： 4.2 — 风荷载 — 4【.2.1《  高耸结构受风荷！载影响较大影响风】。荷载的？因素较？多，计算方法《也多种？多样它们《将直接？关系到风荷》载的取值和》结构安全 ！   ？  对于主要承【重结构风荷载标准】值的表达可有—两种形式一种为【平均风压加上由脉动！风引起导《致结构风振的—等效风压《；另一种为平—均风：压乘以风振系数由于！在结构的风振计【算中一？般往往是第1振型】起主要？作用因而我国与大多！数国家相《同采用后《一种表达形式即采】用风：振系数βz它—综合考虑了结构在风！荷，载作：用下的动力响应其】。中包括风速随时【间、空间的》变异性和结构的阻】尼特性等因素 ！     显然！随着建设的发展新】的高耸结构的体型复！杂性大大增加而【计算机更《普遍应用《到每个单位》和个人因而第一种方！法将要并已经开【始在：风工程中普遍使【用 《 ，     当重】现期R＜《50时风压代—表值的最小值应通】过进行换算ω—。0R表示《重现期为R的风压代！。表值 【     本条【风荷载为顺风—向风阻单位计算面】积是指沿高耸结【构高度方《向分段的当前计算】段落的正面挡风面】积 【。4.2.2》  基本风压的【确定：。方法和重现期直【接关系到当》地基本？风压值的大小因而】也直接关《系到建筑结》构在风荷载作—用下的安全 — 》 ，   基本风压W】0是：根据全国各气象台】站历：年，来，的最大风速》记录按基《。本风压的标准要求】。将不：。同风仪高度和—时次时距的年最【大，。风速统一换算为离】地10m高》自记10min【平均年最大风速(m！/s)根《据该风速数据—经统计？分析确定重现期为】50：年的：最，。大风速？作为当？地，的基：本风速v《。0再按贝《努利公式确定—基本风压以》往国内的风速记【录大多数根》据风压板《的，观测结果和刻—度所反？。映的风速《实际上是《统一根据标准的【。空气：密度ρ＝《1.25kg/m】。3按上述公式反【算，而得的？因此在按该风—速确定风《压时可统《一按公式ω0＝v】02/1600(k！N/m？2)计？算 —     》鉴于当前各气象台站！。已累积了较多—的根据风杯式—自记：风速仪记录》的10m《i，n平均年最大风速数！据已：具有合理计算的基】础但是要特别注意】的是：按基本？风压的？标准要求应以当【地比较空《。旷平坦地面为计【算依据随着建设的】发展很多气》。象台站不《再具：备比较空旷平—坦地面为计算依【据，的，条件应用时应特别】注意 — ，     现行【国家标准建筑结构荷！载规范GB 50】。009-《2012第8.1】.，2条规定“对于【高层建筑、高耸【。结构以及对风—。荷载比较敏》感的其？他结构基本》风压的取《值，应，。适当提高《并应：符合有关结构—设计标准的规定”】对于高耸结构经大量！的调查和研究认为应！当把基本风压—提高到？不小于0.35kN！/m2对于》ω0在？0.3？5k：N/m？2，及，以上的风压没有必】要再另？行增：大ω0 ！4.2.4  对于！山间盆？地和谷？地一般可按推荐系数！的平均值取当地形】对风的影响很大时】应做具体调查后确定！对于与风向一致的谷！口、山口根据欧洲钢！结，构协会？标准ECCS/T1！2如果山谷狭窄其收！缩作用使风产生【加速：度为考虑这种现象】对，最，不利情况相应的系】数，最大可取到1.【5国内一些》资，料也：有到1？.4本标准建—议应通？过实地调查和对【比观察？分析：确定如因故未—。进行上述工作也可取！较大：系，数，1.4 ！4.2.6 — 随着我国建设事业！。的蓬勃发展城市房屋！的高度和密度日【益增大尤《其是诸如北京、上】海，、广州等《超大型？城市群的发》。展城：。市涵盖的范围越【来越大使《得，城，市地貌下《的，。大气边界层厚—度，与原来相比》有显：著增加本次》修订根据荷载规【范的变化《提高：。了C、D两类地【貌的粗糙度类—别，的梯度风高度由4】00m和《4，50m分别修改为】4，。5，0m和？5，50m ！  ：  根据地面粗糙】度指数及梯度—。风，高度即可得出风压高！度变化系数如—下 【 ，   【  在确定城区的地！面粗糙度类别时当无！。α的实测时可按【下述原则近》似确定 【 ，     (—1)以拟《建房屋为中心、2】km为半《径的迎风半圆—影响范围内的房屋高！度和密集度来区分粗！糙度类别《风向原则上》应以该地区》最大风的风向—。。为准但？也可取其主导风向】；  】   (2)—以半圆影响范围内建！筑物的平均高—度h来划分》地面粗糙《度类别h≥》18m为D》类；9m＜h—＜1：8m为C类；—h≤9m为B类；】 ，     ！(3)影《响范围内《不同：高度的面《域可按下述原则确】定即每座《建筑物向外延伸距】离为：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h取各面域面【。积为权数《计，算， ？     对】于山区的建筑物风压！高，度变化系数按计【算，位置离山地周围平】坦地：面，。。高度计算这里说的】山地周围《。平，坦地面是《指最邻近B》类，地貌处 】     根据大量！高耸结构工》程，设计：经验原标准规定【的对于山区高耸结构！地形修正系数设【计不适用在本次修订！时，将其删除加入—将风压改为》风阻 》 4《。.2.7  本条】列，出了不同类》型的：建筑物？和，各类结？。。构体型？及其体型系》数这些都是根据国】内外的试验资料和】外国：规范中的建》议性：规定整理而》成当：建筑物与表中列出的！体型类同时》可参：考应用否则》仍，应由风洞试》验，确，定   ！  ：3、4  在—表4.2.》7-3、表》4.2.《7-4中挡风—系数φ只列到0.】5为止对于φ—大于0.5的体型系！数如无参考》资，料，。也可取φ为》0.5时较大值的体！型系数 》    【 5  索线与【地面夹角一般为40！。°～60°》根据高？耸结构实践体型系数！值，与现行？国家标准建筑—结构荷载规范GB】 50009-2】012？表8.3.1体型系！。数，项，次，3，9中的？数值略有《不同建筑结构荷载】。规，。范GB 5》0009-2—012表8.—3.1？。中仅提供了拉索平面！。内的：体型系数当风不在拉！索平面？内时作用更大本标】准，。表4.2《.7-5提出了风】不在拉索平面—时作用？于结：构的垂直风向分量】的体型系数 】     12！  对？四管组合柱开展了刚！性模型测力》及测压风洞试验试验！。充分考虑了不同风】向角、？不同间距比》。等因素对结构体型系！数的影响为充—分考虑雷诺数效应】。。对于钝体结构—体型系？数的影响亦开展【了高风？速下均匀流场、【不同紊流度的紊【流场等多种》流场工？况下的风洞》试，。。验同时参考国内【外相：关资料得出其—。体型系数 》 ： ？。 ，   风洞试验【开，展了均？。。匀流、8％紊流【度、15％紊流【度三种流场工况下】的测力及《测压：试验其？。中风速？为3：0m/？s的均匀流》工况时结构处于超临！界，。范围；紊《流场可使钝体结构在！较低雷？诺数下？表现出处于超临界区！的受力特性故可认为！。结，构在8％紊流度(风！速10m/s、15！m/s？)流场？工况、15》。％紊流度(风速1】0m/s、15m/！s，)流场工《况下：亦处于超临界—。范围 【     》对，于同一来流攻角、同！一间距比的体—。型系数？。选取：上述五种工》况所测得体型—。系数：的最大值(》保，留小数？点后两位)作为【其体型系《数，。(表1) — 表1  】四管组合柱风荷载】。体型系数表 】 】     13  ！对三管组合》柱开展？了，刚，性模型测力及—测压风洞试》。验试验中充分—考虑的不《同，风向角？、不：同间距比等因素对】结构体型系数—。的影响为充分—考虑雷诺《数效应对于钝体【结构体？型系：数的影响《亦开展了高风—速下均匀流》场、不同《紊流度的紊流场等多！种，流场工况下》的风洞试《验综合比较分析得出！其体型系数(—图，2，) 】。 图2 】 三管组合柱—风，向图 ？ 4.2.！8  风荷》载体：型系数涉及的是关】于固体与流体—相互：作用的流《体，动力：学问题对《于不规则形》状，的固体？问题：尤为复杂无》法给出理论》上的结果由》于用计算流体动力】学分析目前尚未成】熟至今一般仍由【试验：确定鉴于《真型实测的方法对结！构设计的不现—实性目前只能采【用相似原理在边界】。层，风洞内对《拟建的建筑物模【型进行测试 【 《4.2.9》 ， 风振系数应根据】随机振动理论导【。出 —。   ？  现行国家标准建！筑结构荷载规范G】B 50009对顺！风，向风振系数作出了较！大的修改采用了国】际上：通用背景响应因子】和共振响应因—子的：形式但基本》。计算理论仍是基于】第一振？型，的惯性风《荷载法自立式—高耸结构刚》度，相对较小、自振频】率，相对：较低是以第一振【型振动为《主的风敏感结—构，风荷载起控制—作用：本标准列《出的式(4.2【.9)是根》据现行国家标准建】筑结构荷裁规范G】B 500》09针对只考虑【第一振？型影响的结》构有关公式转换【而来的考虑到方【便查用顺风向风振】系数仍采用》脉动：增大系数和》脉，动影：响系数的表达形【式并针对几》种，。规则结？。构外形做《了适当简《化，其，意义同现行国家【标，准建筑结《构荷载规范》GB 5000【9，。是一致的《同时也根据现行国】家标准建筑结构【荷载规范GB— 5：000？9的修改调》整了相关参数的【取值编制了计算表格！方便查用由于现行国！家标准建筑结构荷】载规：范G：B 50009将A！、B、C、D四【类场地10m—高紊：流度从8.8％、】11.4％》、16.7》％，。、27.8％提【。高到12《％、14％、—23％？。、3：。9％：将峰值因子从2.2！提高到2.5增【大了脉动风》荷载因此使得各【类地貌的风振—系数均？有增大参考》美国、日本》和，英国的规范》及国内？相关单位《的，一些实测数》据认：为原标准将钢结构】的阻：。尼比统一《取0：.01过于笼统【对，于钢塔架偏小—因此建议将构架式】钢塔架？(，包括角钢塔和—钢管：塔)的阻尼》。比由原来的》0.01《调整到0.02以】减小现行国家标【准建筑结构荷载规范！GB 50》009调整所造【成，。的风：振系数增大程度【并给：出阻尼比《0.01～0.05！分别对应的脉动增】大系数供不同—类别的结构形—式查用 《 ：     【。。应该说明随着计【算机的普及应用和】结构形式《愈来愈多样性和【。复杂性只考虑—第一振？型影响已不》能满足要求而—且也：。。。无必要可根据基本】原理考虑多》振型影响《进行电算 —   — ， ，表4.2.9-3中！变化：范围数字为》A类地貌《至D类地貌B类【、C类地貌的查【。表为1/5、1【/2处例如》Z，。/H＝0.6l【。x(H)《/lx(0)—。＝0：.5：时B类可《取，ε2＝0.55【C类ε2《＝0.59》 《 ：4.2？.10  钢桅杆】风振系数根据随机振！。动，理论导出考虑到初】步设计已很》容易计算出桅—杆杆身的前几阶振型！。一般可考虑》前4阶？。。自振频？率和振型(》剔除扭转振型—。)桅杆杆身》的风：振系：。数为 — ， 》 ：其中脉动《系数： ！ ？式中ξn一》一脉动增大系—数，；， ？     g】。峰值因子取2—.5；？ ？   》。 ，I101《0，m高紊流度A类【、，B，。类、C类、》D，类地貌？。分，别为12％、14％！、23？％、：39％； 】    》 a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：；  μ！z(z)风压—高度系数《； 》  Φn(z)n！阶振型在高度z【处，的取值 【 ：    按桅杆杆身！风振：系数的计算公式可编！程计算得到桅杆【杆，身沿：高，度变化？的z：高，度的风振系数—βz  ！ ，  为方便计算条文！中根据风振系—数计：。算公式给《出简化算法计算步骤！如下： ：  》   桅杆杆身按】纤绳层？数分段如《(，n－1)层》纤绳可分为》。n，段(包括悬臂—段)每段按高度4】等分桅杆《杆身被等分为N【＝4n？。个节点；则每段高】度为dH＝H/【N各点的编号自下】而，上，为1、？2、：…、N？用以：描述：风振系数沿杆身全】高H的变化规—律则风振系数计算】公式：中的积分计算转换成！为求和？计算：可用EX《CEL软件计算出各！点的风？振系数？ —   ？ 对于桅杆纤绳考虑！脉动风荷载主要【影响纤绳张》力故：只，考虑一阶《振型的影响将非【均布动力《风荷载等《效为均布荷》载求得换算的—均布荷？载的：风振系数并编—制相应表格(表【4，.2.10)B类、！C类：地貌的εq》查，表，为1/？10、1/2处例】如、纤绳高度1【00mB类、C类】地貌：的εq？分别为0.》47、0.70 ！ 4.2【.11  当构筑物！受到风力作用时【不，但顺风向《可能发生风振而且】也可能发《生横风向风》振，横，风向风振是由不稳】定的空气《动力形成的其性质】远比顺？。风向：风振更为复杂其中】包括旋涡脱落—Vortex—-shed》din？。g，、颤振Flut【ter等空》气，动力现象 —     对！圆截面柱体结构当】发生旋涡《脱落脱落频率与结】构，自，振频率相《符时将出现共振【大量试验表》明旋涡脱落频率f】s与：风速v成正比与【截面的直径d成【反比：同时雷诺数6—9000υd(【。υ为空气运动—黏性系数约为—1.4？5×10-5m2/！s)斯托罗哈数【它们在识《别其振动规律方面有！重要意义 》  —。   当风速—较低即Re＜—3×105时一旦】fs与结构自振频率！相符即发生》亚临界？的，微风共振对》圆截面柱体S—t≈0.2；—当风速？增大而处于超临【界范：围即3？×105≤R—e＜3.《5×1？06时旋涡脱—落没有明显的周期】结构的横向振动也】呈随：机性；当风更大【即R：。e，≥3.5×106时！即进入跨临界范【围重新出现规—则，的周期？性旋涡脱落》一旦：与结构自《振，频率接近结构将发】。生强风共振 【     因！此规定当雷诺—数Re？＜3×105—且υH＞υcr【1时可能发生第1振！型，微风共振(亚临【界范围的共振)此】时应在？。构造上？采取：防，振措：施或控制结构的【临界风速υcr【1不小于15m【/s以降低微风共振！的发生？率当雷诺数Re≥】3.5×106【且1.2υH—＞υcrj时—可能发生横》风向共？振(：跨，。临界范？围，的共振)此》时应验算共振—响应 【   ？。  一般《情况：下当风速在》亚临界或超临界【范，围内：时不：会对结构产》生严重影响即使【发生微？风共振结构可能对正！常使：用有些？影响但也不》至于破坏设计—时只要？采取适当构造措施或！按微风共振控—制要求控制结构顶】部，。风速即可 【 ，  ？   当风速—。进入跨临界范围【内时结构有》可，能出现严重》的振动甚至破坏【国内外都《曾发生过很多这【类的：损坏：和破坏的事》例对：此，必须：引起注意 — 4》。.2.12  对】亚，临界的微《。风共振微风共振时】结构会发《生共振声响但—一般不会对结构产】生破坏此时》可采用调整结构布置！以使结构基本周期T！1改：。变而不发生微风【共，振，。或，者控制结《构的临界风速υ【cr1不《小于：15m/s》以降低共振》的发生率《 ， ？ ，。     对跨【临界的强《风共：振设计时必须—按不同振型对结构予！以验算式(4.2】.12-4)中的计！算系数λj是对j振！型情况下考虑—与，共振锁？住区分布有关的折】算系：数在临界风速υcr！j起始点高度H【1以上至1》.3υcr》j，一段范围内》均为锁？。住，。区，风速均为υcr【j共振锁住》区的终点高度—式中υH,α—为该地貌的结构顶】点的风速H2—一般常在顶点—高，度之上故锁》住区常取到结构【顶点计算系数λ【j就根据此》点而作出个别—情况如H2》。＜H可根据实际情】况进：行计：算此时λ《j可按λj(H1)！－，λj(H2)确定如！考，虑安：全也可将H2取【至顶点若临界风速起！始点在结构顶部不发！生共振也不必验算横！风向的风振荷载【临界风速υcr【。j计算时应注—意对不？。同振型是不同的根据！国外资？料，和我：。。们的计算研》究，一般考？虑前四个振》型，就足：够了但以前两个振】型的共振为最常见还！应，注意到对跨临界【。的强风共振验算时】考虑到结构强—风，。共振的严重性及试】验资料的《局限性？应尽量提高验算要】求一些国外规范如I！SO 435—4就要求考虑增【大风速验《算这里采用将顶【部风速增大到1【.，2，倍以扩大验算—范围 — 4.2.—13  对于—非圆截面的柱体同样！也，存在旋涡《脱落等空《气动力不稳定问题但！其规律更为复—杂国外的风荷—载，规范逐渐趋》向，于也按随机振动的理！论建立计算模型【。目前标准仍建议【对，重要的柔性结构宜在！风洞：。。试验的基础上进行设！计 4】.2.1《4，  基？本风速一般取当【地空旷平坦地面【上10m高》度处10min【。。时距：平均：的年最大《。。风速观测数据经【概率：统计得出50—。(3：0)年一遇最大值】后确：定的：风速 【     当—发生横风向风振时其！顺风向？。与横风向综合—风，振效应按矢量和计算！一般情况下顺—风向风振与横—风向风振的相关【性较小当发生横风】向强风共振》时顺风向的风荷载可！。不考虑脉动风影【响，。仅考虑其静力风荷】载，组合高耸《结构等效风振系数一！般在1.6～—1.8？左右故顺风向静力风！效应可取总顺—风向风？荷载效应的60【％相当于取》等效风振系数约为1！.67由于发生横】风，向共振时未必—是，设计风压《条件低于设计—风速的所有风速【都是可能《发生的故此》时，的顺风向风荷载应】该，为横风向共》振条件下的对—应风速下的风荷【载 ： ，