英国标准BS6399 p00(风荷载)

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法.这种方法如

2、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。1.2信息参考本英国标

3、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，高于平在海拔米高度处年风险系数超过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，现场风速中省去地形特征的影响。1英国标准

4、BS6399-2：19971。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外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高度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高度指高于地面的基

5、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。2英国标准BS6399-2：19971.3.4.3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

6、面积上两个距离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：AAsaBbCaCfCpCpeCpiCrDdGgtHHdHeHrHoh范围,地区，面积（2.1.3.5）受风力作用的面积（2.1。3。8)荷载面积最大对角线尺寸（表5)建筑物侧风宽度（表2b）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）标准方法中的尺寸影响系数（2。1。3。4)摩擦拉

7、力系数（2.1。3。8）静压力系数（2。1。3.3）外压力系数（2。1.3。1）内部压力系数（2.1。3.2)动态增强系数(1.6。1）建筑延风深度（表2b）圆柱体直径（2。4。6）隐藏式跨处裂缝（表34）最高阵风系数(3。2。3.3）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位移高度（1。7.3）有效高度（1.7。3)参考高度（1。7。3）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）3英国标准BS6399-2：1997Kb建筑类型系数（1.6。1

8、）L建筑长度(表2）或者自由端之间的组成元素长度（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静荷载（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标准方法的动压力(2。1。2)r半径（表17）Sa海拔系

9、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）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建筑特征顶部高于逆风基准海拔的高度(2。2.2.2。5，表8)屋

10、面或非垂直墙的倾斜角（3.3。1。4）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）eqoac(,S)4英国标准BS6399-2：1997eqoac(,T)keDU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)构件长度的简缩因数（2。7。3）地面平均斜度地形特征的有效斜度（2。2。2.2。4）地形特征顺风斜度切线(表7)地形特征逆风斜度切线（表7，2.2.2。2。4）风力方向在东北方向上的角度(2。2。2。3）墙体或框架的硬度比或雨蓬的阻塞比（2。5.9，表24）风向方向从垂直建筑表面(表2）到环绕圆形建筑外围的角度（2。4。6）1

11、。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。5第4阶段:现场风速Vs(2.2.2)海拔高度系数Sa，方向性系第6阶段：方法的选择（1.8）方向性及地形影响风速Ve(2.2.3)方向性有效风速Ve(3.2.3.1)(2.1.2)动态压力

12、qe,qi(3.1.3)英国标准BS6399-2：1997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NO建筑为动态的，此部分不适Cr0.25，H300m（1.6.2）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）数Sd，季节性系数Ss，可能性系数Sp第5阶段：地形类别有效高现场地形特征，屋顶逆风级度He(1.7.3)别Ho建筑分离系数XSc,Tc,St,Tt,gt,Sn第7阶段：标准有效3.4.1第8阶段：动态压力qs第9阶段：标准压力3.4.2系数Cp(2.3-2.7)方向性压力系数Cp（3.3）第10阶段：风荷载P（

13、2.1.3）定性风荷载P(3.1)流程程序图解示意6英国标准BS6399-2：1997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。注：基本风速图的偏差

14、及现场海拔高度、风向和季节的调整，请参见附录B。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面积的基准尺寸，在定性方

15、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.7英国标准BS6399-2：19978英国标准BS6399-2：19971。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

16、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Cr由典型建筑表3中给出。表1建筑类型因数Kb建筑类型Kb裸露焊接钢框螺接钢框及裸露钢筋混凝土框无内墙入口棚和类似轻结构仅在电梯和楼梯旁有结构墙的框架建筑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84210.5注:Kb和Cr取值自于具有典型频率及典型建筑结构,在典型UK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。2适用范围BS6399此部分不适用于当动态放大

17、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释，请参见附件E1.7。3参考高度，有效高度和位移高

18、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Hr9英国标准BS6399-2：19971。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)X02H0时Hd=0。8H0;b）2Hob)所受摩擦力进行计算。长墙C区所受磨擦阻力系数见表6。由此产生的磨擦力应增加到2.1。3。8中所述的正交力当中。表6摩擦阻力系数表面类型摩擦阻力系数迎风面为平坦非起棱或褶皱表面0.01迎风面为褶皱表面0。02迎风面为起棱表面0.042.4.6圆面建筑物圆面建

19、筑外围所受外压力系数见表7.表中给出的压力系数同样适用于竖井、槽、归及竖管。表7圆面建筑墙体的外压力系数Cpe外表面位置表面粗糙度或突出程度平坦表面H/d10H/d2.5H/d10H/d2。50+1。0+1。0+1.0+1。010+0。9+0。9+0。9+0。920+0。7+0。7+0。7+0。730+0。4+0。4+0.35+0.3540000050-0.5-0.40。70.5600。950.81.21。05701。251.11。41。25801。21。051。45-1。390-1。00.85-1.4-1.21000。8-0.651.10。85120-0。50。350.6-0。41400。4

20、0。30。350。251600。4-0.30。35-0.251800.40。30.350。25注1：在2。5H/d10范围内可使用插值。注2:对直径大于d=1m时可效。注3：当外表面位置在40且Cpe0时,由于Cpe0。7时大气干扰而引起的风向波动,使该区域所受压力随时间发生迅速变化.因此该区域是幕墙紧固件受疲劳损坏的高风险区.33英国标准BS6399-2：19972.5屋面外压力系数2.5。1平屋面2.5。1。1范围本部分数据适用于倾斜度小于5度的所有屋面。给出对角线荷载情形的压力系数，该系数为最大上限，适用于正交风向两侧45度范围内的所有风向.2.5。1.2荷载区域如图16所示，长方形屋面

21、应在每个逆风屋檐/边缘后被划分为多个区域。如图16所示，依据b=B或b=2H，定义荷载区域，b取最小值。这里，B为建筑物侧风宽度，等于W或L，由风向决定（见图16a)；H为包含女儿墙在内的墙体高度。2.5.1。3多角屋檐的平屋面多角屋檐平屋面的每个区域所受外压力系数，见表8。2.5.1.4.1沿任何屋檐或边缘的女儿墙仅能够减小局部边缘区域屋面的压力系数。有关带边缘女儿墙的平屋面外压力系数，请参见表8,该系数主要取决于女儿墙高度h(见图17a）与比例长度b的比率。2。5。1.4。2女儿墙所受荷载包括适当的弯角影响，应按2。8。1中对独立墙荷载计算方式计算.2.5。1。5有弧形屋檐的平屋面2。5.

22、1。5。1表8中给出每个区域的外压力系数，它取决于屋檐的半径r与2。5。1。2中给出的比例长度b的比值。如图17b所示，该区域从屋面平坦部分的边缘开始。2。5.1。5.2对于作用在弯弧屋檐的压力，可在其界于临近墙和屋面之间的环弧压力周围进行插值.2.5.1。6有折线屋檐的平屋面2.5。1.6.1表8中给出了每个区域的外压力系数,该系数由折线屋檐倾斜角决定.该区域从图17c所示的屋面平面部分边缘开始。2.5.1。6。2倾斜折线屋檐所受压力可依据2.5.4中所述的程序进行估计。34英国标准BS6399-2：199735英国标准BS6399-2：1997表8建筑物平屋面外压力系数Cpe36英国标准B

23、S6399-2：19972。5.1。7带插入层的平屋面如图18中所示的带插入层的平屋面，其上层屋面和下层屋面所受外压力系数应从以下得出：a）对于上层屋面,应按屋檐形式，选择2。5。1.3、2。5。1.4、2。5.1.5或2。5。1。6中给出的任一程序;参考高度Hr为上层屋檐的真实高度，H为插入层的高度（从上屋檐到下屋檐）,用来决定比例长度b。b）对于下层屋面，应按屋檐形式，选择2。5。1.3,2.5。1.4，2。5。1。5或2.5。1。6中给出的程序，；其中Hr=H为下层实际高度，并忽略插入层的影响。但如图18所示,应包括插入层底部的进一步区域，其中b为2。5.1.2中的比例因数，适用于插入层

24、的相关墙体.2.5。2单斜面屋面及双斜面屋面2。5.2.1概要单斜面屋面及双斜面屋面应被视为带山形墙端部的屋面。注:请参见2。5。3有关坡屋面形式的说明.2。5.2。2荷载区域这图19及20中给出荷载区域外压力系数对于单斜面屋面及双斜面屋面是固定的情形。些区域为带状，平行于屋檐及边缘，由长度bL和bW来定义，其中bL=L,bL=2H,取两者最小值,以及bW=W或bW=2H取两者最小值.2.5.2。3单斜面屋面单斜面屋面的外压力系数应从表格9及图19中获得。由于该屋面形式的不对称性，给出三种正交荷载情形的值：风向垂直于对于低屋檐(=0)、风向垂直于山墙(=90）以及风向垂直于高屋檐（=180）.

25、37英国标准BS6399-2：19972。5。2。4双斜面屋面2。5。2。4。1双斜面屋面的外压力系数应由表10及图20中获得。给出两种风向值：垂直于低屋檐(=0）及垂直于山墙(=90)。这些系数适用于相等倾斜角的双斜面屋面；如果顺风及逆风倾斜角彼此相差在5内，该系数也可同样适用，并无需更改。对于在倾斜度上有比较大不同的双斜面屋面，请见参考6。2.5.2.4。2当7及WbL时,应考虑将=0的荷载区域C从迎风屋檐起顺风延伸bL/2距离，来取代屋脊区域E，F和区域G的部分。2。5.3坡屋面有关屋面倾斜角相同及在=45到75之间的立方型建筑的传统坡屋面，其外压力系数在表11中给出。有关荷载区域及倾斜

26、角的定义在图21中给出。当逆风表面的倾斜角按图21所示被应用于每个风向时,表11中给出的数值则可适用于主表面及坡表面有不同倾斜角的坡屋面(见图21）.当屋面为屋面为坡-槽形时,倾斜角为负值。对于歪斜屋面和其他形式屋面的压力系数可参看参考6。2。5。4折线形屋面折线形屋面及其它多斜面屋面的外压力系数可通过2.5。2中给出的程序得出；或通过2.5.3中的程序得出。图22显示出可省略的边缘区域。2。5.5多跨式屋面如图23所示，单、双斜面多跨式屋面的顺风跨外压力系数可视为与单跨式屋面的外压力系数相同。但外压力系数的缩减值可按如下所述适当地从表9或表10中得取:a)对于单斜面屋面，如图23a）所示，当表9给出的正压力系数用于第二个或随后的顺风跨时，可由Cpe=-0.4代替.b)对于不等式双斜面屋面,即使逆风坡为脊形时(见图23b）,第一个屋脊的所有顺风坡面应被当作槽形