高层建筑结构CAD系统中考虑空间效应的风荷载计算研究.pdfVIP

第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 2002年 高层建筑结构CAD系统中考虑空间效应的 风荷载计算研究 邹万红 尚守平 (湖南大学结构工程研究所，湖南410082 提要 本文首先简述了高层建筑CAD软件在风荷载计算方面存在的不足，即采用单一的风荷载体型系 数和风荷载作用方向的单一性，简而言之就是不能考虑高层建筑风荷载的空间效应.针对这些问题，提 出了由计算机自动计算风荷载的方法，并详细阐述了其有哪些信誉好的足球投注网站外围梁单元的逆时针算法。最后，介绍J一考 虑空间效应的风荷载在高层建筑结构CAD的实现. 关”词高层建筑结啡AD，空间作用，风荷载，逆时针算法 人 1前言 建筑物在风荷载作用下，其迎风面将承受风压力，背风面则承受风吸力。随着建筑层 数的增加，风荷载的影响不断增大，对于超高层钢结构，风荷载对构件截面与结构的水平 位移往往起控制作用。对于超高层建筑，风荷载主要与风向、风速、建筑物的体型、质量 与刚度特性、以及建筑物所处的地理环境有关。计算风荷载动力效应的最直接的方法是模 拟建筑及其周围环境进行风洞试验。通过风洞试验，可以确定作用于建筑物表面上的风压 力和风吸力的大小与分布。但是目前风洞试验的费用相当高，不是所有的高层建筑都有条 件进行风洞试验。这时候用可靠的方法准确的计算出建筑物各表面上风压力和风吸力的大 小与分布就相当重要了。 风荷载在建筑物的各个表面的分布是很不均匀的，但由于没有合适的计算方法，现有 的结构整体计算中，为了简单起见，对迎风面和背风面常常统一地采用一个平均的体型系 数m 这种简化计算一方面没有真实的反映建筑物各个表面的风荷载作用;另一方面，在 结构的空间有限元分析时，由于位于各个表面的杆件上的风荷载值有偏差，形成等效节点 荷载向煲时亦有一定的出入;最终将对杆件的内力和截面设计产生一定的影响。 邹万红，男，1976.8年出生，硕士研究生 一 科 1一 第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 2002年 2高层建筑的风荷载计算公式 我国 建《筑结构荷载规范》(G叮 9-87)规定，垂直于建筑表面的风荷载标准值， 应按式 (1)计算。高层建筑应乘以1.1或1.2的基本风压值调整系数。 Wk=刀=f1=usoco (1) 式中 COO 高层建筑基本风压值; fl,— Z高度处的风振系数: f1s— 风荷载体型系数; 11=- Z高度处的风压高度变化系数; 通常拜:是通过查表求值的，为了便于程序编制，FSWAS系统中用公式 (2) 来求风压高度变化值[[z1, (2) 式中:z为建筑物高度，P,3A、PflB、P#C分别对于A,B,C二类粗糙度的风 压高度变化系数。 3有哪些信誉好的足球投注网站建筑结构平面外围梁的逆时针算法 为了计算建筑物各表面上的真实风荷载值，笔者按照下面的方法步骤由用户交互来确 定建筑物各表面的风荷载值: 一 442一 第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 2002年 图2 一 科3一 第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 2002年 1) 由程序自动完成建筑物的各个表面构件 (梁、柱)的有哪些信誉好的足球投注网站，以确定风荷载作 用的各个建筑表面以及受到风荷载直接作用的结构构件。 2) 在有哪些信誉好的足球投注网站完成建筑物的各表面的基础上，由用户来