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,8.4? 顺风向风振和】风振:系,数
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8.4.】1 参考》国外规范及我国【建筑工程抗风—设计和理《论研究的实践情【。况当结构基本自【振周期T≥0.2】5s:时以及?对,。于高度超过》30m且高》宽比大于1.—5,的高柔房屋由风【引起的结构振动比】较明显而且随—。着结构?自振周期的增长风振!也随之增强》因此在设计中应考虑!风振:的影响?而且原则上》还应考?虑多个振型的影响;!对于前几阶》频,率比较密集》的结构例如桅杆、】屋盖等结构需要考】虑的:振型可多达》10个及以上应按】随机:振动理论对结—构的:响应进行计算
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【对于T<0》。.25s《的结构和高度小【于30m或高宽【比小于1.》5的房屋原则上【也应考虑风振—影响但已有》研究:表明对这类结构往】。往按构造要》求进行结构》设,计结构已有足够【的刚:度所以?这类结构《的风振?响应一般不大一般】来说不考虑风振【响应:不会影响这》类,结构的抗风安全【性
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8.《4.:2 对《。如何考虑屋》盖结构的《风振问题《过去没有《提及这次《修订予以补》充需考虑风振的屋盖!结构指的是》跨度:。大于36m的柔性】屋盖结构以及质【量轻刚度小的索【膜结构?
— ? ,。屋盖结?构风振响应和等【效静力风荷》载计算是一个复杂】的问题国内外规【范均没有给出一般】性计算方法目前比较!一致的观点》。是屋盖?结构不宜采用—与高层?。。建筑和高《耸结构相同的风振系!数计算方法这是因为!高,层及高耸结构的【顺风:向风振系数方法【本质上是直接采【用风速谱《估计风压谱(准定】常方法)然后—计算结构的顺—风向振?动响应对于高层(】耸)结构《的顺风?向风振这种方—法是合适的但屋【盖,结构的脉《动风压除了和风速脉!动有关外还和—流动分离、》再附、旋涡脱落【等复杂流动现—象有关所以风—压谱不能直》接用风速谱来表示】此外屋盖结》构多阶模态及—模态耦合效应比较】明显难以简单采用】。风振系数方法
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悬【挑型大跨《屋盖结构与》一般悬臂型结—构类似第1阶振型对!风振:响应的贡献》最大:另有研究表明单【侧独:立,悬挑型大《。跨,屋盖结构可按—照准定常方法计【算风振响应比如澳洲!规范:(AS/N》Z,S 1170.【2200《2,)基于准定》。常方法给出悬—挑型大跨屋盖的设】计风:荷载但需要注意的】是当存在另一侧看台!挑篷或其他建筑【物干扰时准定—常方法有可》能也不适《用
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8.4.3~8.!。。4,.,6 ?对于一?般悬臂型结构例如】框架、塔架》、烟囱等《高耸:结构高度《大于30m且高【宽比大于1.5的】高柔房屋由于频谱比!较稀疏第一振型起】到绝对的作用—此时可以《仅考虑结构的—第一振型并》通过下?式的:。风振系数来表—达
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《式中为顺风向单【位高度平《均风力(《kN/m)可按下】式计算
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为顺【风向单位高度—第1阶风振惯性力峰!。值(k?N/m)对于重【量沿高度《无变化的等》截面结构采用—。下式计算
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式中ω为结构顺】。风,向,第1阶自振圆频率】;g为峰值因子取为!2.5?与原规范取值2【。.2相比《有适当提高;σq1!为顺风向一阶广【。义位移均方根当假】。定,相干函数与频率无关!时σq?1可按下式计算
】
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!将风振响应》。近似取为准静态的背!。景分量及窄带共【振响应分量之—。和则式(4)与【。频率有?关的积分项可近似表!示为
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而:式(4?)中与频率无关的积!分项乘以φ1(【z,。)/μz(z—)后以背景》分,量因子表达
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【
将式—(2)~《式(6)《。代人式(1》)就得到《规范规定的风振系】数计算?式(8.4》.,3)
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共振因子!R的一般计算式为】
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Sf!为归一化风速—谱若采用Daven!port《。建议:的风速?谱密度经验公式则】
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利用式(7【)和式?(8)?可得到规《范,的共振因《子计:算,。公式:(8.4.》4-1)《
—。 在背—景因子计算中—可,采用Shiotan!i提出的与频率无】关的竖向和》水平向相干函数
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湍流度沿高!度的:分布:可按下式计算
【
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? , 式中?α为地面粗糙度【指数:对应于A、B、C】和D类地貌分别【取为:0.12、0—.15、0.22】和0.?30:I10为10m高名!义湍流度对应A、B!、C和?D类地?面粗糙度可分别取0!.12、《0,.14、0.2【3,和0.39》取值比?原,规范有适当》提,。高
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: 《式,(,6)为多《重积分式为方便【。使用:经过大量试算及【回归分析《采用:非线性最小二乘法拟!合得到?简化经验《公,式(8.4》.5)?拟合计算过程中考虑!了迎风面和背—风面的风压》相关性同时结合工程!经验:乘以:了,0.7的《折减系数《
】 对于体型或质】量,沿,。高度变化的高耸【结构:在,应用公式《(8.4《.5:。)时应注《意如:下问:。题,对于进深尺寸比较均!匀的构筑物即使迎风!面宽度沿高度有变】化计算结果也和按】。等截:面计算的结果—十分:接,近故对?这种情况仍可采用】公式:(8.4.5)计算!背,景分量因子;对于进!深尺寸和宽度沿【。高度按线性或近似】于线:性,变化、而重量—沿高度?按连续规《律变化的构筑—物例:。如截面为正方—形或:三角:形的高耸塔》架及圆形《截面的?烟囱计算结果表明】。必须:考虑:外形的影响》对背景分量因—子予以修正
】
— 本次修《订在附录J中增加了!顺风向风振加速度】计算的内《容顺风?向风振加速度计算的!理论与上述》风振系?数计算?所采用?的相同在《仅考虑?第一振型情况下加速!度响应峰值可按下】式计算
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式》中,Sq1(ω)—。为顺风向第》1阶广?义位移响应功率谱
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— 采用Dave!nport》风速谱?和Shiotan】i空间相关性公式】上式可表示为
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为—便于使用上式—中的根号项》。用顺风?向风振?加速度的《脉动系?数ηa表示则可得到!本规范附录J的公式!。(,J.1?.1)经计算整理得!到ηa的计》算用表即本规—范表J.1.2【
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8.4.7【。。 结构振型系数按!理,应通过结《构动力分析确定为】了简化在确》定风荷载时可—采用近似《公式按结构变—形特:。点对:高耸构?筑物:可按弯曲型考虑采】。用下述近《似公式
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》对,高层建筑《。当以剪力墙》的工作为主时可按】弯,剪型考?虑采用?下,述近似公式
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? : 对高层建》筑也可进一步—考虑框架和剪力【墙各自?的弯曲和剪》切刚度根《据不同的综合刚【度参数λ给出不同】的振型系数附录G】对高层?建筑给出前四个【。振型系数它是假设】。框架和剪力墙均【起主要作用时—的情况即取λ—=3:综合刚度参数—λ可按下式确定【
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式中C建—筑物的剪切刚度;
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》 —EIw剪力墙的【弯,曲刚度?;
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— E》IN考虑墙柱—轴向变形的等效刚度!;
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— , Cf—框架剪切刚度;
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》 Cw剪力【墙剪切?刚,度;
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》 H房屋!总,高
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