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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.《2,5s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
!
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【/NZS 11【7,0,。.2:2002)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】
《。
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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《
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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(kN/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σq1!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:)
【。 共振因子R!的一般计算式为
!。
》
Sf【为归一化风速—谱若:采用Dave—nport》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)
!
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在背【景因子计《算中:可采用Shiota!ni提出的与频率无!。关的竖向和》水平向相干函数
!
《
《
湍流《度沿高度的分布可】按下式计算
!
》
《 : 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】0.30I10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、】0.23和0.【39:取值比原《规范有适当提高【
》
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
—
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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,
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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Dav—enport风【速谱和S《hiotani【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
!
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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?。
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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;
!
《 : EIw剪力墙的弯!曲刚度?;
》
《。。 EI—N考:虑墙柱轴《向,变形的等《效刚:度;
!
《
— C:f框架?剪切刚度;》。
—。 Cw】剪力墙剪切刚—度;
》
》 H》房屋总高
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