《建筑结构荷载规范》gb50009浅谈新建筑结构荷载规范风荷载计算修改

《建筑结构荷载规范》gb50009浅谈新建筑结构荷载规范风荷载计算修改

0总结建筑结构负荷规范（gb50009-2012）。1主要压力结构的计算1.1风压、风速和平均风压2012版规范中,计算主要受力结构时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值计算公式在形式上相比2006版规范没有变化,仍采用平均风压乘以风振系数:但在2012版规范中,对风振系数β1.2基本风压的变化2012版规范中全国各城市基本风压仍按重现期50年一遇计算,在2006版规范数据基础上,补充了全国各站1995年至2008年的年极值风速数据,进行了基本风压的重新统计,见图1。27个城市在补充新的气象资料后基本风压有所提高,2个城市基本风压有小幅减小。基本风压仍根据基本风速计算式中:υ结合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)1.3风压高度变化系数风压高度变化系数主要反映在风速剖面内,在气压场随高度不变时,风速随高度增大的规律。风速剖面主要与地面粗糙度有关。2006版规范中,根据地面粗糙度指数及梯度风高度,得出风压高度变化系数计算公式如下:为适应国内超大型城市群的发展,2012版规范在保持划分四类地面粗糙度类别不变的情况下,对相应梯度风高度H式中:μ图2列出了四种地貌下,风压高度变化系数的新旧规范对比。从图2可以得出,相比2006版规范,2012版规范四类粗糙度风压高度变化系数均有5%~10%的下降。C类和D类由于梯度风高度提高,下降幅度更大。通过风压高度变化系数调整,适当降低了标准场地类别的平均风荷载。此外,在计算山区的建筑物时,风压高度变化系数应考虑地形条件的修正。2006版规范规定的修正系数在z/H值较小的情况下,与日本、欧洲等国外规范相比偏大,修正结果偏于保守。因此,在2012版规范中,将山峰修正系数计算公式中的系数κ由3.2修改为2.2。1.4风振系数d1.4.1结构的自振特性当结构基本自振周期T≥0.25s时,以及高度超过30m且高宽比大于1.5的高柔房屋,由风引起的结构振动比较明显,而且随着结构自振周期的增长,风振也随之增强。2006版规范中,结构在z高度处的顺风向风振系数β式中:ξ为脉动增大系数;υ为脉动影响系数;φ2012版规范中,将结构在z高度处的顺风向风振系数β式中:g为峰值因子,可取2.5;I相比较可得,式(12)中脉动风荷载的背景分量因子B1.4.2横向风振荷载建筑高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑可能出现较为明显的横风向风振效应。2012版规范中新增了矩形及圆形截面高层建筑的横风向风振等效风荷载计算公式。矩形截面结构在实际应用中较为常见,其横风向风振等效风荷载标准值按下式计算:式中:ω式中:γ式中:R由式(13-1)及(13-2)可得,横风向风力系数由风速剖面指数α及地面粗糙度系数C由于建筑各个立面风压的非对称作用,2012版规范规定当建筑高度超过150m,且同时满足式中:ω1.5建筑物和结构体型系数2012版规范依然根据国内外的试验资料和国外规范整理出不同类型建筑物和各类结构体型及其体型系数。结合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)2计算的嵌入式结构2.1风荷载2012版规范中,计算围护结构时,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算相比2006版规范依然不考虑共振分量,仅在平均风压基础上近似考虑脉动风瞬间的增大因素:在2012版规范中,对阵风系数β2.2局部体系数i局部体型系数μ2.3风荷载规范对比2006版规范阵风系数计算是参考国外规范取值水平的,直接承受风压的幕墙构件按下式计算,对其他屋面、墙面构件,阵风系数取1.0。式中:μ2012版规范考虑近几年来轻型屋面围护结构发生风灾破坏的事故较多,不再区分幕墙和其他构件,均按下式计算:式中α为地面粗糙度指数。图3列出了新旧规范阵风系数对比。由图3可以看出,A,B类地面粗糙度类别时,20~200m处阵风系数略有升高,200m以上处阵风系数无明显变化。C,D类地面粗糙度类别时,阵风系数变化幅度较小。相对于2006版规范不考虑阵风系数,2012版规范调整后,对幕墙以外的其他围护结构的阵风系数,风荷载标准值会有明显提高。而对于低矮房屋非直接承受风荷载的围护结构,因其相应最小局部体型系数、按面积最小折减系数等参数因子改变,风荷载整体取值与2006版规范相当。3风荷载组合工况2006版规范中,风的荷载总效应将横风向风荷载效应S由于高层建筑结构在脉动风荷载作用下,顺风向风荷载、横风向风振及扭转风振等效风荷载一般是同时存在但最大值并不一定同时出现,2012版规范参考日本规范方法及我国的实际情况和工程经验,在设计中对三种风荷载考虑组合工况,如表3所示。4主要结构风荷载根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)提供的风荷载计算方法,结合《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)(2006版),探讨了各参数修改对风荷载标准值计算产生的影响。综合可得:(1)主要受力结构整体风荷载有小幅提高,以增加建筑物风荷载计算安全储备。(2)对于超高层建筑,结合新版高层建筑混凝土结构技术规程,风荷载标准