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風(fēng)荷載風(fēng)荷載美國(guó)TACOMA大橋風(fēng)荷載TACOMA大橋是美國(guó)華盛頓州西部一座著名的大橋,連接TACOMA到大港(Gig
Harbor)建于1938年開工,到1940年七月1日通車,全長(zhǎng)5939英尺。但是在通車后僅僅4個(gè)多月,1940年11月7日,就在一陣每小時(shí)42英里的“和風(fēng)”吹拂下坍塌了。原因:風(fēng)引起的橫向共振風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載上海環(huán)球金融中心風(fēng)荷載風(fēng)阻尼器風(fēng)荷載風(fēng)阻尼器大樓在90樓(約395米)設(shè)置了兩臺(tái)風(fēng)阻尼器,各重150噸,使用感應(yīng)器測(cè)出建筑物遇風(fēng)的搖晃程度,及通過電腦計(jì)算以控制阻尼器移動(dòng)的方向,減少大樓由于強(qiáng)風(fēng)而引起的搖晃。1、風(fēng)的有關(guān)知識(shí)2、風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.1風(fēng)的形成不同壓力差的地區(qū)產(chǎn)生了趨向于壓力平衡的空氣流動(dòng),便形成了風(fēng)。§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.2兩類性質(zhì)的大風(fēng)1.臺(tái)風(fēng)§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)2.季風(fēng)§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.3
我國(guó)風(fēng)氣候總況§3-1風(fēng)的有關(guān)知識(shí)§3.1.4風(fēng)級(jí)人們根據(jù)風(fēng)對(duì)地面(或海面)物體的影響程度來確定等級(jí),亦稱蒲福(F.Beaufort)等級(jí),共分13個(gè)等級(jí)。風(fēng)速越大,風(fēng)級(jí)也越大?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí),就在建筑物表面產(chǎn)生壓力或吸力,這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載。風(fēng)的作用是不規(guī)則的,風(fēng)壓隨著風(fēng)速,風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。風(fēng)荷載是隨時(shí)間而波動(dòng)的動(dòng)力荷載,但房屋設(shè)計(jì)中把它看成靜荷載。在高度較大的建筑考慮動(dòng)力效應(yīng)影響,適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)值?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,我們是通過引入風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 來考慮風(fēng)荷載的?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算大小有關(guān)。一般按照§3-2-1基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓值 與風(fēng)速計(jì)算風(fēng)壓值.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取該地區(qū)(城市)空曠平坦地面上離地10m處、重現(xiàn)期為50年的10分鐘平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)?;撅L(fēng)壓為氣象資料,可從《荷載規(guī)范》附錄中查得?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-1基本風(fēng)壓§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-1基本風(fēng)壓§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)速是隨距地面的高度增加而增加的,故風(fēng)壓也是隨離地面高度增加而增加的。為考慮高度對(duì)風(fēng)壓的影響,引入風(fēng)壓高度變化系數(shù)。風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別和建筑物高度按表規(guī)范確定。地面粗糙度是指風(fēng)在到達(dá)結(jié)構(gòu)物以前吹越過2km范圍內(nèi)的地面時(shí),描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級(jí)。規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類。§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算地面粗糙度可分為以下四類:A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)C類指有密集建筑群的城市市區(qū)D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)載體型系數(shù)當(dāng)風(fēng)流動(dòng)經(jīng)過建筑物時(shí),對(duì)建筑物不同的部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果。有壓力,也有吸力。空氣流動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生渦流,對(duì)建筑物局部也有較大的壓力或吸力。因此,風(fēng)對(duì)建筑表面的作用力并不等于基本風(fēng)壓值。風(fēng)的作用力隨建筑物的體型、尺度、表面位置、表面狀況而改變。作用力的大小和方向可以通過實(shí)測(cè)或風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)得到?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)載體型系數(shù)§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2-2風(fēng)振系數(shù)風(fēng)的作用是不規(guī)則的,風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。通??砂扬L(fēng)壓作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓。實(shí)際風(fēng)壓在平均風(fēng)壓的上下波動(dòng)。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定側(cè)移,而波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)使建筑物在平均側(cè)移附近左右搖擺?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算波動(dòng)風(fēng)壓對(duì)建筑產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)與建筑高度和剛度有關(guān)。對(duì)高度較大、剛度較小的高層建筑,波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生一些不可忽略的動(dòng)力效應(yīng),產(chǎn)生振幅加大現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)采用加大風(fēng)載的辦法來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng),在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)。對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的高層房屋結(jié)構(gòu),以及基本自振周期大于0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu),應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算脈動(dòng)影響系數(shù)1、結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度遠(yuǎn)小于其高度的情況(如高聳結(jié)構(gòu)等)若外形、質(zhì)量沿高度比較均勻;若結(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變化,而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化時(shí)。2、結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度較大時(shí),應(yīng)考慮寬度方向風(fēng)壓空間相關(guān)性的情況(如高層建筑等)§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算確定。對(duì)外形、質(zhì)量、剛度沿高度按連續(xù)規(guī)律性變化懸臂型高聳結(jié)構(gòu)及沿高度比較均勻的高層建筑,振型系數(shù)也可根據(jù)相對(duì)高度確定。亦可采用近似公式計(jì)算。§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算§3-2
風(fēng)荷載的計(jì)算總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)分別計(jì)算風(fēng)載對(duì)建筑物的總體效應(yīng)及局部效應(yīng)??傮w效應(yīng)是指作用在建筑物上的全部風(fēng)荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力及位移。局部效應(yīng)是指風(fēng)載對(duì)建筑物某個(gè)局部產(chǎn)生的內(nèi)力及變形?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算1.總風(fēng)荷載計(jì)算總體效應(yīng)時(shí),要用建筑物承受的總風(fēng)荷載,它是各個(gè)表面承受風(fēng)力的合力,并且是沿高度變化的分布荷載??傦L(fēng)荷載可按下式計(jì)算:各表面風(fēng)荷載的合力作用點(diǎn),即為總風(fēng)荷載的作用點(diǎn)?!?-2
風(fēng)荷載的計(jì)算2.局部風(fēng)載風(fēng)壓在建筑物表面上是不均勻的,在某些風(fēng)壓較大的部位,要考慮局部風(fēng)載對(duì)某些構(gòu)件的不利作用。此時(shí),采用局部增大體型系數(shù)。在迎風(fēng)面以及房屋側(cè)面寬度為1/6墻面寬度的角隅部分,要驗(yàn)算外圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及連接強(qiáng)度。迎風(fēng)面體型系數(shù)用1.5。側(cè)面體型系數(shù)用-1.5。因此單位面積上風(fēng)載
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