GB50009-2001建筑结构荷载规范

结构,以及对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋,均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振和影响.风振计算应按随机振动理论进行,结构的自振周期应按结构动力学计算.

注:近似的基本自振周期T1可按附录E计算.

第7.4.2条 对于一般悬臂型结构要,例如构架,塔架,烟囱等高耸结构,以及高度大于30m,高宽比大于1.5且可忽略扭转影响的高层建筑,均可仅考虑第一振型的影响,结构的风荷载可按公式(7.1.1-1)通过风振系数来计算,结构在z高度处的风振系数βz可按下式计算:

βz＝1+μλψz/κz (7.4.2)

式中

μ——脉动增大系数； λ——脉动影响系数； ψz——振型系数；

κz——风压高度变化系数。

第7.4.3条 脉动增大系数岢按表7.4.3确定.

脉动增大系数ξ

表7.4.3

w0T12(kNs2/m2) 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.20 0.40 0.60 钢结构 1.47 1.57 1.69 1.77 1.83 1.88 2.04 2.24 2.36 有填充墙的房屋钢结构 1.26 1.32 1.39 1.44 1.47 1.50 1.61 1.73 1.81 钢筋混凝土及砌体结构 1.11 1.14 1.17 1.19 1.21 1.23 1.28 1.34 1.38 w0T12(kNs2/m2) 0.80 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 20.00 30.00 钢结构 2.46 2.53 2.80 3.09 3.28 3.42 3.54 3.91 4.14 有填充墙的房屋钢结构 1.88 1.93 2.10 2.30 2.43 2.52 2.60 2.85 3.01 钢筋混凝土及砌体结构 1.42 1.44 1.54 1.65 1.72 1.77 1.82 1.96 2.06 注： 计算w0T12时，对地面粗糙度B类地区可直接代入基本风压，而对A类C类和D类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38,0.62和0.32后代入。 第7.4.4条 脉动影响系数，可按下列情况分别确定。 1.结构迎风面宽度远小于其高度的情况(如高耸结构等):

1)若外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表7.4.4-1确定。

脉动影响系数γ

表7.4.4-1

总高度H(m) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 400 450 粗 A 0.78 0.83 0.86 0.87 0.88 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.87 0.84 0.82 0.79 0.79 0.79 0.79 糙 B 0.72 0.79 0.83 0.85 0.87 0.88 0.89 0.89 0.90 0.90 0.89 0.88 0.86 0.84 0.83 0.83 0.83 度 C 0.64 0.73 0.78 0.82 0.85 0.87 0.88 0.90 0.91 0.91 0.93 0.93 0.92 0.91 0.90 0.89 0.91 类 D 0.53 0.65 0.72 0.77 0.81 0.84 0.87 0.89 0.91 0.92 0.97 1.00 1.01 1.01 1.01 1.00 1.00 25

别 2)当结构迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化,而质量沿高度连续规律变化时,表7.4.4-1中的脉动影响系数应再乘以修正系数ζB和ζvoζB应为构筑物迎风面在z高度处的宽度Bz与底部宽度Βo的比值；ζv可按表7.4.4-2确定。

修正系数θv

表7.4.4-2 BH/B0 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 ≤0.1 ζ v 1.00 1.10 1.20 1.32 1.50 1.75 2.08 2.53 3.30 5.60 注： BH、B0分别为构筑物迎风面在顶部和底部的宽度。 结构迎风面宽度较大时,应考虑宽度方向风压空间相关性的情况(如高层建筑等):若外形,质量沿高度比较均匀,脉动影响系数可根据总高度H及其与迎风面宽度B的比值,按表7.4.4-3确定.

脉动影响系数ν

表7.4.4-3

总高度H(m) H/B 粗糙度类别 ≤30 50 100 150 200 250 300 350 A 0.44 0.42 0.33 0.27 0.24 0.21 0.19 0.17 ≤0.5 B 0.42 0.41 0.33 0.28 0.25 0.22 0.20 0.18 C 0.40 0.40 0.34 0.29 0.27 0.23 0.22 0.20 D 0.36 0.37 0.34 0.30 0.27 0.25 0.24 0.22 A 0.48 0.47 0.41 0.35 0.31 0.27 0.26 0.24 1.0 B 0.46 0.46 0.42 0.36 0.36 0.29 0.27 0.26 C 0.43 0.44 0.42 0.37 0.34 0.31 0.29 0.28 D 0.39 0.42 0.42 0.38 0.36 0.33 0.32 0.31 A 0.50 0.51 0.46 0.42 0.38 0.35 0.33 0.31 2.0 B 0.48 0.50 0.47 0.42 0.40 0.36 0.35 0.33 C 0.45 0.49 0.48 0.44 0.42 0.38 0.38 0.36 D 0.41 0.46 0.48 0.46 0.46 0.44 0.42 0.39 A 0.53 0.51 0.49 0.42 0.41 0.38 0.38 0.36 3.0 B 0.51 0.50 0.49 0.46 0.43 0.40 0.40 0.38 C 0.48 0.49 0.49 0.48 0.46 0.43 0.43 0.41 D 0.43 0.46 0.49 0.49 0.48 0.47 0.46 0.45 A 0.52 0.53 0.51 0.49 0.46 0.44 0.42 0.39 5.0 B 0.50 0.53 0.52 0.50 0.48 0.45 0.44 0.42 C 0.47 0.50 0.52 0.52 0.50 0.48 0.47 0.45 D 0.43 0.48 0.52 0.53 0.53 0.52 0.51 0.50 A 0.53 0.54 0.53 0.51 0.48 0.46 0.43 0.42 8.0 B 0.51 0.53 0.54 0.52 0.50 0.49 0.46 0.44 C 0.48 0.51 0.54 0.53 0.52 0.52 0.50 0.48 D 0.43 0.48 0.54 0.53 0.55 0.55 0.54 0.53 26

第7.4.5条 振型系数应根据结构动力计算确定.对外形,质量,刚度沿高度按连续规律变化的悬臂型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑,振型系数也可根据相对高度z/H按附录F确定.

7.5 阵风系数

第7.5.1条 计算围护结构风荷载时的阵风系数应按表7.5.1确定.

阵风系数βgz

表7.5.1

离地面高度 地面粗糙度类别 (m) A B C D 5 1.69 1.88 2.30 3.21 10 1.63 1.78 2.10 2.76 15 1.60 1.72 1.99 2.54 20 1.58 1.69 1.92 2.39 30 1.54 1.64 1.83 2.21 40 1.52 1.60 1.77 2.09 50 1.51 1.58 1.73 2.01 60 1.49 1.56 1.69 1.94 70 1.48 1.54 1.66 1.89 80 1.47 1.53 1.64 1.85 90 1.47 1.52 1.62 1.81 100 1.46 1.51 1.60 1.78 150 1.43 1.47 1.54 1.67 200 1.42 1.44 1.50 1.60 250 1.40 1.42 1.46 1.55 300 1.39 1.41 1.44 1.51 7.6 横风向风振

第7.6.1条 对圆形截面结构,应根据雷诺数Re的不同情况按下述规定进行横风向风振(旋涡脱落)的校核:

1.当Re<3*105(亚临界的微风共振),应按下式控制结构顶部风速υcr,υcr和υH可按下列公式确定:

υcr=D/T1St (7.6.1-1) υH=√2000γwκHω0/ρ (7.6.1-2) 式中

T1---结构基本自振周期;

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St---斯脱罗哈数,对圆截面结构取0.2; γw---风荷载分项系数,取1.4;

κH---结构顶部风压高度变化系数; ω0---基本风压(kN/m2; ρ---空气密度(kg/m3.

当结构顶部风速超过υcr时,可在构造上采取防振措施,或控制结构的临界风速υcr不小于15m/s.

2.Re≥3.5*106且结构顶部风速大于υcr时(跨临界的强风共振),应按第7.6.2条考虑横风向风荷载引起的荷载效应. 3.雷诺数Re可按下列公式确定:

Re=69000υD (7.6.1-3) 式中

υ---计算高度处的风速(m/s); D---结构截面的直径(m).

4.当结构沿高度面缩小时(倾斜度不大于0.02),可近似取2/3结构高度处的风速和直径.

第7.6.2条 跨临界强风共振引起在z高处振型j的等效风荷载可由下列公式确定:

ωczj=|ιj|υ2cr/12800μj(kN/m2) (7.6.2-1) 式中

ιj---计算系数,按表7.6.2确定;

φzj---在z高处结构的j振型系数,由计算确定或参考附录F;

δj---第j振型的阻尼比;对第1振型,钢结构取0.01,房屋钢结构取0.02,混凝土结构取0.05;对高振型的阻尼比,若无实测资料,可近似按第1振型的值取用.

表7.6.2中的H1为风速起始点高度,可按下列公式确定:

H1=H×(υcr/υH)1/α (7.6.2-2)

式中

α---地面粗糙度反指数,对A,B,C和D四类分别取0.12,0.16,0.22,的0.30;

υH---结构顶部风速(m/s).

注:校核横风向风振时所考虑的高振型序号不大于4,对一般悬臂型结构,可取第1或第2个振型.

λj计算用表

表7.6.2

结构 振型 H1/H 类型 序号 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 高耸 1 1.56 1.55 1.54 1.49 1.42 1.31 1.15 0.94 0.68 0.37 0 28