美国规范风荷载浅析及计算_刘刚

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1、标准与规范美国规范风荷载浅析及计算刘刚１２上官晓军（１．中南电力设计院，武汉４３００７１；２．中冶建设高新工程技术有限公司，北京１０００１１）摘要：美国规范作为世界主流标准之一，被越来越多的涉外工程所要求采用。以算例为基础，针对美国建筑最小荷载规范ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－０５中的风荷载进行分析和研究，以期对采用美国规范的涉外工程有所帮助。关键词：美国规范；ＩＢＣ２００６；ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－０５；风荷载；样板法规ＷＩＮＤＬＯＡＤＣＡＬＣＵＬＡＴＩＯＮＡＮＤＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＡＭＥＲＩＣＡＮＳＴＡＮＤＡＲＤ１２ＬｉｕＧａｎｇＳｈａｎｇｇｕａ

2、ｎＸｉａｏｊｕｎ（１．ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ４３００７１，Ｃｈｉｎａ；２．ＭＣＣＨｉ－ＴｅｃｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１１，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｍｅｒｉｃａｎｓｔａｎｄａｒｄｉｓｔｈｅｍｏｓｔｐｏｐｕｌａｒｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｏｖｅｒｓｅａｓｐｒｏｊｅｃｔｓａｒｅｒｅｑｕｉｒｅｄｔｏｕｓｅＡｍｅｒｉｃａｎｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｗｉｎｄｌｏａ

3、ｄｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎｃｏｄｅＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－０５ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅａｌｅｘａｍｐｌｅｓ．ＩｔｗｉｌｌｂｅｂｅｎｅｆｉｔｆｏｒｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｓｄｅｓｉｇｎｃｏｍｐｌｙｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎｓｔａｎｄａｒｄ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ａｍｅｒｉｃａｎｓｔａｎｄａｒｄ；ＩＢＣ２００６；ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－０５；ｗｉｎｄｌｏａｄ；ｍｏｄｅｌｃｏｄｅ与中国规范体系有所不同，美国规范体系呈金１．１简化法字塔结构。经过十多年的过渡，位于美国建筑规范对具有简单横墙，各方向大致对称，

4、屋顶为平屋顶端的样板法规（ＭｏｄｅｌＣｏｄｅ），已经由ＵＢＣ（Ｕｎｉ－顶、人字屋顶或四坡屋顶，屋顶的平均高度不超过结ｆｏｒｍＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｄｅ）、ＮＢＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＢｕｉｌｄｉｎｇ构平面最小尺寸与６０ｆｔ（１８．３ｍ，１ｆｔ＝０．３０４８ｍ）Ｃｏｄｅ）和ＳＢＣ（ＳｔａｎｄａｒｄＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｄｅ）发展为现在的较小者，且风作用下不会引起特殊动力效应的刚的ＩＢＣ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢｕｉｌｄｉｎｇＣｏｄｅ）。性建筑物（自振频率不小于１Ｈｚ），常用此种简化方美国建筑样板法规ＩＢＣ中不同部分的内容，均法确定风压。分别引

5、自美国各领域的权威协会出版的公认标准１．２分析法（ＣｏｎｓｅｎｓｕｓＳｔａｎｄａｒｄ）。美国这些众多的协会，为当建（构）筑物的风荷载不满足简化方法的设计上层样板法规提供了丰富的基础性标准文件，构成条件时，若建筑物或结构形状规则，且结构反应特性了坚实的美国规范体系。譬如，ＩＢＣ２００６的常规风不会使其受到涡旋脱落、振颤等不稳定因素的影响，荷载的设计内容，引自ＡＳＣＥ（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆ也无需考虑风槽等特殊场地，就可以使用分析法来ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ），即“美国土木工程师学会”的出版计算风荷载。物ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－

6、０５（以下简称“规范”）。因此，本１．３风洞法文就ＡＳＣＥ／ＳＥＩ７－０５的风荷载内容作简单分析，适用于所有建（构）筑物，不过需要进行模型试并通过范例来帮助工程设计人员理解并应用于实际验，因此，本文只对简化法和分析法做简单分析，风工程。洞试验法这里不做讨论。１设计方法２设计步骤在风荷载的设计方法上，中国规范主要为单一２．１简化法常规设计方法，风洞法作为特殊情况的补充。英国１）根据规范图６－１确定基本风速ｖ（或由业主风荷载规范ＢＳ６３９９－２分为两种：标准法和定向第一作者：刘刚，男，１９７４年出生，高级工程师，一级注册结构工法，美国规范分

7、类则更加合理些，规定建（构）筑物设程师。Ｅｍａｉｌ：ｌｇ＠ｃｓｅｐｄｉ．ｃｏｍ计风荷载根据不同条件，按下列３种方法设计。收稿日期：２０１０－０８－１０６０钢结构２０１１年第１期第２６卷总第１４２期刘刚：美国规范风荷载浅析及计算提供），并假定风可以沿任意方向。规范６．５．４节中ｐ＝ｑＧＣｐ－ｑｉ（ＧＣｐｉ）（３ａ）还包括一些条文，用于一些特殊风区、山地和峡谷地对柔性建筑物区。２）根据规范表１－１确定建（构）筑物的分类，然ｐ＝ｑＧｆＣｐ－ｑｉ（ＧＣｐｉ）（３ｂ）后由表６－１确定风荷载作用下的重要性系数Ｉ。３）对低矮建筑物根据规范６．５．６节

8、确定地面粗糙度类别（Ａ、Ｂ、Ｃ、ｐ＝ｑｈ［（ＧＣｐｆ）－（ＧＣｐｉ）］（３ｃ）Ｄ）。４）由规范图６－２确定风压高度和粗糙度调整其中：对迎风墙，在地面以上高度ｚ处，ｑ＝ｑｚ；对背系数λ。５）根据规范６．５．７