4.2.1  垂直作用于高耸结构表面单位计算面积上的风荷载标准值应按下式计算：

ωk＝βzμsμzω0             (4.2.1)

式中：ωk——作用在高耸结构z高度处单位投影面积上的风荷载标准值(kN/m2)；

   ω0——基本风压(kN/m2)，取值不得小于0.35kN/m2；

   μz——高度z处的风压高度变化系数；

   μs——风荷载体型系数；

   βz——高度z处的风振系数。

4.2.2  基本风压ω0应以当地空旷平坦地面、离地10m高、50年重现期、10min平均年最大风速为标准，其值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009执行，且应符合本标准第4.2.1条的规定。

4.2.3  当城市或建设地点的基本风压值在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的全国基本风压图上没有给出时，其基本风压值可根据当地年最大风速资料，按基本风压定义，通过统计分析确定，分析时应考虑样本数量的影响。当地没有风速资料时，可根据附近地区规定的基本风压或长期资料，通过气象和地形条件的对比分析确定；也可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中全国基本风压分布图确定。

4.2.4  山区及偏僻地区的10m高处的风压，应通过实地调查和对比观察分析确定。一般情况可按附近地区的基本风压乘以下列调整系数采用：

    1  对于山间盆地、谷地等闭塞地形，调整系数为0.75～0.85；

    2  对于与风向一致的谷口、山口，调整系数为1.20～1.50。

4.2.5  沿海海面和海岛的10m高的风压，当缺乏实际资料时，可按邻近陆上基本风压乘以表4.2.5规定的调整系数采用。

表4.2.5  海面和海岛的基本风压调整系数

4.2.6  风压高度变化系数，对于平坦或稍有起伏的地形，应根据地面粗糙度类别按表4.2.6确定。

表4.2.6  风压高度变化系数μz

    1  地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

      1)A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

      2)B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇；

      3)C类指有密集建筑群的城市市区；

      4)D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

    2  在确定城区的地面粗糙度类别时，当无实测资料时，可按下列原则确定：

      1)以拟建高耸结构为中心，2km为半径的迎风半圆影响范围内的建筑及构筑物密集度来区分粗糙度类别，风向以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风；

      2)以半圆影响范围内建筑及构筑物平均高度来划分地面粗糙度类别：≥18m时，为D类；9m＜＜18m时，为C类；≤9m时，为B类；

      3)影响范围内不同高度的面域：每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内均为该高度；当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；

      4)平均高度取各面域面积为权数计算。

    3  对于山区的高耸结构，风压高度变化系数可按结构计算位置离山地周围平坦地面高度计算。

4.2.7  不同类型高耸结构的风荷载体型系数μs取值应符合下列规定：

    1  悬臂结构，当计算局部表面[图4.2.7-1(a)]分布的体型系数μs时，应按表4.2.7-1采用；当计算整体[图4.2.7-1(b)]体型系数时，应按表4.2.7-2采用。

图4.2.7-1  悬臂结构

表4.2.7-1  悬臂结构体型系数μs

注：表中数值适用于μzω0d2≥0.02的表面光滑情况，其中ω0为基本风压，以kN/m2计，d以m计。

表4.2.7-2  悬臂结构整体计算体型系数μs

注：1  表中圆形结构的μs值适用于μzω0d2≥0.02的情况，D以m计；ω0为基本风压，以kN/m2计；

  2  表中“光滑”系指钢、混凝土等圆形结构的表面情况，“粗糙”系指结构表面凸出肋条较小的情况；

  3  计算正方形对角线方向的风载时，体型系数按照表4.2.7-2取值，迎风面积按照正方形单面面积取值。

    2  型钢及组合型钢结构(图4.2.7-2)的体型系数应按表4.2.7-3采用。

图4.2.7-2  型钢及组合钢结构

表4.2.7-3  型钢及组合型钢结构体型系数μs

    3  塔架结构(图4.2.7-3)的体型系数应按下列规定取值：

图4.2.7-3  塔架结构截面形式

      1)角钢塔架整体体型系数μs应按表4.2.7-4采用。

表4.2.7-4  角钢塔架的整体体型系数μs

续表4.2.7-4

注：1  挡风系数，均按塔架迎风面的一个塔面计算；

  2  六边形及八边形塔架的μs值，可近似地按表中方形塔架参照对应的风向①或②采用；但六边形塔迎风面积按两个相邻塔面计算，八边形塔迎风面积按三个相邻塔面计算。

      2)管子及圆钢塔架的整体体型系数μs应按下列规定取值：

        a)当μzω0d2≤0.002时，μs值应按角钢塔架的整体体型系数μs值乘以0.8采用；

        b)当μzω0d2≥0.015时，μs值应按角钢塔架的整体体型系数μs值乘以0.6采用；

        c)当0.002＜μzω0d2＜0.015时，μs值应按插入法计算。

      3)当高耸结构由不同类型截面组合而成时，应按不同类型杆件迎风面积加权平均选用μs值。

    4  格构式横梁的体型系数应按下列规定取值：

      1)矩形格构式横梁(图4.2.7-4)，当风向垂直于横梁(θ＝90°)时，横梁的整体体型系数μs应按表4.2.7-5取值；当风向不与横梁垂直时，横梁的整体体型系数μs应按表4.2.7-6取值；

图4.2.7-4  矩形格构式横梁

表4.2.7-5  风向垂直于角钢桁架横梁的整体体型系数μs

表4.2.7-6  风向不与横梁垂直时横梁整体体型系数μs

注：1  μsn、μsp分别为垂直和平行于横梁的体型系数分量；

  2  μs为风向垂直于横梁时的整体体型系数；

  3  计算μsn及μsp时，均以横梁正面面积为准。

      2)三角形横梁的整体体型系数可按矩形横梁的值乘以0.9采用；

      3)管子及圆钢组成的横梁可按本条第3款第2项的方法计算整体体型系数μs的值。

    5  架空线、悬索、管材等(图4.2.7-5)的体型系数应按表4.2.7-7取值。

图4.2.7-5  架空线、悬索、管材

1-结构(线索、管)

表4.2.7-7  架空线、悬索、管材体型系数μsn

注：μsn为作用于结构的垂直风向分量ωn的体型系数；作用于结构的平行风向分量ωp的体型系数μsp影响较小，可不计。

    6  架空管道为上下双管[图4.2.7-6(a)]时，整体体型系数μs应按表4.2.7-8的规定取值；当架空管道为前后双管[图4.2.7-6(b)]时，整体体型系数μs应按表4.2.7-9的规定取值。

图4.2.7-6  架空管道

表4.2.7-8  架空管道为上下双管时体型系数μs

注：表中μs值适用于μzω0d2≥0.02。

表4.2.7-9  架空管道为前后双管时体型系数μs

注：表中μs值适用于μzω0d2≥0.02的情况，并为前后两管的系数之和。

    7  倒锥形水塔的水箱[图4.2.7-7(a)]的体型系数和绝缘子[图4.2.7-7(b)]的体型系数应按表4.2.7-10的规定取值。

图4.2.7-7  倒锥形水塔的水箱、绝缘子立面图

表4.2.7-10  倒锥形水塔的水箱、绝缘子体型系数μs

    8  微波天线(图4.2.7-8)的体型系数应按表4.2.7-11的规定取值。

图4.2.7-8  微波天线平面图

表4.2.7-11  微波天线体型系数μs

续表4.2.7-11

    9  石油化工塔型设备(图4.2.7-9)的体型系数应按表4.2.7-12的规定取值。

图4.2.7-9  石油化工塔型设备

1-爬梯；2-平台

表4.2.7-12  石油化工塔型设备的体型系数μs

注：1  表中μs值适用于包括了平台、梯子、管线等影响的单个塔型设备，计算风荷载时其挡风面积可仅取塔型设备的外径；

  2  当塔型设备直径为变直径时，可按各段高度和外径求加权平均值；

  3  当设备直径为表中中间值时，μs可用插入法计算。

    10  球状结构(图4.2.7-10)的体型系数应按表4.2.7-13的规定取值。

图4.2.7-10  球状结构

表4.2.7-13  球状结构的体型系数

    11  封闭塔楼和设备平台(图4.2.7-11)的体型系数应按表4.2.7-14的规定取值。

图4.2.7-11  封闭塔楼和设备平台立面图

表4.2.7-14  封闭塔楼和设备平台的体型系数

    12  四管组合柱(图4.2.7-12)的体型系数应按表4.2.7-15的规定取值。

图4.2.7-12  四管组合柱

表4.2.7-15  四管组合柱体型系数μs

注：以一个圆管的直径计算挡风面积。

    13  三管组合柱对角线风向[图4.2.7-13(a)、(b)、(c)]的体型系数μs应按表4.2.7-16取值，0°风向[图4.2.7-13(c)、(d)]的体型系数μs应按表4.2.7-17取值。

图4.2.7-13  三管组合柱

表4.2.7-16  三管组合柱对角线风向体型系数μs

注：以一个圆管的直径计算挡风面积。

表4.2.7-17  三管组合柱0°风向体型系数μs

注：1  以一个圆管的直径计算挡风面积；

  2  μsX、μsY分别为X方向和Y方向的体型系数，为整体体型系数，且整体体型系数在x轴、y轴投影，应等于在x轴、y轴上的单独体型系数。

4.2.8  高耸结构体型未在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中列出的，但与本标准所列结构体型相似时，其风荷载体型系数可按本标准第4.2.7条的规定采用；特别重要或体型复杂的高耸结构，宜由风洞试验或数值风洞计算确定。

4.2.9  自立式高耸结构在z高度处的风振系数βz可按下式确定：

式中：ξ——脉动增大系数，按表4.2.9-1采用，其中T取结构的基本自振周期；

   ε1——风压脉动和风压高度变化等的影响系数，按表4.2.9-2采用；

   ε2——振型、结构外形的影响系数，按表4.2.9-3采用。

表4.2.9-1  脉动增大系数ξ

注：1  表中给出了结构对应的阻尼比从左到右依次为0.01～0.05，可根据结构型式相应选取；对于单管塔可取阻尼比0.01，其余类型塔的阻尼比可按照本标准第4.4.6条选取；

  2  对于上部用钢材、下部用混凝土的结构，可近似地分别根据钢和混凝土查取相应的ξ值，并计算各自的风振系数。

表4.2.9-2  考虑风压脉动和风压高度变化的影响系数ε1

注：1  对于结构外形或质量有较大突变的高耸结构，风振计算均应按随机振动理论进行；

  2  计算时，对地面粗糙度B类地区可直接带入基本风压，而对A类、C类、D类地区应按当地的基本风压分别乘以1.28、0.54、0.26。

表4.2.9-3  考虑振型和结构外形的影响系数ε2

续表4.2.9-3

注：1  表中有括弧的，括弧内的系数适用于直线变化结构，括弧外的系数适用于凹线形变化的结构，其余无括弧的系数两者均适用；

  2  表中变化范围中的数字为A类地貌至D类地貌，B类地貌可取该数字范围内约1/5处，C类可取约1/2处。

4.2.10  钢桅杆风振系数应符合下列规定：

    1  杆身风振系数应按下列规定确定：

      1)当钢桅杆高度不大于150m时：

        悬臂段βz(z)＝2.1；

        非悬臂段βz(z)＝1.6；

      2)当钢桅杆高度大于150m时：

式中：g——峰值因子，取2.5；

  I10——10m高紊流度，A类、B类、C类、D类地貌分别为12％、14％、23％、39％；

  α——风剖面指数，A类、B类、C类、D类地貌分别为0.12、0.15、0.22、0.30；

  ξj——脉动增大系数，按表4.2.9-1采用；

   H——塔身全高；

   N——沿杆身全高取N个等分点计算风振系数，每小段的长度为dH＝H/N，点的编号自下至上为1，2，…，N；

Φ，(i)——杆身第i点所在高度的第j阶振型系数。

    2  钢桅杆纤绳风振系数应按下列规定确定：

      1)当钢桅杆高度不大于150m时：

βz＝1.6

      2)当钢桅杆高度大于150m时：

βz＝1＋ξεq        (4.2.10-2)

式中：ξ——脉动增大系数，按表4.2.9-1采用，其中T取纤绳的基本自振周期；

   εq——综合考虑风压脉动、高度变化及振型影响的系数，按表4.2.10采用。

表4.2.10  综合考虑风压脉动、高度变化及振型影响的系数εq

注：1  变化范围的数字A类至D类地貌，B类地貌取该数字范围内约1/10处，C类取1/2处；

  2  表中，ω为考虑杆身影响后的纤绳实际基频(rad/s)，l为纤绳弦向长度(m)，S为纤绳张力(N)，m为纤绳线质量密度(kg/m)；

  3  两端铰支的纤绳的基频为。

4.2.11  高耸结构应考虑由脉动风引起的垂直于风向的横向共振的验算。

4.2.12  对于竖向斜率不大于2％的圆筒形塔、烟囱等圆截面构筑物以及圆管、拉绳和悬索等圆截面构件，应根据雷诺数Re的不同情况按下列规定进行横风向风振的验算：

    1  可按下列公式计算结构或构件的雷诺数Re、临界风速υcr、结构顶部风速υH：

式中：υcr，j——第j振型临界风速(m/s)；

     υ——计算雷诺数时所取风速(m/s)，可取υ＝υcr，j；

     d——圆筒形结构的外径(m)，有锥度时可取2/3高度处的外径；

    St——斯脱罗哈数，对圆形截面结构或构件取0.2；

    Tj——结构或构件的j振型的自振周期(s)；

   υH——结构顶部的风速(m/s)；

   μH——高度H处风压高度变化系数。

    2  圆形截面结构或构件的横风向风振响应分析应符合下列规定：

      1)当雷诺数Re＜3×105且υH＞υcr，j时，应在构造上采取防振措施或控制结构的临界风速υcr，j不小于15m/s；

      2)当雷诺数Re≥3.5×106且1.2υH＞υcr，j时，应验算共振响应。横向共振引起的等效静风荷载ωLdj(kN/m2)应按下列公式计算：

式中：φji——第j振型在i点的相对位移；

  υcr，j——第j振型的共振临界风速(m/s)，按公式(4.2.12-2)计算；

  υH,α——粗糙度指数为α时的结构顶点的风速；

   ξj——结构第j振型阻尼比，对于高振型，可参考类似资料，如无试验资料，也可取与第1振型相同的值；

   μL——横向力系数，取0.25；

   λj——共振区域系数，由表4.2.12确定；

   H1——共振临界风速起始高度。

表4.2.12  λj计算用表

注：校核横风向风振时考虑的振型序号不大于4，对一般悬臂结构可只考虑第1或第2振型。

      3)当雷诺数为3×105≤Re＜3.5×106时，不发生超临界范围的共振，可不做处理。

4.2.13  对于非圆截面构筑物，其横风向风振可按本标准公式(4.2.12-1)～公式(4.2.12-5)进行验算，并宜通过风洞试验或可靠资料确定有关系数，当无试验值时，可按下列规定取值：

    1  斯脱罗哈数St取0.15；

    2  方形截面以及深宽比1≤D/B≤2的矩形截面的横风向力系数μL，取0.60；

    3  公式中圆筒外径d由迎风面最大宽度B代替。

4.2.14  考虑横风向风振时，风荷载的总效应S可按下式进行计算：

式中：SL——横风向风振效应；

   SD——发生横风向共振时相应的顺风向风荷载效应。

4.2.15  输电高塔设计风荷载可根据行业的具体情况确定，并应符合下列规定：

    1  输电高塔设计基本风速的重现期取值应按国家现行标准有关规定确定。

    2  位于山地上的高塔的基本风速应符合下列规定：

      1)宜采用统计分析和对比观测等方法，由临近地区气象台、站的气象资料推算，并应结合实际运行经验确定；

      2)当无可靠资料时，宜将附近平原地区的统计值提高10％。

    3  大跨越高塔的基本风速应符合下列规定：

      1)当无可靠资料时，宜将附近陆上相同电压等级输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上10m处，并增加10％，考虑水面影响再增加10％后选用；

      2)大跨越高塔的基本风速不应低于相连接的陆上输电线路的基本风速，且330kV及以下大跨越高塔的基本风速不低于25m/s，500kV、±400kV及以上大跨越高塔的基本风速不低于30m/s；

      3)必要时，尚宜按稀有风速条件进行验算。

4.2.16  对于处于地形条件复杂或几何形状复杂的高耸结构，可通过风洞试验或数值模拟来确定风荷载计算参数。