高层建筑不同平面结构形式的风效应影响分析

《高层建筑不同平面结构形式的风效应影响分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年6月第4卷第2期深圳土木与建筑VOL．4No．2JUN2007高层建筑不同平面结构形式的风效应影响分析吉柏锋杨临泉z(1武汉理工大学土木工程与建筑学院2平顶山煤业集团建安总公司土建公司)【摘要】通过对四种不同类型的高层建筑平面结构形式在风荷载作用下的风荷载标准值的计算对比分析，对高层建筑平面结构布置方法提出了一些改进意见，从而达到在高层建筑建筑设计和概念设计阶段不低估设计基准期内不同平面结构形式的风荷载效应。【关键词】平面结构形式高层建筑风荷载风效应1引言表面产生的压力或吸力即为建筑物的风荷载[。风风是空气从气压大的地方

2、向气压小的地方流动形荷载的大小主要和近地风的性质、风速、风向有关，同成的[。结构物如果抗风设计不当，或者结构物在时和该建筑物所在地的地貌及周围的环境有关，最后风荷载作用下产生过的变形使结构不能正常地工作，还与建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关。或者使结构产生局部破坏，甚至整体破坏。风荷载是2．1单位面积上的风荷载标准值各种工程结构的重要设计荷载，对高层建筑尤其重风对建筑物表面的作用与建筑物的高度、体要。型、表面状况有关，也与风的作用高度有关，我国在进行高层建筑设计结构选型时，应充分了解高《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)[]给出的垂层建筑结构设计的主要特点[z

3、-。直于建筑物表面的风荷载标准值(KⅣ／)由下式(1)水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用计算：在多层建筑中控制结构设计的是以重力为代表的竖向荷载，而在高层建筑中，即使重力荷载仍然对wk=(1)结构设计具有重要的影响，但起控制作用的则是水式中：一z高度处的风振系数；平荷载(风荷载和地震作用)。(2)在竖向荷载作用下，竖向构件中的轴力N随一z高度处的风压高度变化系数；结构高度H呈线性关系增长，而水平荷载作用下的结构底部弯矩M则是随结构高度H的二次方关系而急剧一Z风荷载体型系数增长。并且大量的灾害调查获得的经验显示，建筑一Z高层建筑基本风压值物，特别是高层建筑平面结构形式对建筑物

4、遭受的2．2风振系数风荷载大小影响很大。风的作用不是规则的，风压会随着风速、风向因此，有必要对不同类型的高层建筑平面结构的变化而不停的改变。通常的考虑中把风的作用看形式在风荷载的作用下的风荷载值进行研究分析。作是稳定风压，即平均风压。实际上风压是在不断2建筑结构风荷载计算的基本理论波动的随机过程。平均风压使建筑物产生一定的侧空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物的移，而波动风压使建筑物产生动力效应。而这种动力效应对高度较高或刚度较小的高层建筑可能产生一些不可忽视的作用，在设计中必须加以考虑。目前吉柏锋，男，武汉理工大学土木工程与建筑学院，硕士研究生地址：武汉市武汉理工大学马房山

5、校区西院239#信箱采用的方法是采用风振系数。设计是用它来加大邮编：430070E-mai1：jbfO914@yahoo．tom．cn维普资讯http://www.cqvip.com2007年6月第4卷第2期深圳土木与建筑风荷载，采取静力计算。但是如果建筑物的高度很高(比如200m以上)，特别是相对较柔的建筑，需2lI要进行风洞试验来确定波动风压的动力效应。@-o0·0,7占我国《高层规程》规定，风振系数可以按＼R=I④-o7下式计算：0+口II构O．8Pz=1+(2)z2on—-_u—一II-o@．式中：一振型系数，计算时可仅考虑第一振型的-o．5商-o．影响；，一脉动增大系

6、数；品}@+o．8④-o．●螽／，＼．＼0一脉动影响系数；一，风压高度变化系数。图3-1四种不同类型的平面结构形式2．3总风荷载标准值在进行结构设计计算时，应采用总风荷载计算四种平面结构形式的平面建筑面积表3-1风荷载作用下结构的内力和位移。总荷载是建筑物各个表面承受风力的合力，是沿着建筑物高度变化I型结构Ⅱ型结构Ⅲ型结构Ⅳ型结构的线荷载。通常，按X，Y两个互相垂直的方向分别表面数n1469计算总风荷载。宽度B(m)20202023．86总风荷载是z高度处的线荷(KN／m)。考虑各个面的体型系数组合计算，可以有(1)推导出来。如下建筑面积(J，l)314300304283式：3

7、．2工程条件wz=Pz,zWo∑(fCOS~i)(3)该高层的结构形式为框架一剪力墙结构，22i=l层，总高度为80m。质量和刚度沿高度均匀分布。式中：n一建筑外表面的个数(i=l，2，3···．n)：体型系数已经标定与图3-1各具体形式中。地面粗糙度为B类地区。该地区标准风压值为0．64。风向Y一第个表面的宽度(取垂直于风向的最大轴正方向。投影宽度)；4模型计算一第个表面的宽度的平均风荷载体型系以Ⅳ型结构为例说明计算过程。4．1分别计算每个表面的风荷载数；列表计算，因为Ⅳ型结是对称结构，表