第六讲：结构抗风计算概念、顺风效应.pptVIP

3.3 结构抗风计算的几个重要概念 3.3.1 结构的风力与风效应： 1、风力---作用于物体表面的风压沿表面积分,将得到三种力的成分:顺风向力PD、横风向力PL、扭风力矩PM。 2、结构风效应—— 由风力产生的结构位移、速度、加速度响应。 3.3.2 顺风向平均风与脉动风： 顺风向风速成分 长周期成分(10min) 短周期成分(几秒) 顺风向风效应 平均风(稳定风) 脉动风(阵风脉动) 顺风向风效应特点 平均风: 对结构的动力影响很小,可等效为静力作用。 脉动风：使结构产生动力响应。是引起结构顺风向振动 的主要原因。 脉动风速一般处理为随机过程[vf(t),t∈T] 工程上常假定为零均值正态平稳随机工程。 3.4 顺风向结构风效应 3.4.1 顺风向平均风效应 1、风荷载体型系数（μS) (Style) 工程结构物不能理想地使自由气流停滞，而是让气流 以不同方式在结构表面绕过，因此需对风压计算公式进 行修正，修正系数与结构物的体型有关，称为风荷载体 型系数。 完全从理论上确定任意受 气流影响的物体表面的压 力尚做不 到。 一般通过试验方法（风洞 试验、实际测量风压分布 ）确定μS 。 p0+? ρv02 = p +? ρv 2 w=p-p0=(1-v2/v02)?ρv02 = μS w0 μS =1-v2/v02 μS = w/ w0 = w实际/ w计算 μS查荷载规范表7.3.1 验算围护构件及其连接的强度时,采用局部风压体型系数 一、外表面 正压区- 查表； 负压区-对墙面,取-1.0; -对墙角边,取-1.8; -屋面局部,取-2.2; -对檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件，取-2.0。 二、内表面 对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2 2、平均风下结构的等效静风压 平均风对结构的作用可等效为静力荷载，考虑高度、体 型修正，等效静风压为： 3.4.1 顺风向脉动风效应 顺风向脉动风作用下结构的动力响应--风振计算应按随 机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。 规范条件：对于基本自振周期T1大于0.25 s的工程结构， 如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5的高柔房屋。 在原则上应考虑多个振型的影响。 对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱 等高耸结构，以及对于高度大于30m，高宽比 大于1.5且可忽略扭转影响的高层建筑（由于 频谱比较稀疏，第一振型起到绝对的影响）,均 可仅考虑第一振型影响，结构的风荷载可通过 风振系数βz计算。 将顺风向平均风压与脉动风压之和表达为 顺风向总风压w(z) w(z)=β(z)μs(z)μz(z)w0 βz =1+ξυφz/μz ξ ---- 脉动增大系数（表3-10） υ ---- 脉动影响系数 （表3-11、12、13） φz ---- 振型系数（应按实际工程由结构力学计算） 例题---顺风向风效应 已知城市市区一矩形 平面RC高层建筑,平 面沿高度保持不变。 H=100m,B=33m。 基本风压w0=0.44kN/m2， 结构自振周期T1=2.5s。 求风产生的建筑底部 弯矩。 为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个 区段20m高，区段中点位置风荷载值作为该区段的平均 风荷载值。 解： 1、体型系数。 迎风面 0.8(压），背风面-0.5(吸）