B—1.52,C—1.62；D—1.81；us——取正壓區(qū)為+1.3—0.2=+1.1取負壓區(qū)為－1.8+（－0.2）=－2.0uz——查表為A—2.40,B—2.09,C—1.70,D—1.27；W0——查表為50年一遇0.45KPa。代入型式計算：Wk-A類=1.46xX2.40x0.45=kPa提高46%Wk-B類=1.52xx2.09x0.45=kPa提高30%Wk-C類=1.62xx1.70x0.45=kPa提高18%Wk-D類=1.81xx1.27x0.45=kPa以此為100%解二、按JGJ102-96規(guī)定計算，且采用GBJ9-87規(guī)定公式，Wk=卩zrsrzWO

式中，Bz-式中，Bz-規(guī)定取2.25us——規(guī)定取±1.5uz——規(guī)定取A—2.40,B—2.09,C—1.79。WO——取0.35kPa代入公式計算,Wk-A類=2.25x±1.5x2.40x0.35=±3.118kPaWk-B類=2.25x±1.5x2.09x0.35=±2.714kPaWk-C類=2.25x±1.5x1.79x0.35=±2.3254kPa分析：兩者比較,計算出入不大。4．注意事項a）新老規(guī)范不能混用，雖然公式未變化，參數有出入。b）圓弧型建筑物，負壓區(qū)最大可達一2.6，如按7.3.3條規(guī)定最大為一2.0,有待探討。c）建筑年限也有不同GB50009規(guī)定為：10年、50年、1