第8讲 风荷载

1、4-2 风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。压力差风结构物风压大气热力学环流模型理想模型三圈环流模型地球自转大陆与海洋吸热差异4-4从国际空间站拍摄的飓风伊万云图从国际空间站拍摄的飓风伊万云图最高风速最高风速214 km/h214 km/h（59.4m/s59.4m/s）4-54-6风起前后风起前后3.2 w0的计算的计算基本风速和基本风压基本风速和基本风压一、基本风速一、基本风速 1. 风速随高度变化，离地表越近，摩擦越大，风速越小。风速随高度变化，离地表越近，摩擦越大，风速越小。 2. 同一高度处的风速与地貌粗糙程度有关。地面

2、粗糙程度高，同一高度处的风速与地貌粗糙程度有关。地面粗糙程度高，风能消耗多，风速则低。风能消耗多，风速则低。 3. 风速随时间不断变化，常取某一规定时间内的平均风风速随时间不断变化，常取某一规定时间内的平均风速作为计算标准。速作为计算标准。10min的平均风速已趋于稳定。的平均风速已趋于稳定。 4. 气候的重复性，年最大风速最有代表性。气候的重复性，年最大风速最有代表性。5. 基本风速的重现期基本风速的重现期:取年最大风速为样本。该最大风速不是取年最大风速为样本。该最大风速不是经常出现，而是间隔一段时间后再出现，这个间隔时间称为经常出现，而是间隔一段时间后再出现，这个间隔时间称为重现期。重现期

3、。二、基本风压二、基本风压空旷平坦的地面上，离地面空旷平坦的地面上，离地面10m高度处，经高度处，经统计所得统计所得50年一遇的年一遇的10min内的平均最大风内的平均最大风速作为基本风速。由基本风速，根据伯努利速作为基本风速。由基本风速，根据伯努利方程，计算得出基本风压。方程，计算得出基本风压。220122Wvvg222200000.012018(/)229.801630vWvvKN mg三、基本风压查表方法小练习1拟在武汉市郊区建造一高度为30m民用钢筋混凝土结构房屋（设计使用年限为50年），试问在设计计算风荷载时该建筑物基本风压w0是多大？解答：查GB 50009-2012建筑结构荷载规

4、范附录E得：基本风压w0=0.35kN/m23.3 z风压高度变化系数风压高度变化系数任一地貌条件下，高度任一地貌条件下，高度z处的风压为：处的风压为： 为任意地貌下的风压高度变化系数，为任意地貌下的风压高度变化系数， 与地面粗糙度与地面粗糙度和距离地面高度和距离地面高度z有关。有关。022200010( )1010TzTHzW zWWH z建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 将地面粗糙度分为将地面粗糙度分为A、B、C、D四类四类:A类类是指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区是指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区B类类是指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏是指田野、乡村、丛林、丘陵以及房

5、屋比较稀疏的乡镇和城市郊区的乡镇和城市郊区C类类是指有密集建筑群的城市市区是指有密集建筑群的城市市区D类类是指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，取地是指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，取地面粗糙度指数面粗糙度指数A、B、C、D四类风压高度变化系数：四类风压高度变化系数： A类：类：1.284 (z/10)0.24 B类：类：1.000 (z/10)0.30 C类：类：0.544(z/10)0.44 D类：类：0.262 (z/10)0.60 风压高度变化系数风压高度变化系数建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 将地面粗糙度分为将地面粗糙度分为A、B、C、D四类四类:小练习2拟在武汉市郊区建造一高

6、度为30m民用钢筋混凝土结构房屋（设计使用年限为50年），试问在设试问在设计计算风荷载时该建筑物不同高度处的风压高度计计算风荷载时该建筑物不同高度处的风压高度变化系数是多少？变化系数是多少？（请计算或查出5m、10m、。30m高度处的风压高度变化系数）解答：依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范对应城市郊区，地面粗糙度类别为B类，依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范表8.2.1查得：5=1.00， 10=1.00， 15=1.13， 20=1.23， 25=1.31， 30=1.39.2123风经过建筑结构时会对建筑结构表面产生压力或吸力风流动方向风流动方向压力作用压力作用吸

7、力作用或压力作用吸力作用吸力作用迎风面背风面24迎风面风荷载风向风荷载引起的破坏压力25屋顶表面吸力风向风荷载引起的破坏26侧墙吸力风向风荷载引起的破坏27风向背风面墙体受吸力风荷载引起破坏28外部基本风压bd风荷载体型系数风荷载体型系数150300600 s-0.60+0.8风载体型系数风载体型系数 s s封闭式双坡屋面封闭式双坡屋面封闭式房屋和构筑物封闭式房屋和构筑物( (正多边形正多边形) )+0.8-0.5-0.5 s+0.8-0.5-0.7-0.7注：中间值按插入法计算注：中间值按插入法计算+0.8-0.5-0.7 -0.7一、一、 单体风载体型系数单体风载体型系数小练习3拟在武汉市

8、郊区建造一高度为30m民用钢筋混凝土结构房屋（设计使用年限为50年），其建筑形式如下图所示.屋面夹角30度，试问在设计计算风试问在设计计算风荷载时该建筑物屋顶荷载时该建筑物屋顶A 、B以及背风面以及背风面C体型系数体型系数 s s是多少？是多少？解答：依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范sA=0， sB=-0.5， sC=-0.5。ABC3.5 z顺风向风振系数顺风向风振系数 小练习4拟在武汉市郊区建造一高度为30m民用钢筋混凝土结构房屋（设计使用年限为50年），其建筑形式如下图所示.屋面夹角30度，已知房屋高度20m处的顺风向风振系数z = 2.29，试问在设计计算试问在设计计算风

9、荷载时该建筑物屋迎风面风荷载时该建筑物屋迎风面a 处的风压标准值？处的风压标准值？a20解答：1 查GB 50009-2012建筑结构荷载规范附录E得：基本风压w0=0.35N/mm23 依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范或教材表3-9，风压体型系数s=0.8. 2 依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范或教材，对应城市郊区，地面粗糙度类别为B类，依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范表8.2.1查得：风压高度变化系数20=1.232k0=2.29*0.8*1.23*0.35=0.788N/mmzszWW 4 综上建筑物屋迎风面距地面建筑物屋迎风面距地面20 处的风压标准值处的风压标准值小练习5拟在武汉市郊区建造一高度为30m民用钢筋混凝土结构房屋（设计使用年限为50年），其建筑形式如下图所示.屋面夹角30度，已知房屋高度10m处的顺风向风振系数z = 2.05，试问在设计计算试问在设计计算风荷载时该建筑物屋迎风面风荷载时该建筑物屋迎风面a 处的风压标准值？处的风压标准值？a10解答：1 查GB 50009-2012建筑结构荷载规范附录E得：基本风压w0=0.35N/mm23 依据GB 50009-2012建筑结构荷载规范或教材表3-9，风压体型系数s=0.8. 2 依据GB 50009-201