哈工大荷载与结构设计风荷载课件.ppt

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1、例题某10层钢筋混凝土框架—剪力墙办公楼，总高39.3m，一层层高6m，二层层高4.5m，3~10层层高3.6m，平面形状为矩形，50.15X15m，各楼面荷载及质量、侧移刚度沿高度变化均匀。当地基本风压0.7kN/m2，地面粗糙度为C类，房屋使用寿命50年。求该建筑横向各楼层风力标准值。例题求解思路：确定基本公式中各项参数的值：例题[解]：基本风压计算的取值：从建筑重要性考虑，计算时不增大基本风压，取0.7kN/m2，体型系数的取值：查体型系数表，矩形：例题风压高度变化系数的计算，查P47表，计算结果如下表：楼层号楼面距地面高度风压高度变化系数160.74210.50.7

2、4314.10.74417.70.794521.30.861624.90.918728.50.976832.11.027935.71.0741039.31.121例题风振系数的计算：该房屋高度大于30m，高宽比大于1.5，因此应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响基本自振周期的计算：采用近似计算方法取基本自振周期为：0.6s例题风振系数的计算：按公式计算风振系数求脉动增大系数先求由于地面粗糙度为C类，基本风压应乘以0.62，得0.156查表4.7，差值，得根据H/B，查表4.11，差值得例题风振系数的计算：按公式计算第一振型系数风振系数计算结果如下：楼层号楼面距地面高度相

3、对高度z/H风压高度变化系数振型系数各层风振系数160.1530.741.2580.4170.20651.1463210.50.2670.741.2580.4170.31011.2198314.10.3590.741.2580.4170.38791.2749417.70.4500.7941.2580.4170.46281.3057521.30.5420.8611.2580.4170.53811.327624.90.6340.9181.2580.4170.61441.3510728.50.7250.9761.2580.4170.69181.3718832.10.8171.02

4、71.2580.4170.77291.3947935.70.9081.0741.2580.4170.85701.41851039.31.0001.1211.2580.4171.00001.4679例题各楼层位置风荷载标准值计算：计算结果如下：楼层号受风面积各层风振系数风压高度变化系数体型系数基本风压各层风荷载标准值12631.14630.741.30.7203.014522031.21980.741.30.7166.746931801.27490.741.30.7154.533241801.30570.7941.30.7169.815751801.3270.8611.30.

5、7187.149261801.35100.9181.30.7203.147771801.37180.9761.30.7219.30881801.39471.0271.30.7234.620191801.41851.0741.30.7249.544210901.46791.1211.30.7134.7678第八节横风向风振一、横风向风振的产生原因横风向风振是由于不稳定的空气动力作用造成横风向风振与结构的截面形状和雷诺数有关二、雷诺数的定义空气流动过程中惯性力与粘性力之比，雷诺数相同流体的动力特性相似空气粘性系数，可取运动粘性系数，第八节横风向风振二、雷诺数的定义横风向风振与结

6、构的截面形状和雷诺数有关雷诺数与风速的大小成正比，风速变化时雷诺数也发生变化三、雷诺数的大小与横向风振发生的关系雷诺数小于1，流体附着在圆柱体表面，流动不分离，出现流动分离，分离流线内有两个稳定漩涡，分离的流体在圆柱体后形成窝列，当漩涡脱落频率接近结构横向自振频率时，即发生横向风振，漩涡脱落紊乱，没有明显周期，将发生随机振动，漩涡脱落又成规律变化，当漩涡脱落频率接近结构横向自振频率时，即发生强风横向风振第八节横风向风振四、横向风振的计算定义锁定现象：结构发生横向共振反应之后，风速增大，漩涡脱落频率受结构自振频率控制，仍保持不变，当风速继续增大，达到1.3倍结构共振风速时，漩

7、涡脱落才重新按照新的频率激振临界风速：涡激共振发生的初始风速，对于圆形截面共振区高度：沿高度取风速范围的区域第八节横风向风振四、横向风振的计算验算根据雷诺数的大小划分为三个临界范围，根据不同情况进行横向风振验算亚临界范围（）：风速较低，工程可采用构造措施控制结构顶部风速超临界范围（）：结构横向振动具有随机性，不会产生共振响应，一般可不考虑横向风振跨临界范围（）：必须进行横向风振的验算，跨临界强风引起的z高度处，振型j的等效风荷载按下式确定第八节横风向风振五、结构总风效应第九节桥梁风荷载一、桥梁风荷载的类型平均风作用