幕墙结构设计的基本规定

幕墙结构设计的基本规定

第一节结构设计原理

建筑结构的可靠性直接关系到人民生命财产安全，历来是建筑结构设计必须首先面对和需要审慎解

决的重大问题。结构的可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构

的可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

建筑结构可靠度也是一个国家综合性经济政策问题，实际上是选择一种安全与经济相对的最佳平衡。

结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件，不需要进行大修即可按其预定目的使用的时

期。设计使用年限是房屋的地基基础和主体结构“合理使用年限”的具体化，实际上它与合理使用年限

是等同的含义。

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定：“结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠

度。结构的可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定”。结构在规定的设计使用年限

内满足以下功能要求：

1.在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；

2.在正常使用时具有良好的工作性能；

3.在正常维护下具有足够的耐久性；

4.在设计规定的偶然事件发生后，仍然能保持必须的整体稳定性。

结构的设计使用年限如下表：

表4-1

类别设计使用年限（年）示例

15临时性结构

225易于替换的结构构件

350普通房屋和构筑物

4100纪念性建筑和特别重的建筑构件

注：JGJ102-2003条文说明第12.1.1条指出：玻璃幕墙属于易于替换的结构件，玻璃幕墙设计

使用年限属二类，其设计使用年限为25年。

为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、

使用和维护进行相应的控制。

结构可靠度与结构的使用年限长短有关，GB50068所指的结构可靠度，是对结构的设计使用年限

而言的，当结构的使用年限超过设计使用年限后，结构失效概率可能较设计预期值要大。

设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等级取值而选用的时间参数。它不等同于建

筑结构的设计使用年限。GB50068所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的。

建筑寿命是指从规划、实施到使用的总时间，即从确认需要建造开始直到建筑毁坏的全部时间。它

不等同于建筑结构的设计使用年限，也它不等同于设计基准期。

极限状态是指整个结构或结构的一部份超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此

特定状态为该功能的极限状态。

极限状态可分为下列两类：

1.承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的

变形。

当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：

1）整个结构或结构的一部份作为刚体失去平衡（如倾覆等）；

2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；

3）结构转变为机动体系；

4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；

5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。

承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变

形而使其几何形状发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到这种极限状

态。

疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的承载能力极限状态。

2.正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限

值。

当结构或结构构件出现下列状态时，应认为超过了正常使用极限状态：

1）影响正常使用或外观的变形；

2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；

3）影响正常使用的振动；

4）影响正常使用的其它特定状态。

正常使用极限状态可理解为结构或结构构件达到使用功能上允许的某个限值的状态。例如某些构件

必须控制变形、裂缝才能满足使用要求，因过大的变形会造成房屋内部粉刷层剥落，填充墙和隔断墙开

裂及屋面积水等后果；过大的裂缝会影响结构的耐久性；过大的变形、裂缝也会造成用户心理上的不安

全感。

建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况：

1.持久状况。在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况，持续期一般与设计使用年限为

同一数量级；

2.短暂状况。在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状

况，如施工和维修等；

3.偶然状况。在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。

对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。

建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计：

1.对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；

2.对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；

3.对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。

建筑结构设计时，对所考虑的极限状态，应采用相应的结构作用效应的最不利组合：

1.进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组

合。

2.进行正常使用极限状态设计时，应根据不同设计目的，分别选用下列作用效应的组合：

1）标准组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况；

2）频遇组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损害，较大变形或短暂振动等情况；

3）准永久组合，主要用在当长期效应是决定性因素时的一些情况。

对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计：

1.按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件

而丧失承载能力；

2.允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部份具有在一段时间内不发生

连续倒塌的可靠度。

结构的极限状态应采用下列极限状态方程描述：

g（Xi、X2>—Xn）=0（4-1）

式中：g（•）------结构的功能函数；

Xi（i=l、2、-n）-----基本变量，系指结构上的各种作用和材料性能、几何参数等;

进行结构可靠度分析时，也可采用作用效应和结构抗力作为综合的基本变量；基本变量应作为随机

变量考虑。

结构按极限状态设计应符合下列要求：

g（Xi、X2，、—Xn）20（4-2）

当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列要求：

R-S2O

式中：S——结构的作用效应；

R——结构的抗力。

建筑结构设计要解决的根本问题是，在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济

的途径，使所建造的结构以适当的可靠度满足各种预定的功能要求。

在各种随机因素的影响下，结构完成预定功能的能力不能事先确定，只能用概率来描述。结构可靠

度的这一概率定义是从统计学观点出发的比较科学的定义，与其他各种从定值观点出发的定义有本质的

区别。

结构的可靠度通常受各种荷载、材料性能、几何参数、计算公式精确性等因素的影响。这些因素，

一般具有随机性，称为基本变量，记为Xi(i=l、2、3……n)。

按极限状态方法设计建筑结构时，针对所要求的各种结构性能(如强度、刚度、抗裂度等)，通常可

以建立包括各种有关基本变量在内的关系式：

Z=g(Xi,、X2……Xn)=0(4-3)

这一关系式称为极限状态方程，其中Z=g(.)称为结构的功能函数。

现以功能函数仅与两个正态基本变量S、R有关，且极限状态方程为线性方程的简单情况为例，来

导出结构构件的可靠指标。

此时功能函数为：

Z=g(S、R)=R-S(4-4)

式中：S为结构的荷载效应，R为结构抗力。显然：

当Z>0时，结构处于可靠状态。

当Z<0时，结构处于失效状态。

当Z=0时，结构处于极限状态。

可见通过功能函数Z可以判别结构所处的状态。当基本变量满足极限状态方程时，

Z=R-S=O(4-5)

则结构达到极限状态(图4-1)。

图4-1图4-2

结构构件的可靠度宜采用可靠指标度量。结构构件的可靠指标宜采用考虑基本变量概率分布类型的

一次二阶矩方法进行计算。

1、当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正态分布时，结构件的可靠指标可按下列公式

计算：

6=(UR-US)/(0，-0R2)=2(4-6)

式中：B——结构构件的可靠指标；

Us、0s一结构构件作用效应的平均值和标准差；

UR、0„—结构构件抗力的平均值和标准差。

2、结构构件的失效概率与可靠指标具有下列关系：

pI-4)(-3)(4-7)

式中：P1——结构构件失效概率的运算值；

4）（•）——标准正态分布函数。

3、结构构件的可靠概率与失效概率具有下列关系：

Ps=l-Pr（4-8）

式中：Ps一结构构件的可靠概率。

结构可靠度指标B与失效概率Pt具有数量上——对应关系，也具有与p「相对应的物理意义，已

知B后，即可求得Pr（表4-2）。由于B越大，Pf越小，即结构越可靠（图4-2）。

6与Pr（PS）的对应关系表4-2

Pf(%)Ps(%)BPr(%)Ps(%)

1.0015.8784.133.500.02399.977

2.002.27597.7253.550.01999.981

2.700.3599.653.600.01699.984

3.000.13599.8653.650.01399.987

3.100.09799.9033.700.01199.989

3.150.08299.9183.750.00999.991

3.200.06999.9313.800.007299.9928

3.250.05899.9423.850.005999.9941

3.300.04899.9523.900.004899.9952

3.350.0499.963.950.003999.9961

3.400.03499.9664.000.003299.9968

3.450.02899.9724.200.001399.9787

概率极限状态设计法能够较充分地考虑各有关因素的客观变异性，使所设计的结构比较符合预期的

可靠度要求；并且在不同结构之间，设计可靠度具有相对可比性。对十分重要的结构，如原子能反应堆

压力容器、海上采油平台等已开始采用这种方法设计。显然，对于一般常见的结构构件，直接根据给定

的B进行设计，目前还不是现实可行的，而是采用以概率极限状态设计方法为基础的实用设计表达式。

当基本变量不按正态分布时，结构构件的可靠指标应以结构构件作用效应和抗力当量正态分布的平

均值和标准差代入公式（4-6）进行计算。

结构构件设计时采用的可靠指标，可根据对现有结构构件的可靠度分析，并考虑使用经验和经济因

素等确定。

结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表4-3的规定。

表4-3结构构件承载能力极限状态的可靠指标

破坏类型安全等级

一级二级三级

延性破坏3.73.22.7

脆性破坏4.23.73.2

注：当承受偶然作用时，结构构件的可靠指标应符合专门规范的规定

表4-3中规定的结构构件承载能力极限状态设计时采用的可靠指标，是以建筑结构安全等级为

二级时延性破坏的B值3.2作为基准，其他情况相应增减0.5。

结构构件正常使用极限状态的可靠指标，根据其可逆程度宜取0—1.5.

建筑幕墙是建筑物的外围护构件，它要承受外界施加给它的各种作用。《建筑结构可靠度设计统一

标准》（GB50068）对结构上的作用给出的定义：“施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加

变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用”。“引起结构外加变形或约束变形的原因系指地震、基础

沉降、温度变化、焊接等作用”。这就是说，作用是指能使结构产生效应（内力、变形、应力、应变、裂

缝等）的各种原因的总称，其中包括施加在结构上的集中力和分布力系，以及形成结构外加变形或约束

变形的原因。前一种作用是力（包括集中力和分布力）在结构上的集结，就是通常说的荷载。后一种作

用（如温度变化、材料的收缩与徐变、地基变形、地震等）不是以力的形式出现的，过去将施加在结构

上的作用统称为荷载（国际上也有这个习惯），但荷载这个术语对间接作用并不恰当，它混淆了两种不同

的作用，而且容易发生误解，例如将地震作用当作是施加在结构上而与地基和结构本身无关的外力。《建

筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）将这两类作用分别称为直接作用和间接作用，而荷载仅等同于

直接作用。《建筑结构荷载规范》（GB50009）对直接作用作了规定，间接作用，除地震作用由《建筑抗

震设计规范》（GB50011）作了规定外，其余间接作用暂时还没有相应的规范。

《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）还指出，结构上的作用可按随时间的变异和按随空

间位置的变异分类。

考虑作用在结构上随时间的变异性的持续性，可分成三个类别：

1.永久作用。在设计基准期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计者，如

自重、土压力、预应力等。

2.可变作用。在设计基准期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略者，如：风荷

载、雪荷载、温度变化等。

3.偶然作用。在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间较短，如：地震、

龙卷风等。

按作用随空间位置的变异性可将作用分为固定作用和可动作用。固定作用在结构空间位置上具有固

定的分布，如结构构件自重等。可动作用在结构空间位置上引起最不利效应的分布情况，在进行结构内

力分析时应作出相应的计算。

按作用对结构的反应可分为静态作用和动态作用。静态作用不使结构或结构构件产生加速度或加速

度可以忽略不计者，如自重、活荷载等；动态作用使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，如地震、

作用在高耸结构上的风荷载等。当作用在结构上引起不可忽略的加速度时，结构必须按结构动力学的方

法进行分析。

建筑结构设计时对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载，应采用标准值作为代表值。对可变

荷载应根据设计要求采用标准值，组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应根据试验资料,

结合工程经验确定其代表值。

建筑结构设计时应采用标准值作为荷载的基本代表值。永久荷载标准值，对结构自重，应按结构构

件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于某些自重变异较大的材料和构件，自重标准值应根

据对结构的不利状态取上限值或下限值。可变荷载的标准值按以下各节的规定采用。

承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准

值或组合值为代表值。可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合系数。正常使用极限状态按

频遇组合设计时应采用频遇值、准永久值为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值

为可变荷载的代表值。可变荷载的频遇值为可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。可变荷载准永久值为

可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。

建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极

限状态进行荷载（效应）组合，并取各自的最不利组合进行设计。对于承载能力极限状态，应按荷载效

应的基本组合或偶然组合进行设计，并采用下列设计表达式：

YoSWR（4-9）

Yo为结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件，可分别隆1.1、1.0和0.9。

对于基本组合，荷载效应组合值S可按下述规定采用：

n

1.由可变效应控制的组合：YGSGK+YQISQIK+2YQi@ciSQik（4-10a）

i=2

式中：YG-永久荷载的分项系数；

YQi—第i个可变荷载的分项系数；

SGK—按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值；

SQik—按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值；SQIK为诸可变荷载效应中最大者；

小疝一可变荷载Qi的组合值系数；

n—参与组合的可变荷载数。

2.由永久荷载效应控制的组合

n

YGSGK+XYQi6ciSQik(4-10b)

对于偶然组合荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然

荷载同时出现的其它荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。

对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合。

并按下列表达式进行设计：SWC(4-11)

式中：S—荷载效应组合的设计值；

C—结构或构件达到正常使用要求的规定限值.

对于标准组合，荷载效应组合的设计值S可按下式采用：

SGK+SQIK+£YQi6ciSQik(4-12)

i=2

对于频遇组合，荷载效应的设计值S可按下式采用：

n

SGK+eflSQlK+X6qiSQik(4-13)

i=2

式中：@fi—可变荷载4的频遇值系数；

©qi—可变荷载4的准永久值系数。

对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S可按下式采用

SGK+X。qiSQik(4-14)

i=l

当对SQik无法明显判断其效应设计值为诸可变荷载效应设计值中最大者，可轮次以各可变荷载效

应为SQik，选其中最不利的荷载效应组合。

JGJ102-2003规定：“玻璃幕墙应按围护结构设计”。“玻璃幕墙应具有足够的承载能力、刚度、稳

定性和相对于主体结构的位移能力。采用螺栓连接的幕墙构件，应有可靠的防松、防滑措施；采用挂接

或插接的幕墙构件，应有可靠的防脱、防滑措施”。当两个及以上的可变荷载或作用(风荷载、地震作用

和温度作用)效应参加组合时，第一个可变荷载或作用效应的组合系数应按1.0采用；第二个可变荷载或

作用的组合系数可按0.5采用;；

结构设计时，应有根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不

利的组合，荷载和效应组合设计值应按下式采用：

rG$G+rwwS“，+rEeESE(4-15)

式中：SG—重力荷载作用为永久荷载产生的效应；

Sw、SL分别为风荷载、地震作用作为可变荷载和作用产生的效应。按不同的组合情况，二

者可分别作为第一、第二个可变荷载和作用产生的效应；

ro.rw.FE—各效应的分项系数；

小6E—分别为风荷载、地震作用的组合系数。

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定：荷载和作用所产生的应力或内力设计值的常用组

合如下表：

表44

组合内容应力表达式内力表达式

重力o=1.2。GKS=1.2SGK

重力+风。=1.2oGK+14。WKS=1.2SGK+1.4SWK

重力+风+地震。=1.2。GK+1.4。WK+0.65。EKS=1.2SGK+1.4SWK+0.65SEK

风。=1.4。WKS=1.4SWK

风+地震o=1.4oWK+0.65OEKS=1.4SWK+0.65SEK

注：LOGK、。WK、。EK分别为自重、风荷载、地震作用产生的应力标准值。

2.SGK.SWK.SEK分别为自重、风荷载、地震作用产生的内力标准值。

进行位移、变形和挠度计算时，均应采用荷载或作用的标准值并按下式进行组合：

U=UGK(4-16a)

U=UGK+UWK或U=UWK(4-16b)

式中：口一组合后的构件位移或变形；

UGK、UWK—分别为自重、风荷载和地震作用标准值产生的位移或变位。

第二节风荷载

风荷载是作用于幕墙上的一种主要直接作用，它垂直作用于幕墙的表面上。幕墙是一种薄壁外围护构

件，一块玻璃，一根杆就是一个受力单元，而且质量较轻，在设计时，既需考虑长期使用过程中，在一

定时距平均最大风速的风荷载作用下保证其正常功能不受影响；又必须注意到在阵风袭击下不受损坏，

避免安全事故。建设部2002年1月10日以建标[2002]10号通知发布了《建筑结构荷载规范》

(GB50009—2001),从2002年3月1日起施行。《建筑结构荷载规范》GB50009规定，对垂直于建筑

物表面的风荷载标准值，当计算主要承重结构时应按下式计算：

WK=BZNSUZWO；(4-17)

式中：WK一风荷载标准值，N/m2；

Bz—高度Z处的风振系数；

Us—风荷载体型系数；

Uz—风压高度变化系数

Wo—基本风压，N/m2o

当计算围护结构时应按下式公式计算(JGJ102-2003规定风荷载标准值不应小于1000N/m2)：

WK=3gzUSUZW0(4-18)

式中：Bgz—高度Z处的阵风系数。6口02-96和对口33规定取为2.25)。

us—风荷载体型系数(JGJ102-96和JGJ133规定取为±1.5)；

风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4和0。

一.基本风压：

风是空气的流动，必然就有速度，当风以一定速度向前运动遇到幕墙阻碍时，幕墙就承受风压。风速

越大，对幕墙的压力越大。风压是一种速度压。风的成因很复杂，影响我国的风气候系统大致有台风、

季风、峡谷风、寒潮风等，它们的运动规律多种多样。幕墙所在地的地理位置不同，它们所承受的风荷

载也不同，在设计幕墙时，逐个根据风速资料确定风荷载不是一般单位能做到的，只要求一些特殊的、

特别重要的建筑物，通过分析气象观测资料和风洞试验来确定风荷载值，而对大量一般性工程的幕墙，

则依据《建筑结构荷载规范》GB50009规定的基本风压来计算风荷载值。

基本风压系以当地比较空旷地面上离地10m高、统计所得的50年一遇lOmin平均最大风速Vo(m/s)

为标准确定的风压值。

风压是速度压，由规定的基本风速V。，按计算速度压的伯努力方程导出下式计算：

2

W()=P/2V0(4-19)式中：P—空气密度

使用风杯式测风仪时，考虑空气密度受温度、气压影响，可按下式确定空气密度：

P=[0.001276/(1+0.00366t)]x(p-0.378e/l000000)(t/m3)(4-20a)

式中：t—空气温度，CC)；P一气压，(Pa)；e—水气压，(Pa)。

也可根据所在地点的海拨高度Z(m)按下式近似估算空气密度：

P=0.00^Se-4500012,(t/m3)(4-20b)

GB50009规定的基本风压是根据全国气象台站历年来的最大风速纪录，按基本风速的标准要求，将

不同风速仪高度和时距的年最大风速，统一换算为离地10m高、自记lOmin平均年最大风速（m/s）。根

据该风速数据（选取最大风速数据，一般应有25年以上的资料；当无法满足时，至少不少于10年的风

速资料）经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速Vo。再按伯努力公式：

Wo=l/2PVo?确定基本风速。

P=Y/g，Y为空气重力密度，g为重力加速度，以「=Y/g代入Wo=Y/2gxv（）2。以往国内的风速记录

大多数根据风压板的观测结果，刻度所反映的风速，实际上是统一根据标准的空气密度P=1.25Kg/m3按

上述公式反算而得，因此在按该风速确定风压时，可统一按Wo=V（）2/16OO（KN/m2）计算。

当前各气象站已积累了根据风杯式自记风速仪记录的lOmin平均最大风速数据，因此在这次数据处

理时基本上是以自记的数据为依据。所以在确定风压时，必须考虑各台站观测当时的空气密度，当缺乏

资料时也可参考式（4-20b）的规定采用.

GB50009将基本风压的重现期由以往的30年改为50年，这样在标准上将与国外大部份国家取得一

致，经修改后各地的风压并不是在原有的基础上提高10%,而是根据新的风速观测数据进行统计分析后

重新确定的。对于风荷载比较敏感的高层建筑和高耸建筑，其基本风压值仍可由各结构设计规范，根据

结构的自身特点，考虑适当提高其重现期。对于围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，仍可取50

年一遇的基本风压。

基本风压应按GB50009规范附录D4附表D.4给出的50年一遇的风压（其中136个城市基本风压

见本教材表4-5）或全国基本风压分布图（见GB50009附图D5.3）采用，但不得低于0.3KN/m2。

全国136个城市基本风压值与基本雪压值表4-5

序号城市名基本风压Wo(Pa)基本雪压So(Pa)序号城市名基本风压W()(Pa)基本雪压So(Pa)

1北京4504002天津500400

3上海5502004重庆4000

5石家庄3503006邢台300350

7张家口5502508承德400300

9秦皇岛45025010唐山400350

11保定40035012沧州400300

13大同55025014太原400350

15阳泉40035016临汾400250

17包头55025018呼和浩特550400

19通辽55030020阜新600400

21朝阳55045022锦州600400

23鞍山50040024沈阳550500

25本溪45055026营口600400

27丹东55040028大连650400

29四平55035030长春650350

31吉林50045032通化500800

33齐刘哈尔45040034鹤岗400650

35绥化55050036佳木斯650650

37哈尔滨55045038牡丹江500600

39德州45035040烟台550400

41威海65045042济南450300

43泰安40035044潍坊400350

45青岛60020046衮州400350

47莱阳40025048徐州350350

49淮阴40040050南京400500

51南通45025052常州400350

53杭州45045054舟山850500

55金华35055056衢州350500

57宁波50030058温州600350

59蚌埠35045060六安350550

61合肥35055062安庆400350

63黄山35045064赣州300350

65九江35040066景德镇350350

67南昌45045068樟树300400

69邵武30035070南平350

71福州70072龙岩350

73厦门80074延安350250

75宝鸡35020076西安350250

77汉中30020078安康450150

79洒泉55030080张掖500100

81兰州30015082平凉300250

83天水35020084银川650200

85格尔本40020086西宁350200

87玉树30020088伊宁6001000

89乌鲁木齐60080090库尔勒450250

91哈密70020092安阳450400

93新乡40030094三门峡400200

95洛阳40035096郑州450400

97许昌40040098开封450300

99南阳350450100驻马店400450

101商邱350450102枣阳400400

103恩施300200104宜昌300300

105天门300350106武汉350500

107黄石350350108岳阳400550

109吉首300300110常德400500

111衡阳400350112郴州300300

113长沙350450114韶关350

115梅县300116广州500

117汕头800118深圳750

119堪江800120桂林300

121柳州300122梧州300

123南宁350124北海700

125海口750126三亚850

127绵阳300128成都300100

129内江400130涪陵300

131遵义300150132贵阳300200

133大理650134昆明300

135丽江300300136玉溪300

2.风压高度变化系数:

在大气边界层内，风速随离地面高度变化而增大。当气压场随高度不变时，速度随高度增大的规律,

主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度为300~500m时风速不再受地面粗糙度

的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度

比等级高的地区为低。

原规范将地面粗糙度等级由过去的陆、海两类改成A、B、C三类，但随我国建设事业的蓬勃发展,

城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区，其粗糙程度也有不同程度的提高。考虑到

大多数发达国家，诸如美、英、日等国家的规范，以及国际标准ISO4354和欧洲统一规范EN1991-2-4

都将地面粗糙度等级划分为四类，甚至于五类（日本）。为适应当前发展形势，这次修订也将由三类改成

四类，其中A、B两类的有关参数不变，C类指有密度建筑群的城市市区，其粗糙度指数a由0.2改为

0.22,梯度风高度HG仍取400m：新增添的D类，指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其

粗糙度指数a取0.3,HG取450m。

根据地面粗糙度指数及梯度风高度，即可得出风压变化系数如下：

A1.24

Uz=1.379(Z/10)°(4-2la)

BI.32

UZ=1.000(2710)0(4-2lb)

iiz^o.eiecz/io）0-44（4-2ic）

Uz^OJlSCZ/lO）0-60（4-2Id）

在确定城区的粗糙度类别时，若无a的实测资料，可按下述原则近似确定：

（一）以拟建房屋为中心、2km为半径的迎风半园影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类

别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向：

（二）以半园影响范围内建筑物的平均高度h来划分地面粗糙度类别，当h218m,为D类，

9m〈hW18m,为C类，h<9m,为B类；

（三）影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内

均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；

（四）平均高度h取各面域面积为权数计算。

当直接以高度Z来描述风压高度变化系数时:

024024A24024

由(Z/10)-=0.575Z-则uZ=1.379X0.575Z0-=0.794Z(4-22a)

由(Z/1O)°32=O.479Z032则PZB=0.479ZO32(4-22b)

由0/10)°型=0.3632。44则uzc=0.616X0.363Z0-44=0.224Z0-44(4-22c)

由(2/10)°-60=0.251Z060则PzD=0.318X0.251Za6O=O.O8Z0-60(4-22d)

表4-6风压高度变化系数P

离地面或海平面高度（m）地面粗糙度类别

ABCD

51.000.740.62

101.000.740.62

151.140.740.62

201.250.840.62

30i.421.000.62

401.561.130.73

502.031.250.84

602.121.350.93

702.201.451.02

802.271.541.11

902.341.621.19

1002.401.701.27

1502.642.031.61

2002.832.301.92

2502.992.542.19

3003.122.752.45

3503.122.942.68

4003.123.122.91

24503.123.123.123.12

例4-1.求A类地区高度60m处风压高度变化系数。

A2424

解：风压高度变化系数UZ=1.379X(60/10)°-=2.12或UZA=O.794X6O0-=2.12

例4-2.求B类地区高度90m处风压高度变化系数

解：风压高度变化系数uZB=(90/10)0-32=2.02或uzB=0.479x90°32=2.02

例4-3.求C类地区高度115m处风压高度变化系数

解：风压高度变化系数MZC=0.616X(1I5/10)044=1.804