國際風(fēng)力計算公式:
ωk=βzμsμzω0
ωk-----風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;
βz----z高度處的風(fēng)振系數(shù);
μs----風(fēng)荷載體型系數(shù);
μz----風(fēng)壓高度變化系數(shù);
ω0----基本風(fēng)壓值,kN/m2。
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βz:風(fēng)振系數(shù)是指風(fēng)對建筑物的作用是不規(guī)則的,風(fēng)壓隨風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。通常把風(fēng)作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓或平均風(fēng)壓,實際風(fēng)壓是在平均風(fēng)壓上下波動的。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定的側(cè)移,而波動風(fēng)壓使建筑物在該側(cè)移附近左右振動。對于高度較大,剛度較小的高層建筑,波動風(fēng)壓會產(chǎn)生不可忽略的動力效應(yīng),在設(shè)計中必須考慮。目前采用加大風(fēng)荷載的辦法來考慮這個動力效應(yīng),在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)。當(dāng)房屋高度大于30m、高寬比大于1.5時,以及對于構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu),均考慮風(fēng)振。( PS:對于30m以下且高寬比小于1.5的房屋建筑,可以不考慮脈動風(fēng)壓影響,此時風(fēng)振系數(shù)取βz=1.0)
μs:也稱空氣動力系數(shù),它是風(fēng)在工程結(jié)構(gòu)表面形成的壓力(或吸力)與按來流風(fēng)速算出的理論風(fēng)壓的比值。它反映出穩(wěn)定風(fēng)壓在工程結(jié)構(gòu)及建筑物表面上的分布,并隨建筑物形狀、尺度、圍護(hù)和屏蔽狀況以及氣流方向等而異。對尺度很大的工程結(jié)構(gòu)及建筑物,有可能并非全部迎風(fēng)面同時承受最大風(fēng)壓。對一個建筑物而言,從風(fēng)載體型系數(shù)得到的反映是:迎風(fēng)面為壓力;背風(fēng)面及順風(fēng)向的側(cè)面為吸力;頂面則隨坡角大小可能為壓力或吸力。8.3.1房屋和構(gòu)筑物的風(fēng)載體型系數(shù),可按下列規(guī)定采用:1 房屋和構(gòu)筑物與表8.3.1 中的體型類同時,可按該表的規(guī)定采用;2 房屋和構(gòu)筑物與表8.3.1 中的體型不同時,可參考有關(guān)資料采用;3 房屋和構(gòu)筑物與表8.3.1 中的體型不同且無參考資料可以借鑒時,宜由風(fēng)洞試驗確定;4 對于重要且體型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物,應(yīng)由風(fēng)洞試驗確定。
μz:從某一高度的已知風(fēng)壓(如高度為10米的基本風(fēng)壓),推算另一任意高度風(fēng)壓的系數(shù)。風(fēng)壓高度變化系數(shù)隨離地面高度增加而增大,其變化規(guī)律與地面粗糙度及風(fēng)速廓線直接有關(guān)。設(shè)計工程結(jié)構(gòu)時應(yīng) 風(fēng)荷載 在不同高度處取用對應(yīng)高度的風(fēng)壓值。
對于平坦或稍有起伏的地形,風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表8.2.1 確定。
地面粗糙度可分為A、B、C、D 四類:
——A 類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);
——B 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);
——C 類指有密集建筑群的城市市區(qū);
——D 類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。
對于山區(qū)的建筑物,風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按平坦地面的粗糙度類別,由表8.2.1確定外,還應(yīng)考慮地形條件的修正,修正系數(shù)η分別按下述規(guī)定采用:
1 對于山峰和山坡,其頂部B 處的修正系數(shù)可按下述公式采用:
式中tg α—山峰或山坡在迎風(fēng)面一側(cè)的坡度;當(dāng)tg α>0.3 時,取tg α=0.3;
k—系數(shù),對山峰取3.2,對山坡取1.4;
H—山頂或山坡全高(m);
z—建筑物計算位置離建筑物地面的高度,m;當(dāng)z>2.5H 時,取z=2.5H。
對于山峰和山坡的其他部位,可按圖8.2.2 所示,取A、C 處的修正系數(shù)ηA、ηC 為1,AB 間和BC 間的修正系數(shù)按η的線性插值確定。
2 山間盆地、谷地等閉塞地形η=0.75~0.85;
對于與風(fēng)向一致的谷口、山口η=1.20~1.50。
1. 8.2.3對于遠(yuǎn)海海面和海島的建筑物或構(gòu)筑物,風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按A 類粗糙度類別,由表8.2.1 確定外,還應(yīng)考慮表8.2.3 中給出的修正系數(shù)。
地面粗糙度
地面因障礙物形成影響風(fēng)速的粗糙程度。風(fēng)(氣流)在接近地面運動時,受到樹木、房屋等障礙物的摩擦影響,消耗了一部分動能,使風(fēng)速逐漸降低。這種影響一般用地面粗糙度衡量。地面粗糙度愈大,同一高度處的風(fēng)速減弱愈顯著。一般地面粗糙度可由小而大列為水面、沙漠、空曠平原、灌木、村、鎮(zhèn)、丘陵、森林、大城市等幾類。
風(fēng)速廓線
風(fēng)速隨高度的變化曲線(圖2)。風(fēng)速通常隨離地面高度增大而增加。增加程度主要與地面粗糙度和溫度梯度有關(guān)。達(dá)到一定高度后,地面的摩擦影響可忽略不計,該高度稱為梯度風(fēng)高度。梯度風(fēng)高度隨地面粗糙度而異,一般約為300~500 米。梯度風(fēng)高度以內(nèi)的風(fēng)速廓線一般可用指數(shù)曲線表示。
ω0:基本風(fēng)壓與風(fēng)剖面、重現(xiàn)期、離地高度等因素有關(guān),對于不同設(shè)計安全度的荷載規(guī)范,其基本風(fēng)壓亦有較大差別,如橋規(guī)與房屋風(fēng)荷載規(guī)范中基本風(fēng)壓明顯不同。由基本風(fēng)壓計算離地面10m高度處風(fēng)速,最根本的方法要經(jīng)過兩次換算:首先, 基本風(fēng)壓的計算 由規(guī)范基本風(fēng)壓及其風(fēng)剖面換算至大氣邊界層梯度高度處風(fēng)速,再由該風(fēng)速按工程場地處風(fēng)剖面換算得出離地10m高度處風(fēng)速。注意,規(guī)范規(guī)定某一地區(qū)風(fēng)壓,給定的風(fēng)剖面指數(shù)與梯度高度同該地區(qū)內(nèi)工程場地相關(guān)參數(shù)可能有較大不同
廣告牌受力的實際計算要參考以下數(shù)值:
位置:沿海、郊區(qū)、市區(qū)。
樓高:離地面多少高底
受力面:畫面廣告以100%計算,發(fā)光字以50-60%計算。
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