建筑荷载横风向及扭转风振的等效风荷载.docx

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建筑荷载横风向及扭转风振的等效风荷载

建筑荷载横风向及扭转风振的等效风荷载

附录H横风向及扭转风振的等效风荷载

H．1圆形截面结构横风向风振等效风荷载

H．1．1跨临界强风共振引起在z高度处振型j的等效风荷载标准值可按下列规定确定：

1等效风荷载标准值wLk,j（kN／m2）可按下式计算：

式中：

λj——计算系数；

vcr——临界风速，按本规范公式（8．5．3-2）计算；

j（z）——结构的第j振型系数，由计算确定或按本规范附录G确定；

ζj——结构第j振型的阻尼比；对第1振型，钢结构取0．01，房屋钢结构取0．02，混凝土结构取0．05；对高阶振型的阻尼比，若无相关资料，可近似按第1振型的值取用。

2临界风速起始点高度H1可按下式计算：

式中：

α——地面粗糙度指数，对A、B、C和D四类地面粗糙度分别取0．12、0．15、0．22和0．30；

vH——结构顶部风速（m／s），按本规范公式（8．5．3-3）计算。

注：

横风向风振等效风荷载所考虑的高阶振型序号不大于4，对一般悬臂型结构，可只取第1或第2阶振型。

3计算系数λj可按表H．1．1采用。

表H．1．1λj计算用表

H．2矩形截面结构横风向风振等效风荷载

H．2．1矩形截面高层建筑当满足下列条件时，可按本节的规定确定其横风向风振等效风荷载：

1建筑的平面形状和质量在整个高度范围内基本相同；

2高宽比H／

在4～8之间，深宽比D／B在0．5～2之间，其中B为结构的迎风面宽度，D为结构平面的进深（顺风向尺寸）；

3vHTL1／

≤10，TL1为结构横风向第1阶自振周期，vH为结构顶部风速。

H．2．2矩形截面高层建筑横风向风振等效风荷载标准值可按下式计算：

式中：

wLk——横风向风振等效风荷载标准值（kN／m2），计算横风向风力时应乘以迎风面的面积；

g——峰值因子，可取2．5；

C′L——横风向风力系数；

RL——横风向共振因子。

H．2．3横风向风力系数可按下列公式计算：

式中：

Cm——横风向风力角沿修正系数，可按本附录第H．2．5条的规定采用；

α——风速剖面指数，对应A、B、C和D类粗糙度分别取0．12、0．15、0．22和0．30；

CR——地面粗糙度系数，对应A、B、C和D类粗糙度分别取0．236、0．211、0．202和0．197。

H．2．4横风向共振因子可按下列规定确定：

1横风向共振因子RL可按下列公式计算：

式中：

SFL——无量纲横风向广义风力功率谱；

Csm——横风向风力功率谱的角沿修正系数，可按本附录第H．2．5条的规定采用；

ζ1——结构第1阶振型阻尼比；

KL——振型修正系数；

ζa1——结构横风向第1阶振型气动阻尼比；

T*L1——折算周期。

2无量纲横风向广义风力功率谱SFL，可根据深宽比D／B和折算频率f*L1按图H．2．4确定。

折算频率f*L1按下式计算：

图H．2．4无量纲横风向广义风力功率谱

（一）

图H．2．4无量纲横风向广义风力功率谱

（二）

式中：

fL1——结构横风向第1阶振型的频率（Hz）。

H．2．5角沿修正系数Cm和Csm可按下列规定确定：

1对于横截面为标准方形或矩形的高层建筑，Cm和Csm取1．0；

2对于图H．2．5所示的削角或凹角矩形截面，横风向风力系数的角沿修正系数Cm可按下式计算：

图H．2．5截面削角和凹角示意图

3对于图H．2．5所示的削角或凹角矩形截面，横风向广义风力功率谱的角沿修正系数Csm可按表H．2．5取值。

表H．2．5横风向广义风力功率谱的角沿修正系数Csm

注：

1A类地面粗糙度的Csm可按B类取值；

2C类地面粗糙度的Csm可按B类和D类插值取用。

H．3矩形截面结构扭转风振等效风荷载

H．3．1矩形截面高层建筑当满足下列条件时，可按本节的规定确定其扭转风振等效风荷载：

1建筑的平面形状在整个高度范围内基本相同；

2刚度及质量的偏心率（偏心距／回转半径）小于0．2；

式中：

wTk——扭转风振等效风荷载标准值（kN／m2），扭矩计算应乘以迎风面面积和宽度；

μH——结构顶部风压高度变化系数；

g——峰值因子，可取2．5；

C′T——风致扭矩系数；

图H．3．4扭矩谱能量因子