，。 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＜5—。0时风？压代表值的最—小值应？通过进行换算ω0】R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《W0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1？0m高自记10m】in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v0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＝1.25k】g/：m3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＝v02/16！00：(kN/m2)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《in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G—。B 50009【-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！.35？k，N，/m2？对于ω0在0—.35k《N，/m2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/T】1，2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400m—和450m分别【修改为450m【和550m — 《     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、2km【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—＜18m为C类；h！≤9：。m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°～6！0°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G《B 5？0009-》2012《表8.3.1体【。型系数项次39【中的数值略有不同】建筑结构荷》载规范？。GB： 50009-20！12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、1—5％紊流度》三种流场工况下的】测力及测压试验【其中风速为》30m/《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、15m—/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 】 ？ ， ，     1—3  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GB 5》0009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GB《 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 5—。0009是》一致的同时》也根据现行》国家标准建筑—结构荷载规范GB ！50009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！GB 50》009将A、B【、C、D《四类场地10—m高紊流《度从8？.8％、《11.4《％、16.》7，％、2？7.8％《提高到1《2％、1《4％、？23：％、39％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： 50009—调整所？。造成的风振系数增】大程度？并给出阻尼比0【.，0，1～0.05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＝0.6】lx(H)/lx】(0)？＝0.5时B类可取！ε2＝0《。.55C类ε—2＝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EXCEL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Vo【rtex-》。shed《ding《、颤振F《lut？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fs与风速—v成：正比：与截面的《直，径d成反比同时【雷，诺数69000υd！(υ为空《气运动黏性系数约为！1，.45×10-5m！2/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St≈—0.2；当风速增大！。而处于超临界—。范围即3《×105≤Re＜】3.5×《106？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＜3×10！5且υ？H＞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《υcr1不》小于15m》/s以降低》。微风共振的发—生率当雷诺数Re】≥3.？5，×10？6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T1！改，变而不发生微风【。共，振或者？控制结构的临界风速！υcr1《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υc！rj起始点高—度H：1以上至《1.3υcrj一段！范围内均为锁住区风！。速均为υcrj【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λj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λj可按》。λj(H1)－λ】j(：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υc！rj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 4354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1】0min时》距，平均的年最大风速观！测数据经概率统【计，得出50(30【)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1.6》。7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《 ：