《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》gb50009淺談新建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風(fēng)荷載計(jì)算修改

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》gb50009淺談新建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風(fēng)荷載計(jì)算修改

0總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)負(fù)荷規(guī)范（gb50009-2012）。1主要壓力結(jié)構(gòu)的計(jì)算1.1風(fēng)壓、風(fēng)速和平均風(fēng)壓2012版規(guī)范中,計(jì)算主要受力結(jié)構(gòu)時(shí),垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式在形式上相比2006版規(guī)范沒有變化,仍采用平均風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù):但在2012版規(guī)范中,對(duì)風(fēng)振系數(shù)β1.2基本風(fēng)壓的變化2012版規(guī)范中全國(guó)各城市基本風(fēng)壓仍按重現(xiàn)期50年一遇計(jì)算,在2006版規(guī)范數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,補(bǔ)充了全國(guó)各站1995年至2008年的年極值風(fēng)速數(shù)據(jù),進(jìn)行了基本風(fēng)壓的重新統(tǒng)計(jì),見圖1。27個(gè)城市在補(bǔ)充新的氣象資料后基本風(fēng)壓有所提高,2個(gè)城市基本風(fēng)壓有小幅減小。基本風(fēng)壓仍根據(jù)基本風(fēng)速計(jì)算式中:υ結(jié)合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)1.3風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)主要反映在風(fēng)速剖面內(nèi),在氣壓場(chǎng)隨高度不變時(shí),風(fēng)速隨高度增大的規(guī)律。風(fēng)速剖面主要與地面粗糙度有關(guān)。2006版規(guī)范中,根據(jù)地面粗糙度指數(shù)及梯度風(fēng)高度,得出風(fēng)壓高度變化系數(shù)計(jì)算公式如下:為適應(yīng)國(guó)內(nèi)超大型城市群的發(fā)展,2012版規(guī)范在保持劃分四類地面粗糙度類別不變的情況下,對(duì)相應(yīng)梯度風(fēng)高度H式中:μ圖2列出了四種地貌下,風(fēng)壓高度變化系數(shù)的新舊規(guī)范對(duì)比。從圖2可以得出,相比2006版規(guī)范,2012版規(guī)范四類粗糙度風(fēng)壓高度變化系數(shù)均有5%~10%的下降。C類和D類由于梯度風(fēng)高度提高,下降幅度更大。通過風(fēng)壓高度變化系數(shù)調(diào)整,適當(dāng)降低了標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地類別的平均風(fēng)荷載。此外,在計(jì)算山區(qū)的建筑物時(shí),風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)考慮地形條件的修正。2006版規(guī)范規(guī)定的修正系數(shù)在z/H值較小的情況下,與日本、歐洲等國(guó)外規(guī)范相比偏大,修正結(jié)果偏于保守。因此,在2012版規(guī)范中,將山峰修正系數(shù)計(jì)算公式中的系數(shù)κ由3.2修改為2.2。1.4風(fēng)振系數(shù)d1.4.1結(jié)構(gòu)的自振特性當(dāng)結(jié)構(gòu)基本自振周期T≥0.25s時(shí),以及高度超過30m且高寬比大于1.5的高柔房屋,由風(fēng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)比較明顯,而且隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增長(zhǎng),風(fēng)振也隨之增強(qiáng)。2006版規(guī)范中,結(jié)構(gòu)在z高度處的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)β式中:ξ為脈動(dòng)增大系數(shù);υ為脈動(dòng)影響系數(shù);φ2012版規(guī)范中,將結(jié)構(gòu)在z高度處的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)β式中:g為峰值因子,可取2.5;I相比較可得,式(12)中脈動(dòng)風(fēng)荷載的背景分量因子B1.4.2橫向風(fēng)振荷載建筑高度超過150m或高寬比大于5的高層建筑可能出現(xiàn)較為明顯的橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)。2012版規(guī)范中新增了矩形及圓形截面高層建筑的橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載計(jì)算公式。矩形截面結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中較為常見,其橫風(fēng)向風(fēng)振等效風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算:式中:ω式中:γ式中:R由式(13-1)及(13-2)可得,橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)由風(fēng)速剖面指數(shù)α及地面粗糙度系數(shù)C由于建筑各個(gè)立面風(fēng)壓的非對(duì)稱作用,2012版規(guī)范規(guī)定當(dāng)建筑高度超過150m,且同時(shí)滿足式中:ω1.5建筑物和結(jié)構(gòu)體型系數(shù)2012版規(guī)范依然根據(jù)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)資料和國(guó)外規(guī)范整理出不同類型建筑物和各類結(jié)構(gòu)體型及其體型系數(shù)。結(jié)合《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3—2010)2計(jì)算的嵌入式結(jié)構(gòu)2.1風(fēng)荷載2012版規(guī)范中,計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算相比2006版規(guī)范依然不考慮共振分量,僅在平均風(fēng)壓基礎(chǔ)上近似考慮脈動(dòng)風(fēng)瞬間的增大因素:在2012版規(guī)范中,對(duì)陣風(fēng)系數(shù)β2.2局部體系數(shù)i局部體型系數(shù)μ2.3風(fēng)荷載規(guī)范對(duì)比2006版規(guī)范陣風(fēng)系數(shù)計(jì)算是參考國(guó)外規(guī)范取值水平的,直接承受風(fēng)壓的幕墻構(gòu)件按下式計(jì)算,對(duì)其他屋面、墻面構(gòu)件,陣風(fēng)系數(shù)取1.0。式中:μ2012版規(guī)范考慮近幾年來輕型屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生風(fēng)災(zāi)破壞的事故較多,不再區(qū)分幕墻和其他構(gòu)件,均按下式計(jì)算:式中α為地面粗糙度指數(shù)。圖3列出了新舊規(guī)范陣風(fēng)系數(shù)對(duì)比。由圖3可以看出,A,B類地面粗糙度類別時(shí),20~200m處陣風(fēng)系數(shù)略有升高,200m以上處陣風(fēng)系數(shù)無明顯變化。C,D類地面粗糙度類別時(shí),陣風(fēng)系數(shù)變化幅度較小。相對(duì)于2006版規(guī)范不考慮陣風(fēng)系數(shù),2012版規(guī)范調(diào)整后,對(duì)幕墻以外的其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的陣風(fēng)系數(shù),風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值會(huì)有明顯提高。而對(duì)于低矮房屋非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)結(jié)構(gòu),因其相應(yīng)最小局部體型系數(shù)、按面積最小折減系數(shù)等參數(shù)因子改變,風(fēng)荷載整體取值與2006版規(guī)范相當(dāng)。3風(fēng)荷載組合工況2006版規(guī)范中,風(fēng)的荷載總效應(yīng)將橫風(fēng)向風(fēng)荷載效應(yīng)S由于高層建筑結(jié)構(gòu)在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下,順風(fēng)向風(fēng)荷載、橫風(fēng)向風(fēng)振及扭轉(zhuǎn)風(fēng)振等效風(fēng)荷載一般是同時(shí)存在但最大值并不一定同時(shí)出現(xiàn),2012版規(guī)范參考日本規(guī)范方法及我國(guó)的實(shí)際情況和工程經(jīng)驗(yàn),在設(shè)計(jì)中對(duì)三種風(fēng)荷載考慮組合工況,如表3所示。4主要結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2012)提供的風(fēng)荷載計(jì)算方法,結(jié)合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2001)(2006版),探討了各參數(shù)修改對(duì)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算產(chǎn)生的影響。綜合可得:(1)主要受力結(jié)構(gòu)整體風(fēng)荷載有小幅提高,以增加建筑物風(fēng)荷載計(jì)算安全儲(chǔ)備。(2)對(duì)于超高層建筑,結(jié)合新版高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)