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土木吧丨高层风载,连乘!

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2025-02-22
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问题

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    高层建筑的风荷载脉动增大效应和基本风压放大系数需要连乘吗?

回答

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    1.《工程结构通知》实施前的规定

    (1)《荷载规范》对风荷载脉动增大效应的规定

    根据《荷载规范》第 8.1.1 条的规定,计算主要受力结构垂直于建筑物表面的风荷载标准值,应考虑高度z处的风振系数,也就是说,应考虑风荷载脉动的增大效应。

    根据《荷载规范》第8.4.1条和 8.4.2条的规定,并不是所有的结构都需要考虑风振系数。对于高度大于30m 且高宽比大于 1.5 的房屋,以及基本自振周期大于 0.25s的各种高耸结构,应考虑风压脉动对结构产生的顺风向风振的影响;对风敏感的或跨度大于 36m的柔性屋盖结构,应考虑风压脉动对结构产生风振的影响。

    对于一般竖向悬臂型结构,如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构,高度 z 处的风振系数可按式 (3.2-9) 计算。

    (2)《荷载规范》和《高规》对基本风压放大系数的规定

    《荷载规范》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规范的规定。对高层建筑的基本风压,《荷载规定》以强制性条文的方式,规定了基本风压取值应适当提高,但并未规定具体幅度,应按照《高规》的规定执行。

    《高规》第 4.2.2 条规定:对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的 1.1 倍采用。本条文也是强制性条文。对风荷载是否敏感主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关。一般情况下,对于房屋高度大于 60m 的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的 1.1 倍采用;对于房屋高度不超过 60m 的高层建筑,风荷载取值是否提高,由设计人员根据实际情况确定。

    (3)《工程结构通规》实施前的设计取值

    《工程结构通规》实施前,对高层建筑风荷载标准值的计算,按表 3.2-6 进行设计。从表 3.2-6 可以看出,对于建筑高度大于 60m 的高层建筑承载力设计时,需要同时考虑风荷载脉动的增大效应和基本风压放大系数;但对于建筑高度不超过 60m 的高层建筑,不需要同时考虑。

变化

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    2.《工程结构通规》实施后的规定

    (1) 对基本风压的规定

    《工程结构通规》第 4.6.1 条规定:垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应在基本风压、风压高度变化系数、风荷载体型系数、地形修正系数和风向影响系数的乘积基础上,考虑风荷载脉动的增大效应加以确定。

    从本条文可以看出,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,以基本风压为基础,对高层建筑、高耸结构以及对风荷载敏感的其他结构,并未要求对基本风压的取值进行适当提高。

    根据《工程结构通规》的前言,强制性工程建设规范实施后,现行相关工程建设国家标准、行业标准中的强制性条文同时废止。同时,根据《工程结构通规》的前言,与强制性工程建设规范配套的推荐性工程建设标准是经过实践检验的,保障达到强制性规范要求的成熟技术措施,一般情况下也应执行。

    因此,《高规》第 4.2.2 条:对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的 1.1倍采用,不再是强制性条文了,但仍然应当执行。

    (2) 对风荷载脉动增大效应的规定

    《工程结构通规》第 4.6.1 条规定,应考虑风荷载脉动的增大效应。与《荷载规范》对比,《工程结构通规》放大了需考虑风荷载脉动增大效应的工程范围,不再有高度大于30m 且高宽比大于1.5 的房屋的限制条件。

    《工程结构通规》第 4.6.5 条规定:当采用风荷载放大系数的方法考虑风荷载脉动的增大效应时,主要受力结构的风荷载放大系数应根据地形特征、脉动风特性、结构周期、阻尼比等因素确定,其值不应小于 1.2。规范对主要受力结构风荷载放大系数的计算方法不进行强制性要求,只规定了需要考虑的因素及其取值的下限值。放大系数下限值取1.2,只是主要受力结构的最低取值标准,并不能完全保证结构安全,不能作为一般性的取值依据。

    (3)《工程结构通规》实施后的设计取值

    《工程结构通规》实施后,对高层建筑风荷载标准值的计算,可按表 3.2-7 进行设计。对于建筑高度大于 60m 的高层建筑,需要同时考虑风荷载脉动的增大效应和基本风压放大系数;如未考虑风荷载脉动的增大效应,属于违反强制性条文;如未同时考虑基本风压放大系数,属于违反一般性条文。

以上内容来自“混凝土结构设计疑难问题及案例分析”,点击拥有 ▼

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