中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法.doc

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1、中美规范关于风荷载计算的差异与转换方法一、中美规范中各自采用的时距和重现期，见表1。中、美规范中采用的时距和重现期表1规范测风速高度时距重现期中国GB50009-200110m10分钟50年美国MBMA、UBC10m变时距50年二、美国规范中最大里程风速与相应时距美国UBC（MBMA）规范中提供的风力资料为开阔地形上离地10m的最大里程风速。记录时距为水平长度1英里的某一体积空气通过风速计所需的时间。由此可得到：（1）其中t的单位为s，的单位为mph。由式（1）可建立不同最大里程风速值与其时距的对应关系，见表2。不同最大里程风速值与其时距的对应关系表2时距(s)×××3035404550556

2、06570×××最大里程风速mph×××12010390807264605551×××三、美国最大里程风速与中国的基本风速在t时间内所取的平均风速与一小时内所取的平均风速的关系为：（2）其中：为时距t秒内的平均风速；为一小时内的平均风速；z为高度；z0为地面粗糙长度；β为与地面粗糙长度z0相关的系数；c(t)为由时距决定的系数，其取值见表3。由时距t决定的系数c(t)表3t11020305010020030060010003600c(t)3.002.322.001.731.351.020.700.540.360.160.00对于B类地形，离地10m高度处，将z=10m，z0»0.05m代入式（

3、2），可得：（3）中国的基本风速的记录时距为600s，从表3查得c(t)=0.36，代入式（3）得：（4）对于美国规范，将不同的时距对应的c(t)代入式（3），求出-iv-值，然后除以1.067，即可得最大里程风速与中国基本风速的比值，见表4。最大里程风速与中国基本风速的比值表4t(s)×××303540455055606570××××××1.241.221.201.191.171.161.151.151.15×××一、中国基本风压与美国风速间的转换关系由中国基本风压与风速的基本关系式：得（m/s）或（mph）（5）中国基本风压与美国风速间的关系为：（mph）（6）美国基本风压与风速的关系为：

4、（kN/m2）（7）综合表2、表4和式（6）、式（7）可得表5。中国基本风压与美国基本风压及风速间的对应关系表5中国风压(kN/m2)0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.75美国风速(mph)70707072768083879194美国与中国风压比2.001.721.501.411.421.431.431.431.451.45中国风压(kN/m2)0.800.850.90.951.001.101.201.301.401.50美国风速(mph)98101104108111117122128133138美国与中国风压比1.471.471.491.501.51

5、1.521.521.541.551.56-iv-例如：已知中国风压=0.60kN/m2，求美国风速=？。解：由式（5）（mph）得中国风速：（mph）由式（1）（s）得中国风速时距：（s）由表4可知时，中美风速比不超过1.20，故得美国风速时距：（s）由表4查得中美风速比约为1.195由式（6）得：（mph）-iv-风力等级表风力等级海面浪高(m)海面和渔船征象陆上地面物征象相当风速（m/s）一般最高范围中数0--平静静烟直上0.0～0.2010.10.1有微波烟能表示风向，树叶略有摇动0.3～1.5120.20.3有小波纹，渔船摇动人面感觉有风，树叶有微响，旗子开始飘动，高的草和庄稼开始摇动

6、1.6～3.3230.61.0有小浪，渔船渐觉簸动树叶及小枝摇动不息，旗子展开，高的草和庄稼摇动不息3.4～5.4441.01.5浪顶有些白色泡沫，渔船满帆时，可使船身倾于一侧能吹起地面灰尘和纸张，树枝摇动，高的草和庄稼波浪起伏5.5～7.9752.02.5浪顶白色泡沫较多，渔船收去帆之一部树叶及小枝摇摆，内陆的水面有小波，高的草和庄稼波浪起伏明显8.0～10.7963.04.0白色泡沫开始被风吹离浪顶，渔船缩帆大部分大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难，高的草和庄稼不时倾伏于地10.8～13.81274.05.5白色泡沫离开浪顶，被吹成条纹状全树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便13.9～1

7、7.11685.57.5白色泡沫被吹成明显的条纹状折毁小树枝，人迎风前行感觉阻力甚力17.2～20.71997.010.0被风吹起的浪花使水平能见度减小，机帆船航行困难草房遭受破坏，房瓦被掀起，大树枝可折断20.8～24.423109.012.5被风吹起的浪花使水平能见度明显减小，机帆船航行颇危险树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏24.5～28.4261111.516.0被风吹起的浪花使水平能见度明显