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文档简介
1、英国标准BS6399-2: 1997包含修正版1及勘误表1于2002年6月修订并再版建筑荷载第二部分风荷载除版权法规定外无 BSI批准不得翻版BSI英国标准英国标准 BS6399-2: 1997第一部分概述1.1范围BS6399此部分规定了建筑物及其组成部分所承受阵风荷载的确定方法;设计过程中可应用相同 过程对该荷载进行考虑。可选择以下两种方法:a)标准方法:采用一种简化程序来获得一个标准有效风速,它和标准压力系数同时决定直角设计 情况下的风荷载。注1 :该程序与CP3:第五章:第二部分实质上是一致的。b)直接方法:由有效风速和压力系数来确定每个方向的风荷载。可由其它等效方法替代上述两种标准方
2、法。这种方法如风洞测试只有在满足附件A条件的情况下方可视为等效。 注2 :风洞测试需在以下情况下使用:当建筑物形态未包括在该标准中给出的数据之内时、或为了实现最优化设计, 建筑物形态可根据检测结果做出相应的改变时、或者要求荷载数据比标准中给出更详细时。由于本标准中未规定建筑物的形状或地点,因此该方面意见应向专家咨询。BS6399此部分规定的方法不适用由于密度、硬度、固定频率或阻尼等结构因素易受动态励磁影 响的建筑物。因此应采用动力方法或风洞测试对上述结构因素进行估算。注3动态方法实例见参考1到4。注4如果建筑物易受涡流励磁或其它空气弹性变形不稳定性的影响,则风速低于最大值时会出现最大动态反应。
3、1.2信息参考本英国标准中参考了其它出版物中提供的信息和指导性内容。出版物的当前版本中可以查阅到此标准的出版,但是参考应采用最新版本。1.3定义本标准中涉及的定义如下:1.3.1风速1.3.1.1 基本风速指在任意风向、地形(包括城市、内陆湖及海洋)粗糙度相同并类似于英国空旷地区时,高于平 在海拔1 0米高度处年风险系数Q超过0.02的每小时平均风速。1.3.1.2 现场风速指因考虑现场海拔、风向而改变的基本风速。注:仅在标准方法中,现场风速包括地形特征的影响。1.3.1.3 有效风速考虑到有效高度、 建筑物尺寸或建筑构件及永久逆风障碍物的因素,将现场的风速改进为聚风速度。注:仅在定向方法中,
4、现场风速中省去地形特征的影响。1.3.2压力1.3.2.1 动压力潜在压力可从有效风速运动能量中获得。1.3.2.2压力系数作用于表面的压力与动压力的比值。1.3.2.3夕卜压力由于风的直接作用而引起的作用于建筑物外表面的压力。1.3.2.4 内部压力建筑物外表面所受外压力通过孔或缝作用于内表面的压力。1.3.2.5 净压力某表面相互对立面间的压力差。1.3.3局度1.3.3.1 海拔高度a)当地形不明确时:在海平面上高于当地地平面的高度。b)当地形明确时,以基本地形特征为基础高于海平面的高度。1.3.3.2 建筑高度指建筑物或部分建筑物在地基以上的高度。1.3.3.3 参考高度建筑部分的参考
5、高度指高于地面的基准高度,并以该建筑部分的压力系数定义。1.3.3.4 障碍高度指对逆风方向起到阻碍作用的建筑物、结构等在地面以上的平均高度。1.3.3.5 有效高度指在阻碍高度允许下,决定于参考高度的有效风速计算中所应用的高度。1.3.4长度1.3.4.1建筑物长度指建筑物或部分建筑物在水平方向的较长尺寸。1.3.4.2建筑物宽度指建筑物或部分建筑物在水平方向的较短尺寸。1.3.4.3侧风宽度建筑物或建筑物的部分,在垂直于风力方向上的水平延伸。1.3.4.4延风深度建筑或者建筑的部分在平行于风力方向水平方向上的延伸。1.3.4.5对角线尺寸受荷载面积上的最大对角线尺寸,即在一定面积上两个距离
6、最远的点之间的尺寸。1.3.4.6 比例长度指一个参考长度,该参考长度是由用来定义压力系数为常数区域的建筑比例得到的。1.3.5距离1.3.5.1风区长度指从某地到每种地形的逆风边缘的距离,通常用来决定地形粗糙度变化的影响。1.4主要符号在BS6399提及的部分,将使用以下符号:A范围,地区,面积(2.1.3.5 )As受风力作用的面积(2.1.3.8 )a何载面积最大对角线尺寸(表5)B建筑物侧风宽度(表 2b)b用来定义荷载面积压力系数的比例长度(2.4.1.3 , 2.5.1.2 )Ca标准万法中的尺寸影响系数(2.1.3.4 )Cf摩擦打系数(2.1.3.8 )Cp静压力系数(2.1.
7、3.3 )Cpe外压力系数(2.1.3.1 )Cpi内部压力系数(2.1.3.2 )Cr动态增强系数(1.6.1 )D建筑延风深度(表 2b)d圆柱体直径(2.4.6 )G隐刑跨处裂缝(表 34)gt最高阵风系数(3.2.3.3 )H建筑物高度(表2)、屋脊高度、屋檐高度或埋件或较低楼屋高度Hd位移高度(1.7.3 )Heg高度(1.7.3 )Hr亲高度(1.7.3 )Ho障碍高度(1.7.3,表2)、或建筑物平均高度或建筑物逆风永久障碍物高度女儿墙高度(2.5.1.4 ,表17),独立隐蔽墙高度(2.8.1.4 ),广告牌高度(2.8.2,表24)hK b建筑类型系数(1.6.1 )L建筑长
8、度(表2)或者自由端之间的组成兀素长度(2.7.3 )Ld地形特征顺风斜坡长度(2.2.2.2.5 ,表8)Le地形特征有效斜坡长度(2.2.2.2.4 )Lu地形特征逆风斜坡长度(2.2.2.2.4 ,表8)P静"(2.1.3.5 )Pf摩擦阻力(2.1.3.8 )P静压力(2.1.3.3 )Pe外表面压力(2.1.3.1 )Pi内表面压力(2.1.3.2 )Q每年超越基本风速的风险(可能性)(2.2.2.4 , 2.2.2.5 )q动压力(3.1.2.1 )qe外压力定向方法的动压力(3.1.2.2 )qi内压力定向方法的动压力(3.1.2.2 )qs标位法的动压力(2.1.2
9、)r半径(表17)Sa海拔系数(2.2.2.2 )Sb地形及建筑系数(2.2.3.1 )Sc风向长度系数(3.2.3.2 )Sd方向系数(2.2.2.3 )Sh地形增量(3.2.3.4 )Sp概率系数(2.2.2.5 )Ss季节系数(2.2.2.4 )St紊动性调整系数(3.2.3.2 )s地形定位系数(2.2.2.2 )Tc风向调整系数(3.2.3.2 )Tt紊动性调整系数(3.2.3.2 )Vb基本风速(2.2.1,表6)Ve有效风速Vs现场风速(2.2.2 )W建筑宽度(表2)CO凹角楔块宽度(表 33)X从现场到地形特征顶部的距离(2.2.2.2.5 ,表8)Xo建筑物的分离距离Z建筑
10、特征顶部高于逆风基准海拔的高度(2.2.2.2.5 ,表8 )a屋面或非垂直墙的倾斜角(3.3.1.4 )3墙的顶角(3.3.1.2 )高于平均海平面的现场海拔高度(以米为单位)(2.2.2.2 ) S t高于平均海平面的地形特征逆风海拔高度(以米为单位)(2.2.2.3 )k构件长度的简缩因数(2.7.3)W地面平均斜度W e地形特征的有效斜度(2.2.2.2.4)p D地形特征顺风斜度切线(表7)W u地形特征逆风斜度切线(表乙2.2.2.2.4 )4风力方向在东北方向上的角度(2.2.2.3 )I墙体或框架的硬度比或雨蓬的阻塞比(2.5.9,表24)0风向方向从垂直建筑表面(表2)到环绕
11、圆形建筑外围的角度(2.4.6 )1.5风荷载计算程序1.5.1风荷载计算程序见表 1流程图。该表给出了标准方法的个各阶段及相关条款号,用粗实线连接 表示。定向方法阶段用双实线表示,它与标准方法步骤类似,其它各输入数据用单实线表示。1.5.2每个受力区域的风荷载都需要计算,取决于建筑尺寸,详见表2。a)一个完整结构;b)部分构造如:墙或屋面;c)单独结构组件,包括幕墙单元及其配件。注:风荷载计算对于部分竣工的建筑十分重要,主要依据建筑方法和次序。14动态增加系数Cr (1.6.1)输入建筑高度H,输入建筑 类型系数Kb第2阶段:检查适用范围Cr<0.25, H<300m (1.6.
12、2)NO建筑为动态的,此部分不适用 见参考1至4YES第3阶段:基本风速Vb(2.2.1)基本风速图(表6)第4阶段:现场风速Vs (2.2.2)第5阶段:地形类别有效高度 He (1.7.3)海拔高度系数Sa,方向性系 数Sd,季节性系数Ss,可能 性系数Sp现场地形特征,屋顶逆风级 别Ho建筑分离系数X第6阶段:方法的选择(1.8)方向性及地形影响Sc,Tc,St,Tt,gt,Sn第7阶段:标准有效风速 Ve (2.2.3)方向性有效风速Ve(3.2.3.1)第8阶段:动态压力qs(2.1.2)动态压力qe,qi (3.1.3)第9阶段:标准压力系数 Cp (2.3-2.7)3.4.2J方
13、向性压力系数Cp (3.3)第10阶段:风荷载P (2.1.3)定性风荷载P (3.1)流程程序图解示意阶段1:由建筑的基本几何及结构特性决定动态增强系数。阶段2 :通过该值,检测动态励磁级别用来决定下列数值:a)BS6399中提供的方法是否适用于评估;b)BS6399中提供的方法是否不适用及应采用动态建筑方法(见参考1到4)或风洞测试(见附件A进行估算阶段3:依据英国图纸决定风速的基本风速的平均时速。阶段4:通过对现场海拔、风向及季节的修正,依据基本风速从而得出相当于地面10米以上风的平均时速的现场风速值。因此,不得采用特殊地面形式进行现场风速的确定,确定程序同样适用于标准 方法及定向方法。
14、注:基本风速图的偏差及现场海拔高度、风向和季节的调整,请参见附录Bo阶段5:现场地面形式的评价应根据地形粗糙度及有效高度进行。有三种地形粗糙度来定义现场地面 形式。有效高度由临近的建筑或永久障碍物构成的掩蔽程度来决定。阶段6:经现场地面形式评定后,本阶段提供了标准方法和定向方法两种选择。标准方法为标准正交荷载情形提供了的守恒值,以及为100米以上建筑及复杂地形提供了简便方法。定向方法为给定风方提供了更为精确的值,尤其是地形复杂的城填。提供了评定地形复杂程度的简单规则。阶段7:可采用任意一种方法确定有效风速。有效风速是一种适合于现场地面形式和建筑高度的风阵 速度。在标准方法中,有效风速决定于荷载
15、面积的基准尺寸,在定性方法中,其决定于荷载面积的尺 寸。阶段8:将有效风速转化为等价动压力。阶段9:选择适合于建筑形式的压力系数。在标准方法中这些系数符合一个系数(通常2或者3)适合于直交荷载情况,在定性方法中,这些系数符合需要考虑的风力方向(通常为12)。阶段10:通过动压力,压力系数,动态放大系数来确定风荷载,在标准方法中通过尺寸作用因素来 确定静态设计中的特性风荷载。正交情形m可变尺寸:侧风宽度、延风深度、风向甫风口位移高度和有效高度图2一建筑物尺寸的基本定义1.6动态分类1.6.1动态增强系数此标准方法使用等价静荷载来表现变动荷载的影响,它只适用于不易受动态励磁影响的建筑。此标准允许等
16、价静态荷载应用于适度的有一个动态增强系数介入的动态结构的建筑。此系数值取决于高于地面的实际高度H和表1中得出的建筑类型系数Kb。动态增强系数 C由典型建筑表3中给出。表1建筑类型因数4建筑类型Kb裸露焊接钢框8螺接钢框及裸露钢筋混凝土框4无内墙入口棚和类似轻结构2仅在电梯和楼梯旁有结构墙的框架建筑1加外框的建筑结构墙围绕在电梯和楼梯旁且有附加的石墙或者石才建筑 和有木制外框的房屋0.5注:K和G取值自于具有典型频率及典型建筑结构,在典型LK风速下,在没有地形或者地理位置粗糙度的影响下,更精确的因数的值来自于附件 C,当建筑不是典型建筑的时候或者地形和地理位置粗糙度的影响要加以计算的时候。1.6
17、.2适用范围BS6399此部分不适用于当动态放大系数超过表3中规定的范围。当建筑超出此范围时,应使用动态方法进行评定。注:见参考1到4关于动态结构分析的更多信息。1.7现场表面形态1.7.1概述现场风速Vs指高于地面10米处标准开阔地表形态。为得到有效风速值,现场障碍物逆风高度、距离 及地形影响应考虑在内。1.7.2地面粗糙度分类考虑以下三种地形:a)海洋:海洋,内陆水域,当现场逆风低于1公里时,沿风向沿伸大于1公里。b)乡村:除海洋和城镇之外的地形c)城镇:房顶平均高度H0至少为高于地平面 5米,且建筑面积不小于现场逆风1.0公里。注1永久森林和林地应被视为城镇范围注2关于地面分类的更详尽解
18、释,请参见附件E1.7.3参考高度,有效高度和位移高度1.7.3.1 建筑形式的参考高度Hr以适当的压力系数表和定义数字进行定义,可以被看作为建筑高于地平面的最大高度1.7.3.2 有效高度He被看作参考高度 Hr1.7.3.3如果遮挡靠近地面,现场逆风建筑或其它永久障碍物会使逆风产生位移。位移高度Hd计算公式如下:a)X 0< 2H时 Hd=0.8H0;b)2H o<Xo<6H 时,Hd=1.2Ho-0.2X 0;c)X 0>6Hd时 Hd=0其中:Ha为建筑物屋面顶部或其它逆风现场永久障碍物的平均标高(详见表2c)X0为逆风间距(详见表2c)有效高度He由以下参考高
19、度 Hr决定:HH-Hd;或He=0.4Hr,选择二者较大的注1 :在无更准确信息前,障碍高度 Ho可通过将典型楼层高度视为 3米高,从逆风建筑平均楼层数中估算出来。注2 :建筑物或其它永久建筑应延伸至少现场逆风100米,并至少占据风力集中方向 30这域内8%勺面积适用范围(阴影部分)4O.动态数cr1 O10100建筑局度,H(ID)图3动态增强系数Cr10001.7.3.4 加速风速出现在比周围楼顶平均高度要高的建筑基层附近。对于临近于其他高楼的矮楼,则无需采用有效高度规则导出守恒值,而应寻求专家意见。1. 8选择方法1.8.1所有建筑所承受的风荷载都可以由等价静荷载表示(见1.6 ),风
20、荷载可从部分 2中所描述的标准方法中得出也可由部分3中给出的定向方法中得出。1.8.2标准方法提供了有效风速值与标准压力系数(2.3 2.4 2.5 条款)一同使用,用来决定正交荷载情形;该正交荷载情形随风向垂直或水平于建筑表面而变化。1.8.3由于地形对风向的影响,直接方法给出了不同风向的有效风速值与定向压力系数一同使用。这 种方法给出了对城镇有效风速及受地形影响的现场的最佳评估方式。1.8.4但由于标准方法给出了有效风速守恒值及压力系数,该方法有时适用于以下两种混合情形:a )标准有效风速和直接压力系数,或b )直接有效风速和标准压力系数组合a):适用于当建筑形式确定,但现场尚未确定的情形
21、。典型例子是可移置建筑或标准批量生产的设计。组合b):适用于当仅要求标准正交荷载情形,并由于地形不同和 /或现场在城填,因此应尽 量允许多种现场地面形式。执行混合方法时,应依据3.4要求进行。第二部分标准方法2. 1标准风荷载2.1.1风向2.1.1.1 标准方法要求对图 2b所示垂直于建筑表面的风向所产生的正交荷载进行估算。当建筑为双对称形式,如矩形对称双斜面屋面或坡形屋面,图 2b中所示的两种正交情形则足够使用;当建筑为 单对称形式,则要求三种正交情形,例如:矩形单斜面屋面:风向垂直高于屋檐、风向垂直于低屋檐、风向平行于屋檐。当建筑为不对称形式,需要四种正交情形。2.1.1.2 对于每种正
22、交情形,垂直于建筑表面的风的两侧45角范围都要考虑。当用对称来减少正交荷载数情形数量时,应考虑 0 = 0 °和0 = 180。的相对风向以及更为复杂风向情形。2.1.2动压力2.1.2.1动压力qs值计算公式如下:qs = 0.613 Ve2(1)其中qs为动压力值(Pa3);ve为2.2.3中给出的有效风速值 (米/秒)。2.1.2.2 表2给出了不同 V值下的动压力值 qs。2.1.3风荷载2.1.3.1 外表面的压力作用在建筑外表面的压力Pe计算公式如下:Pe = qsCPeCa(2)其中qs 为2.1.2中给出的动压力值;Cpe为2.4和2.5中给出的建筑表面外压力系数;C
23、a为2.1.3.4中定义的外表面压力尺度效应系数。2.1.3.2内表面压力作用在建筑内表面的压力 Pi计算公式如下:Pi = qsGi G(3)其中qs 为2.1.2中给出的动压力;Cpi为2.6中给出的建筑内表面压力系数;Ca为2.1.3.4中定义的外压力尺度效应系数。2.1.3.3表面净压力作用于表面的净压力p值如下:a)封闭式建筑P = Pe - Pi(4)其中Pe为2.1.3.1中给出的外压力值Pi为2.1.3.2 中给出的内压力值B)对于独立的大蓬和建筑基础3P = qsCP Ca(5)其中qs为2.1.2给出的动压力;CP为2.5.9和2.7中给出的雨蓬表面或构件承受的净压力系数;
24、Ca为2.1.3.4中定义的外表面压力定义的尺度效应因数。表2 动压力系数qs( Pa)¥UL 3+0+1.000+XO+4.0+乱0+6.0+7.0+B.0+9.0106174S310412013S15717719922120345370297324353383414447431516305B25S962B66S7097517G4S39335932409S11 0301 0801 1301 1901 2401 3001 3501 4101 470501 5301 5901 6601 7201 7901 E501 9201 9902 0602 130602 2102 2SO2 360
25、2 4302 5102 59。2 0702 7502 8302 9202.1.3.4尺度效应系数标准方法给出的尺度效应系数Ca说明了非同时作用在建筑外表面的阵风及内压力。尺度效应系数值见表4,该值由现场表面形态(见 1.7 )及对角线长度a决定。对于外压力而言,对角线长度a是荷载分配区域中最长的那条对角线,如图5所示。对于内压力而言,有效对角线长度见2.6中定义,并取决于内体积。对于所有的单独建筑构件、幕墙单元及紧固件而言,除非有足够的荷载分配能力来证明对角线长度大于5米,否则其对角线长度 a=5m2.1.3.5 表面荷载作用于建筑表面或构件的净荷载P的计算公式如下:P = PA(6)其中p为
26、作用在表面的净压力A为荷载面积任何楼层的荷载效应如挠矩及剪力都应基于该层以上荷载面积对角线的长度,如图5c)所示。2.1.3.6 总荷载建筑所受总荷载P指作用在独立表面的荷载总和,该荷载可非同时作用于建筑表面,并允许适度动态反应。P = 0.85( E Pfront -E Prear ) (1 + C)(7)其中E Pront为墙及屋面的迎风面在水平方向所受荷载的总和;E Prear为墙及屋面的逆风面在水平方向所受荷载的总和;C为1.6.1中给出的动态增强系数。注1: 0.85指非同时作用于建筑表面的系数。注2:当建筑前后表面尺寸相等时,其所受的内压力效应相同并相反,因此,在计算水平地面上封闭
27、式建筑在水平方 向所受的总荷载时,可忽略内压力。注3:墙体所受荷载计算公式7:(习Pfront -习Prear )可用习qSCpCS A替换,其中Cp为表5中给出的净压力系数。当正交荷载组合在设计中十分重要的情形下,例如:转角柱所受应力的计算,任何构件承受风荷载的最大应力应被视为每个正交荷载情形所产生的总风应力的80%2.1.3.7 不对称荷载除非给出特殊形式建筑或构件如斜屋面(见2.5.2和2.5.3 )、独立式雨蓬(见 2.5.9.1 )及广告牌(见2.8.2 )所受的特殊压力系数或指导,否则应允许不对称荷载情形。注1:当作用于建筑的荷载效应有益时,则该部分非对称荷载效应可通过降低设计风荷
28、载的40麻计算。注2:作用于建筑的扭转效应可通过将每个表面所受荷载从建筑表面中心水平位移表面宽度的10麻计算。2.1.3.8 摩擦阻力计算建筑所受总力时,(见 2.4.5和2.5.10 ),应考虑到磨擦力 R (见公式7a)对风向的影响并通过使用向量和将该磨擦力加入到2.1.3.6中给出的正常压力中。R = qsC AsCa(7a)其中As为风作用区域(见 2.4.5和2.5.10 );G为摩擦阻力系数(见表6)。15VG iV5 r»iw*5V1 二 =c3V wltcV ic15V 5 二V 2 ir> 51As 筋既Key to liucs on Fipure 1A>
29、;>>>AAa,2A2*A>A>'A>ng g A zA>>Z3wHWVBwvo DAAAAA>6SA m条冬目 梯>A>>1Bcj-,LC=1 !P*-A1B,J- 10 _!»m-LNV9# g尺寸被应系数以oQoQQOQQoQ如51700 OD in Cp HoOnOtnotnouiqCno一白 莒 1000 母 Ma-mMHW并 BS639921997英国标准 BS6399-2: 199724的组合表面总捕救时商线心独立表面所受荷我的对角残阴影鄙余底部所受曹力时枸件表面所受荷哉时角线FI料屋曲所受
30、总荷载即角线图5-荷载区域对角巍2.2标准风速2.2.1基本风速基本风速Vb随地理情况的变化可直接从图6中得出。注:从气象资料中获取基本风速的方法,见附件B。2.2.2现场风速2.2.2.1 概述任何特殊方向的现场风速Vs可通过下式计算:Vs=VbX SaX S3 x Ss X a(8)其中:Vb为2.2.1中给出的基本风速;Sa为高度系数(见2.2.2.2);Sd为方向系数(见2.2.2.3);Ss为季节因数(见2.2.2.4);Sp为概率因素(见2.2.2.5);可使用以下两种方法对风向两侧土注:依据2.1.1.145。范围进行考虑:a)取公式(8)中最大系数,求出单一守恒值Vs。b)通过
31、风向范围及最大值的使用间隔地估算出Vs值实际上,由选项b)得出的值不会比选项 a)低很多,除非现场的位置、位向和地形的组合是非正常的31 #HiChdWigi 4 m s I 目 C'apyrighi. BuiHw lw*Hwd> 卜T/hlWhMM IM图6-基本风速Vb (米/秒)阴影区地形 如果0.分坡长 /如果地尸°3 1.6乂坡长逆风坡勺、0.05 1=她彩底那顺风坡777/7777a)山山鲁 * i£MM>0. C5; «K«D. 05)h) 土座(0. 3XMAK05; ax«ot tSiaJkOD. 3; J
32、HAM<0.15>图7-显著地形定义2.2.2.2 高度因数2.2.2.2.1 高度因数Sa应被用于计算海平面以上现场高度的基本风速V)。标准计算方法取决于地形的复杂性,详见图7。当地形被认为是非复杂地形时,用 2.2.2.2.2计算过程得出Sa值。当地形被认为是复杂地形时,用 2.2.2.2.3中的计算过程得出风向产生的最大Sa值,特别是现场最陡逆风彼面的风向。2.2.2.2.2 当地形被认为是非复杂地形时,通过下式计算Sa。Sa=1+0.001 S(9)式中: S为现场高度(高于平均海平面的米数)注:这种情况下的Sa值是基于现场高度的,补偿余下的地形影响。2.2.2.2.3当地
33、形被认为是复杂地形时,任选下式之一取Sa最大值。Sa=1+0.001 s(10)式中:As为现场高度(高于平均海平面的米数);或a=1+0.001 t+1.2 W eS(11)式中:At复杂地形逆风基部高度(高于平均海平面的米数) 地貌的有效斜面。地形位置因。田山与山眷X现场处与T的吏义点X>0风X>04同料坡ue y略mm和山崽 叫丁";甲vKy.V地厌向顺成坡长度硅风向逆风破长度"场到山硬的水平苑高地舟有敢高度队平均潺平面刈场高度新地耕特征谨民底部水平街度Wu心方向1£心Z1,驼,迎底才何成属放牛,图8-地形尺寸说明2.2.2.2.4 地形的相关尺
34、寸定义见图8。两个参数:有效斜面 We和有效斜面长度Le根据以下尺寸定义。a)浅逆风斜面:0.05 VW uv 0.3 : W e=W u L e=Lu;b)陡逆风斜面:W ua0.3 : W e=0.3L e=Z/0.32.2.2.2.5 山脉和斜坡的地形位置因素值在图9a和图9b中给出,悬崖和陡坡的值在图10a和图10b中给定。从这些图形中读取 s值时,顶部位置按与逆风长度LU或顺风斜面LD的比例决定如下:a)顶部逆风(XV 0),水平位置比率为 X/ L u且用于所有类型的地形;b)顶部顺风(X> 0),水平位置比率为 X/Ld用于山脉和斜坡,X/ Le用于悬崖和陡坡。在所有情况下
35、,地平面以上的高度比率为H/Le。图9a、9b、10a、10b中的数值偏差范围,见附录G。注:介于图形8a)中的山脉和斜坡与图形 8b)中的悬崖和陡坡之间的情况,当顺风斜面长度Ld较逆风斜面长度Lu长时,很难决定哪种更合适。在这种情况下,可从图形9a、9b、10a、10b中得出s值,并使用最小值。昌一 -JOOLO(Was 6oi)物0兽岑65 so S6 OEO9wo*ocoLdMoOro S6 7O6胃9909Oro- ffiro-昌9W90E9持00 03 d 306 30JffiroOOM060Sa2.00t.591.261.000.T9C.10 or (ess0.630.50
36、67;0-40 ?0.200.160.1300.20.40.60.01.0121.41.61.02.02.22.42.6 2B 3.0图10a-山崖也形位置系效MHW并 BS639921997MHW并 BS639921997图1 Ob-山崖地形位置系数s& 词 3S5£ 7X英国标准 BS6399-2: 19972.2.2.3 定向系数定向系数 &可用来调整基本风速,因而产生在任意方向都可能超过基本风速值的风速。表3中给出以30°为间隔的所有风向的对应值。 (这里,风向是按传统习惯定义的:东风的风向为力=90° ,从东边吹向现场)。如果建筑物的朝向
37、未知或被忽略,则取Sd=1.00为所有方向的定向系数值。注:当定向系数同其他方向变化系数一起使用时,表3中给出的值可在所考虑的特殊方向进行插值,或选择风向范围内列表中的最大值。表3一定向系数Sd值风向4定向系数Sd0°北0.7830°0.7360°0.7390°东0.74120°0.73150°0.80180° 南0.85210°0.93240°1.00270° 西0.99300°0.91330°0.82360° 北0.78注:表格数值可以插补。2.2.2.4 季节
38、因数季节因数Ss可用于减少暴露在风中的建筑物所受的基本风速,特别适用于临时建筑工和施工期间的建筑物。维持在特定时期内超过风险(概率)值 Q=0.02的值,见附录Do对于持久性建筑物和暴露在风中连续超过6个月的建筑物,&值应取1.0。2.2.2.5 概率因数概率因数Sp可用来改变每年基本风速超过标准值Q=0.02的风险,或当 Ss也被使用时,在特定非年度时期改变基本风速超过标准值Q=0.02的风险。方程D.1给出了 Ss值及其他等级的风险值。对于所有通过部分因数来调整风险的标准设计,标准风险值Q=0.02且Sp=1.0。2.2.3有效风速2.2.3.1有效风速Ve值的计算公式如下:Ve=
39、VS X S3(12)式中:Vs为2.2.2中得出的现场风速,用于在名义直角风向两侧土 45°范围内的风向,该风向是由每种形式建筑物的压力系数定义的。Sb为2.2.3.3中得出的地形和建筑物系数。2.2.3.2当建筑高度H大于被考虑风向的侧风宽度B时,可通过将建筑物分成如下几部分来减少总荷载。a)建筑物高H小于或等于B,则其应被考虑为一部分,如图 11a)所示;b)建筑物高H大于B但小于2B,应被考虑为两部分,下部为从地面延伸到高度等于B的部分以及剩余部分作为上部,如图 11b)所示;c)建筑物高H大于2B,应被考虑分为多部分,下部为从地面延伸到高度等于B的部分,上部为从顶部向下延伸
40、到高度等于B的部分,其余部分为中部,中部可在水平方向被分为多个部分,如图11c)所示。每部分的参考高度 汁应被视为到该部分顶部的高度。应计算出荷载面积对角线尺寸a值。2.2.3.3地形及建筑物系数 &应直接从表4中获得且应考虑如下:a)1.7.3中的有效高度H。b)名义正交风向两侧 45°范围内从海上到现场的最近逆风距离。c)该现场是郊区地形还是在城镇以内至少2km地形。注:对于所有位于城镇以内的现场(除非恰巧位于逆风边缘处或位于距离逆风边缘2km处),用标准简化方法得出的Sb值要大于定向方法。如果用标准方法得出的荷载对于设计至关重要,则应考虑3.4.2中给定的混合组合。表4
41、-标准方法因数Sb乡村或距城镇中心 2km以上城镇,距现场逆风> 2km距离有效高度Hem临海最近的逆风距离km有效高度Hem临海最近的逆风距离km< 0.1210法100210法100< 2510152030501001.481.651.781.851.901.962.042.121.401.621.781.851.901.962.042.121.351.571.731.821.891.962.042.121.261.451.621.711.771.851.952.07< 2510152030501001.181.501.731.851.901.962.042.121
42、.151.451.691.821.891.962.042.121.071.361.581.711.771.851.952.07注1 :表格中的每个数值可进行插值注2:此表中的数据来源于参考 5注3:采用对角线尺寸 a=5m注4:如果He>100ni使用部分3中的定向方法。52当时.奇为一好会h :当仃":二月时,分为两*修叫当H:址听,伊为多个*都图11-按总荷载划分建筑物2.3标准压力系数2.3.1概要2.3.1.1作用在建筑物或其构件上的风力应依照建筑物的形状和形式选用恰当的压力系数按2.1.3中给定的程序计算。注:标准压力系数可用于总体形状相似的建筑物和构件。如果建筑物或
43、构件的形状不在2.4至2.5或3.3表中的压力系数范围内,或要求更详细的数据,则压力系数可通过1.1中定义的风洞测试得取。2.3.1.2 2.4 和2.5中给出的标准外压力系数适用于平面建筑或环形建筑物墙体。传统建筑物,如长 方形结构或包含长方形构件及不同屋面形式,如平面屋顶、单斜面屋顶、双斜面屋顶、坡屋顶和折线 屋顶等也包括在内。当一定的压力变化出现在建筑表面时,该表面被再分成不同区域,且每个区有不同的压力系数。2.3.1.3当计算单个构件、幕墙单元及其紧固件所受风荷载时,必需考虑每个构件相对表面间存在的 压差。将2.4和2.5给出的外压力系数和 2.6给出的内部压力系数用于 2.1的计算程
44、序中。2.3.1.4 给出建筑、部分建筑或构件特殊表面所承受的压力系数。通过 2.1.3.5 中的计算程序可得出 垂直作用于特殊表面的风荷载值。2.3.1.5 在计算作用于某些建筑物表面的风荷载值时,应考虑到摩擦阻力。(见2.1.3.8 , 2.4.5和2.5.10 )。2.4墙的外压力系数2.4.1矩形平面建筑物2.4.1.1矩形平面建筑物垂直墙的外压力系数,见表 5,其取决于图12中所示的建筑物比例。2.4.1.2 D/H < 1和D/HA4建筑物的上风面和下风面压力系数见表5,其中D为延风深度,随风向变化(见图2), H是为墙高,包括女儿墙。注:中间D/H比率的压力系数值可被插值。
45、2.4.1.3 侧面荷载面积域应从正面的逆风边缘处分成垂直带,其尺寸如图12所示,根据给定的比例长度b,取b=2B或b=2H中的较小值,其中 B为建筑侧风宽度,取决于风向(见图2b); H为墙高,包括低墙或山墙。2.4.1.4 当两建筑物的墙彼此相对,且间隙小于 b,狭管效应将加速风流动使压力系数更加负值化。 侧面压力系数值在表 5中给定,对于标注“单独”和“狭管效应”的每种情况按以下应用。a)建筑物之间的间隙小于b/4,或大于b时,选用单独值。b)建筑物之间的间隙大于b/4,或小于b时:1)选用狭管效应值;或2) 当间隙宽度为b/2时使用狭管效应值,间隙宽度为b/4和b时使用单独值,当实际间
46、 隙宽度在b/4到b/2范围或b/2到b范围时,可在这两组数据之间使用插值。c)当两个建筑物位于逆风建筑物的遮蔽处,且这两个建筑物中的较低者的有效高度为0.4Hr,时依据1.7.3.3 可忽略狭管效应。2.4.1.5 表5给出中的值对于垂直度在土15°内的非垂直墙也有效。此范围以外的值应从3.3.1.4 中获取。2.4.2多边形建筑物对于转角为非90°的建筑物,垂直墙的外压力系数应使用3.3.1.2中规定的程序获得。总力可通过表5中的压力系数和3.1.3.3.3 中的方程23计算得出。D<b的建筑物必荷权情昴滋边面及敏边而风压倜而立面_。一-osD>b的建筑物b
47、)俐表而压力系敷区图技一墙面压力系数表3 垂直墙外压力系敬蚤在玲面建只物的鬓展化“墙面tur s 1b it i 1蚱队的前)祁85+0.6SideZone A1.3LG福乱的君)O.J0.5Zone* B0.809Zone C0.50.9淀:若i WL i时;可使用精值;见九"牝有关在秘至值与装管放豆间的插箍.表5a-总荷载静压力系数B/DD/H< 1> 4< 0.51.21.011.20.821.20.841.10.82.4.3带凹角、凹入跨或内井的建筑物2.4.3.1 表5给出的外压力系数应应用于带凹角、凹入跨或内井的建筑物的垂直面,如图13所示,并取决于以下
48、因素:a)当凹角或凹入跨使建筑物产生一个或多个逆风翼(如图 13a,13b,和13c中所示的阴影部分)边墙 区应由侧风宽度 B=B1, B3和翼的高度来 H定义。b) 建筑物剩余部分的边墙区域是由侧风宽度B=B2和建筑物的高度H定义的。c )带凹角和凹入跨的顺风边墙(如图 13a的顺风翼)被视为顺风方向(后)表面的一部分。2.4.3.2对于带内井及凹入跨的边墙(参见图 13d ),如贯穿内井或凹入跨的缝隙小于b/2,则以下内容适用:a)假设带大井的墙体,其外压力系数等于2.5中给出的大井位置的屋面系数b )假设带跨的墙体,其外压力系数等于跨位置处的边墙系数当天井或跨至少延伸一个压力区时,应取区
49、域平均压力系数。2.4.3.3如果贯穿井和弯处的角和弯处比b/2大的话,外压力系数就应该可以从3.3.1.5 中获得。2.4.4不规则或嵌入式表面的建筑物2.4.4.1 不规则平面如图14所示,对于立面转角处有切角的建筑物,包括带较低翼或延伸结构的建筑物,其平面墙的外 压力系数应按如下得出:a)顺风切角(见图14a、14c)表面荷载面积域按图 12所示尺寸,从逆风边缘起被分为多个垂直带, 按照这个缩放的长度 b划分,不得露出切角。比例长度b由建筑高度H和迎风面的侧风宽度 B决定。b)逆风切角(见图 14b、14d)使形成切角的上层和下层表面荷载面积自逆风边缘起沿顺风方向被分为多个垂直带。上层比
50、例长度b1由上层嵌入顺风表面的高度H1及侧风宽度B决定。下层比例长度 b2由下层顺风面高度 H2及侧风宽度B2上层和下层的参考高度为从地面到每层顶端的高度。A、B和C区压力系数,见表 5。,项良的切而:高的部分*图"一不规则墙而举例2.4.4.2 嵌入式楼层墙体嵌入式楼层的墙体(见图15),所受外压力系数应由下面得出:a) 上层表面边缘嵌入低层边缘(见图15a)。对于嵌入式墙体而言,如果上层墙逆风边缘至低层 逆风边缘距离至少为 0.2bi时(bi为上层比例长度),如底层为地面层,则荷载面积由上层面 积定义。参考高度 H被视为从地面到墙顶端的实际高度。b)上层表面边缘与低层表面边缘平齐(见图 15b)。上层表面边缘与低层表面边缘平齐或嵌入距离小于0.2b 1时,应遵照a)程序,但应增加区域E (见图15b),其外压力系数为 Ge=-2.0。E区参考高度应视
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