结构在风荷载作用的研究现状浅谈

风荷载特性研究现状
在 国外 ， 有人对一系列形状的高层建筑进 行了气弹模型风洞
研究 了高宽 比、 紊流度 、 折算 、 折算风速 、 截面形状 等对 气动 源消费需求也 日益增长 。电力作为重要 的二次能源 ， 在能源工 业 试验 ， 中的地位正逐 步提升 。高压输 电模式 自 １ ９ ５ ２年在瑞 典 问世 以 力谱 的影响 ；有人研 究 了气动阻尼 随结构振幅及折算风速 的变 特别是阻 来， 已经 历了半个 多世 纪的发展 。我 国的高压输 电系统建设起 步 化。 由于气动弹性模型试验特性引起 的误差无法避免 ，
系统安全 的关键 。然 而， 与我 国电力 系统建设的高速发 展相 比， 筑 的横 风 向风 振 响 应 。
输 电塔线体 系的精细化分析明显滞后 ，导致输 电塔的 自然灾 害 ２ ． ２ 国内学者对高层建筑的风荷载特性研究现状
事故频发 。近年 来， 世界范 围内发生了多起 由于强风 、 地震和覆 在国 内， 有人利用高频测力天平技术 ， 研究 了风场类型 、 长细 冰等造成 的输 电塔线 体系破坏的事故 。虽然风荷 载的作用不 是 比、 宽厚 比对超 高层建筑横风 向广义气 动力谱 的影 响； 有人从 同 输 电塔线体系倒塌 事故的唯一原因， 但却 是相 当重要 的因素， 不 步测压试 验数据 中分解 出各 层横风 向荷载 的横 向紊流作用及旋
研 究了矩形超高层建筑涡激 共振 ； 还有人利用 高频 天平 技术 ， 目前采 用的风洞试验方法主要有气 动弹性模型试验 、刚性模型 据 ， 针对不 同几何 参数 的矩形截面 高层建筑刚性模 型进 行了风洞试 多点测 压试验和高频测力天平试验 。研 究人员通常采用 试验手
关键词 ： 格 构 式输 电塔 ； 风荷载 ； 现 状

建筑结构设计中的风力与风荷载分析风力与风荷载分析在建筑结构设计中扮演着至关重要的角色。

本文将探讨风力对建筑物的影响，并详细介绍风荷载的计算方法和应对措施。

一、风力对建筑结构的影响风力是由大气运动引起的空气流动力量，当风吹向建筑物时，其产生的压力和力矩会对结构造成影响。

对于高层建筑和长跨度结构来说，风力作用更为明显。

风对建筑物的影响主要表现为静风压和动风荷载。

静风压描述了风对建筑物表面的压力分布情况，而动风荷载则是风对建筑物结构的力矩和力的作用。

二、风荷载的计算方法风荷载的计算需要考虑多个因素，包括建筑物的高度、形状、曝风面积和当地的气象条件等。

以下是常用的计算方法：1. 基本风速的确定：根据当地的气象数据和规范要求确定基本风速。

2. 载荷压力的计算：根据建筑物的形状和曝风面积，采用规范提供的公式计算不同部位的载荷压力。

3. 动力风荷载的计算：通过求解结构的振型和阻尼参数，采用相关公式计算建筑结构的动力风荷载。

4. 风作用效应的考虑：考虑到风对结构的作用效应，例如风致振动、风致振荡等，进行相应的分析和计算。

三、应对风荷载的措施为了保证建筑结构的安全性和稳定性，需要采取一系列的措施来减轻风荷载的影响。

1. 结构设计的优化：通过合理的结构形式和布局，减小风荷载的作用。

2. 风洞试验与数值模拟：通过风洞试验和数值模拟技术，研究风场分布及结构响应，优化结构设计。

3. 风挡设施的设置：在建筑物周围设置风挡设施，减小风力对结构的作用。

4. 结构加强与防护：对于特殊的地质条件和建筑要求，采用增强结构或者加装防护设施的方式应对风荷载。

结语风力和风荷载在建筑结构设计中具有重要的地位，对建筑物的安全性和稳定性起着至关重要的作用。

通过合理的风荷载分析和有效的措施应对，可以确保建筑物在恶劣气候条件下的稳定运行。

在风荷载作用的结构探究1、引言风灾是自然灾害中影响较大的一种，它每年都给人类生命和财产带来巨大的损失。

据估计，全球每年由于风引起的损失高达100亿美元。

在结构设计特别是在高耸结构、大跨度桥梁、屋盖结构中，风荷载是一个极其重要的设计荷载。

而对于高耸、高层结构和玻璃幕墙结构来说，风荷载引起的响应在总荷载中占有相当大的比重，甚至起着决定性的作用，合理的抗风设计对保障这些建筑结构的功能有重要的意义。

在风力作用下，屋面常受到很大的吸力，如果自重等荷载的作用不足以抵抗吸力的作用，屋面将会被掀起而破坏。

风荷载作为屋盖结构的主要外来荷载，是引起破坏的主要原因。

2、风荷载的基本概念在工程设计中，风力常用风压来表示。

根据测得的风速可以求出风压，风速是随高度、周围地貌的变化而变化的。

在设计中所用的风压是基本风压。

基本风压是按规定的地貌和高度所测风速经统计换算确定的。

离地面越近，地面对风的摩阻也越大，风速便会减小。

我国现行《建筑结构荷载规范》规定的基本风压是以10米高为标准高度。

风速与地表的粗糙度有关，粗糙度越大，风能消耗也越大，平均风速便减小，我国将地表粗糙度分为A、B、C三种。

风载具有很大的随机性，因而对最大风速的测试结果各年都不一样，但在结构设计中必须保证结构的安全性，也就是所用的风荷载必须具有很大的代表性和预防性。

我国目前所用的最大风速的重现期对一般结构是30年一遇；对高层建筑是50年一遇；对特别重要的结构是100年一遇。

屋盖结构是房屋中的重要部分，它起着围护及承重作用。

在风力的作用下，屋盖受到很大的风荷载，如果结构的自承重等荷载不足以抵抗吸力的作用，屋盖则有可能被掀起而破坏。

因此在屋盖设计中，风荷载是一个比较重要的设计荷载。

在实际情况下，风的方向是任意的。

对一个具体结构来说，在风荷载的作用下，既有水平分力，又有竖向分力。

对大多数结构，水平风力起主导作用。

对屋盖结构而言，当风力沿水平方向时，其风荷载通常是垂直于屋面的，沿竖向方向的分力很大。

高层建筑结构在风荷载下的响应与抗震分析研究引言：高层建筑由于其高度、特殊的设计要求以及复杂的结构特征，在面对自然灾害及其他外力作用时，需要进行精密的分析研究。

其中，风荷载是影响高层建筑结构的一项重要因素，对高层建筑的结构稳定性和抗震性能具有重要影响。

在本文中，将探讨高层建筑结构在风荷载下的响应和抗震分析研究的相关内容，以帮助我们更好地理解和应对这一问题，确保高层建筑的安全性。

一、风荷载对高层建筑结构的影响1. 风荷载的特点：风荷载是由大气层中产生的气流对建筑物施加的一种力，具有无规律、随机性强、变化快的特点。

风荷载的大小受到建筑的高度、形状、材料等因素的影响。

2. 风荷载对高层建筑的影响：风荷载会导致高层建筑产生荷载响应，如结构的位移变形、应力增加等。

长期的风荷载作用还会造成结构疲劳及损伤，降低建筑物的使用寿命。

二、高层建筑结构的响应分析1. 风荷载下的结构位移响应：高层建筑结构在风荷载作用下会产生位移，通过数值模拟分析可以计算出不同位置的位移响应，帮助工程师了解结构的稳定性及承载能力。

2. 结构的应力分析：风荷载会导致高层建筑结构产生应力集中现象，通过应力分析，可以判断结构的抗风能力，进而确定是否需要进行加强设计。

3. 动力响应分析：风荷载作用下的结构会受到周期性的振动，通过动力响应分析，可以确定结构在不同风速下的振动频率和阻尼比，以便设计师优化结构设计。

三、高层建筑结构的抗震分析1. 结构的地震反应分析：高层建筑需要根据所处地区的地震活动性质、频率和强度等因素进行地震反应分析。

通过模拟不同地震荷载下的反应，可以评估结构的稳定性和安全性，并确定结构的抗震设计参数。

2. 抗震设计的优化：在进行抗震分析的基础上，可以对高层建筑结构进行优化设计，以提高结构的抗震能力，如使用钢筋混凝土框架结构、增加横向抗剪墙等。

3. 结构的减震与隔震措施：为了减小地震对高层建筑结构的影响，可以采用减震和隔震措施，如设置减震器、隔震基础等，以减少地震荷载对建筑物的损害程度。

结构风工程数值分析研究现状自20世纪60年代后期以来，电子计算机的持续高速发展、各种数值方法特别是有限元方法的发展，促进科学研究方法的变革，即从理论和试验的两极转变为理论、试验和计算三极。

人们可能利用数值分析方法，根据精确试验得出的材料本构关系和调查得到的载荷随机过程，对各种结构进行分析，并结合成熟的数值图形显示技术与图像技术，进行试验过程的数值模拟与仿真。

在国际上，这方面已有良好的开端，美国三里岛核反应堆的事故分析采用了计算机仿真技术，用数小时就重现了这个无法重复的事故，并找到了事故的原因。

此外，美国斯坦福大学的地质现象仿真和瑞士洛桑大学的“数值混凝土”都是成功的仿真实例。

仿真技术的优点在于它不受空间尺寸和时间长短的限制，可以提供人们有关结构行为的各种数据和图形(其中有些数据在试验中由于测量手段等局限性无法获得)，省去了人们大量的人力物力和时间，还甚至可代替一些无法进行的现场试验；另一方面，数值计算和仿真技术可使结构的重分析和再设计易于实现。

目前，针对结构风工程的研究方式主要包括：源于现场仪器检测数据的现场实测法，基于随机振动理论的理论分析法，边界层的风洞试验以及以计算流体动力学为基础的数值风洞模拟技术。

(1)现场实测在结构风工程中，现场实测法是各种方法中最直接。

它主要利用各种仪器(如风速仪、加速度计等）在工程现场对实际的风环境和结构风振响应等进行实测与分析。

现场实测法得到的结果可靠性最高，但是成本很高，需要消耗大量的人力、物力和时间。

除了成本方面的因素，测试时的气象和地形因素等都会对现场实测结果的准确度造成很大的影响。

因此，如果采用现场实测法进行规律性的长期研究，是非常不现实的。

目前，该方法主要应用在工程结构表面风荷载与风振响应的测量与计算方面，从而为工程结构防风研究提供相关的原始资料和数据。

(2)理论分析使用理论分析计算法来进行流体场分析，主要是通过求解流场的力学方程，但是方程的求解非常困难。

大跨屋盖结构风荷载特性研究共3篇大跨屋盖结构风荷载特性研究1大跨屋盖结构风荷载特性研究随着现代建筑技术的不断发展，越来越多的大跨屋盖结构被应用于大型体育馆、会展中心等场馆中。

这些结构具有体积大、构造复杂、自重大的特点，同时还需考虑极端气象条件下的风荷载对其安全性的影响。

因此，对于大跨屋盖结构风荷载特性的研究具有重要的意义。

风是大跨屋盖结构最常见的外部荷载之一，因此研究大跨屋盖结构的风荷载特性是极其必要的。

在研究大跨屋盖结构的风荷载特性时，要考虑以下三个方面。

首先，气象条件是影响风荷载特性的关键因素之一。

气象条件包括气温、湿度、大气压力、风向、风速等因素。

不同的气象条件会对大跨屋盖结构的风荷载产生不同的影响。

例如，在高温、低湿度的气象条件下，大气密度较小，风荷载的大小也会明显减小。

而在低温、高湿度的气象条件下，大气密度较大，风荷载的大小则会明显增加。

其次，大跨屋盖结构的形状大小和材料是影响风荷载特性的重要因素之二。

结构的形状和大小决定了大跨屋盖结构的面积和体积，从而影响了结构的自重和风荷载的大小。

例如，在相同的风速下，一个球形的屋盖结构所受到的风荷载显然要小于一个平面的屋盖结构。

而材料的选择直接影响了结构的刚度、强度和稳定性，从而影响了风荷载的分布和大小。

最后，大跨屋盖结构的支座方式是影响风荷载特性的第三个因素。

不同的支座方式会影响结构的倾斜度和位移，从而影响结构的稳定性和安全性。

为了保证结构的稳定性和安全，支座的刚度和强度必须要足够大。

总之，大跨屋盖结构风荷载特性的研究是一项复杂而又必要的工作。

需要综合考虑气象条件、结构的形状、大小和材料，以及支座方式对其所受风荷载的影响。

只有通过全面深入的研究，才能更好地保证大跨屋盖结构的安全稳定性综上所述，大跨屋盖结构的风荷载特性与多个因素相关，包括气象条件、结构的形状、大小和材料，以及支座方式等。

在设计和建造大跨屋盖结构时，必须综合考虑这些因素，以确保其稳定性和安全性。

高层建筑结构设计中的风荷载分析在当今城市的天际线中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。

这些高耸入云的建筑不仅是城市现代化的象征，更是建筑工程领域的巨大挑战。

在高层建筑结构设计中，风荷载是一个至关重要的因素，它对建筑的安全性、稳定性和舒适性都有着深远的影响。

风荷载，简单来说，就是风作用在建筑物表面上产生的压力和吸力。

然而，其实际的作用机制和影响却远非如此简单。

当风遇到高层建筑时，会产生绕流、分离和漩涡等复杂的流动现象，从而在建筑物的表面形成不均匀的压力分布。

这种不均匀的压力分布会对建筑结构产生水平力和扭矩，可能导致结构的变形、振动甚至破坏。

风荷载的大小主要取决于风速、风向、建筑物的形状、高度、表面粗糙度以及周围环境等因素。

风速是风荷载的最直接影响因素，风速越大，风荷载也就越大。

风向则决定了风对建筑物的作用方向，不同的风向会导致不同的压力分布。

建筑物的形状对风荷载的影响也十分显著。

例如，方形或矩形的建筑平面在风的作用下，其角落处容易产生较大的负压，而圆形或椭圆形的建筑则相对较为均匀地承受风荷载。

建筑物的高度也是一个关键因素，随着高度的增加，风速通常会增大，同时风的紊流特性也会更加明显，这使得风荷载的计算和分析变得更加复杂。

表面粗糙度则反映了建筑物外表面的凹凸不平程度。

粗糙的表面会增加风的阻力，从而影响风荷载的大小。

周围环境，如附近的建筑物、地形地貌等，也会对风的流动产生干扰，进而改变作用在目标建筑上的风荷载。

在进行高层建筑结构设计时，准确地评估风荷载是至关重要的。

目前，常用的风荷载计算方法主要包括规范法和数值模拟法。

规范法是基于大量的风洞试验和实际观测数据，通过统计分析得出的经验公式和系数。

各国的建筑规范中都对风荷载的计算方法和取值进行了规定。

这种方法简单易用，但对于一些特殊形状或复杂环境下的建筑，可能会存在一定的局限性。

数值模拟法则是利用计算机软件对风场和建筑物的相互作用进行模拟。

通过建立数学模型，求解流体力学方程，可以得到建筑物表面详细的风压力分布。

浅谈工业框架结构风荷载计算问题浅谈工业框架结构风荷载计算问题摘要：工业框架开敞结构在模型及空间分布的不规则性及结构上存在的大量操作平台、设备、管道等使结构变得更为复杂，由此在软件分析的过程中，应加着重强对工业建筑中此类结构的风荷载研究计算，以提高其防风设计水平。

本文的内容即重点分析了工业框架开敞结构的风荷载的计算和分析。

关键词：工业；框架结构；风荷载；不确定性一、工业框架开敞结构风荷载计算的现状目前，国内外石油化工项目中存在着为数众多的框架结构，这类框架结构往往承载着工艺流程中的有关的立式设备、卧式设备、换热器、空冷器、错综复杂的管道以及设备操作平台等，并且具有复杂而不规则的楼层，极大多数为开敞状态。

在现行荷载规范《GB 50009—2012建筑结构荷载规范》中并未明确说明该类型工业框架开敞结构的风荷载计算方法。

因此，这类结构的结构设计是项目流程中的重点和难点。

本文即着重讨论该类型框架结构设计的基本条件之一：风荷载的计算和分析。

二、工业框架开敞结构风荷载的计算分析工业框架开敞结构设计时，风荷载计算的不确定性来自两方面：其一，采用常规的适用于封闭式框架风荷载自动计算功能的软件来计算或者采用手工简化计算，这样造成的误差会过大；其二，设计人员在结构设计过程中如何考虑工业框架内部前面挡风物体对后面挡风物体的屏蔽作用，从而有着不同的风荷载计算内容和公式。

1、使用通用结构计算软件PKPM进行分析计算通用建筑结构计算软件PKPM是国内设计院中应用量最大的一款计算软件，其对规范的理解与结合基本上走在分析设计软件的前列。

PKPM软件对风荷载的计算假定是：迎风、背风面的受荷面积相同；风荷载作用于楼层质心及弹性节点上，楼层所有节点平均分配风荷载。

在其最新版V2.1上，结构风荷载主要有关的参数有如下几种：地面粗糙度类别、修正后的基本风压、X向结构的基本周期、Y向结构的基本周期、风荷载作用下的结构阻尼比、水平风荷载体形系数等主要参数确定。

结构风工程数值分析研究现状自20世纪60年代后期以来，电子计算机的持续高速发展、各种数值方法特别是有限元方法的发展，促进科学研究方法的变革，即从理论和试验的两极转变为理论、试验和计算三极。

人们可能利用数值分析方法，根据精确试验得出的材料本构关系和调查得到的载荷随机过程，对各种结构进行分析，并结合成熟的数值图形显示技术与图像技术，进行试验过程的数值模拟与仿真。

在国际上，这方面已有良好的开端，美国三里岛核反应堆的事故分析采用了计算机仿真技术，用数小时就重现了这个无法重复的事故，并找到了事故的原因。

此外，美国斯坦福大学的地质现象仿真和瑞士洛桑大学的“数值混凝土”都是成功的仿真实例。

仿真技术的优点在于它不受空间尺寸和时间长短的限制，可以提供人们有关结构行为的各种数据和图形(其中有些数据在试验中由于测量手段等局限性无法获得)，省去了人们大量的人力物力和时间，还甚至可代替一些无法进行的现场试验；另一方面，数值计算和仿真技术可使结构的重分析和再设计易于实现。

目前，针对结构风工程的研究方式主要包括：源于现场仪器检测数据的现场实测法，基于随机振动理论的理论分析法，边界层的风洞试验以及以计算流体动力学为基础的数值风洞模拟技术。

(1)现场实测在结构风工程中，现场实测法是各种方法中最直接。

它主要利用各种仪器(如风速仪、加速度计等）在工程现场对实际的风环境和结构风振响应等进行实测与分析。

现场实测法得到的结果可靠性最高，但是成本很高，需要消耗大量的人力、物力和时间。

除了成本方面的因素，测试时的气象和地形因素等都会对现场实测结果的准确度造成很大的影响。

因此，如果采用现场实测法进行规律性的长期研究，是非常不现实的。

目前，该方法主要应用在工程结构表面风荷载与风振响应的测量与计算方面，从而为工程结构防风研究提供相关的原始资料和数据。

(2)理论分析使用理论分析计算法来进行流体场分析，主要是通过求解流场的力学方程，但是方程的求解非常困难。

风载荷作用下的建筑结构研究与应用一、概述建筑结构的设计和施工需要考虑各种荷载，其中风载荷是不可忽视的一种。

随着城市化的不断发展和高楼大厦的兴建，风荷载的作用越来越重要。

本文将介绍风载荷的相关知识和建筑结构研究与应用，以提高建筑结构的安全性和稳定性。

二、风荷载作用原理风是空气流动产生的结果，所以风荷载的作用是由风的动力引起的。

风的动力分为正压力和负压力两个方面。

正压力在建筑物的正面和背面作用，负压力在建筑物的两侧作用。

此外，还有离心力和扭曲力等附加作用。

建筑物的结构在这些作用下会发生变形和破坏。

三、风荷载计算为了保证建筑物的安全性和稳定性，需要进行风荷载计算。

风荷载计算需要考虑建筑物的形状、尺寸、高度、风向、风速等因素。

通常采用基于概率和统计学原理的风荷载设计标准进行计算，例如GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》和ASCE 7-10《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》等。

四、风荷载对建筑结构的影响风荷载对建筑结构产生的影响包括结构变形、振动和破坏等。

建筑物的结构变形会导致建筑物的倾斜、变形和破坏。

建筑物的振动又分为自由振动和强迫振动。

自由振动是指建筑物在没有外力作用下自身振动，强迫振动是指建筑物在受到外力作用下振动。

建筑物的破坏包括塌方、倒塌、结构损坏等。

五、风荷载减缓措施为了降低风荷载对建筑物的影响，可以采取一些措施。

首先是通过规划和设计来减少建筑物对风的阻力。

其次是可以在建筑物上部设置减缓风荷载的减振器、减震器等结构措施。

此外，还可以采取一些构造措施，如加固墙体、加厚结构等。

六、风荷载研究与应用风荷载研究与应用是建筑结构领域的重要方向。

在研究方面，需要进一步理解风荷载作用机理和参数计算方法，开展风场模拟和风洞试验等研究工作。

在应用方面，需要逐步完善风荷载设计标准和技术规定，提高建筑结构的安全性和稳定性。

七、结论综上所述，风荷载是建筑结构设计和施工中重要的考虑因素。

浅谈土木工程结构的抗风研究发展现状王宇飞摘要：本文介绍了结构抗风研究的发展现状，包括频域范围内的抗风分析和时域范围内的抗风分析，具体又包括风洞试验、现场测试以及数值风洞方法。

文中指出了这些研究、分析结构抗风方法的优缺点并对未来的发展方向做了展望。

关键词：风荷载抗风高层建筑大跨结构风洞风工程频域时域随着经济技术的发展与社会的进步以及生产生活的需要，高层、超高层建筑以及大跨空间结构形式越来越受到人们的青睐，显示出极具竞争力的发展前景。

而随着新材料, 新工艺, 新技术, 新形式以及新的设计方法的应用使得这些结构形式的体型更加复杂, 结构更加轻柔,从而使得其对于风荷载的作用也更加敏感。

因此土木工程结构抗风研究变得日益重要化和迫切化。

本文就目前结构抗风研究的发展现状进行简要介绍并分析各种方法的优缺点，提出对未来的展望。

一、频域范围内的抗风分析1.风洞试验风洞试验是开展结构抗风研究的重要基础。

风与结构相互作用十分复杂,在理论上还不能建立完善的数学模型来描述实际问题。

而现行荷载规范风荷载条文中，关于结构的风荷载计算规定和说明虽为建筑结构的风荷载计算提供了实用的方法，但由于规范所提供的体型系数没有具体考虑所处的周围环境、大气边界层等的影响，加上结构体型的不规则性等复杂因素，计算结果误差较大。

风洞主要是用来做缩尺模型试验的设备，物体在介质中运动时，若一个模型与全尺寸事物具有相同的雷诺数和马赫数，则模型上作用的力和力矩与实物上的力和力矩成一定比例。

对于体形特殊、高度较大、周围地形复杂及周围建筑较多的高层建筑及大跨建筑，规范不能明确地提供体型系数并建议进行风洞试验。

风洞可以采用模型来做试验，且随时可以使用，因而是一种方便、准确的研究结构抗风性能的方法。

目前，风洞己成为专用的试验设备，其理论和试验技术日臻完善和成熟。

风洞试验有显著的优点:试验条件、试验过程可以人为地控制、改变和重复；在实验室范围内测试方便并且数据准确而且直观。

浅谈结构设计——风荷载计算城市建筑越做越高,尤其是一线城市.在过去的一年,我们所接触的住宅、公寓、办公楼,几乎没有低于150m的.粗略来讲,结构高度提高,周期变长,地震力减小（想想地震反应谱）；但是,结构迎风面增加,风载加大,如果结构高宽比较大的话,结构横风向风振效应显著增大.此消彼长,超高层建筑基本以风控为主.基于本人的感受,我们工程师普遍对风载的认识要浅于对地震的认识,这当然不是一件好事.这篇文章就以工程师的角度,结合自身实践,谈谈本人对“风荷载”的一些浅薄认识.横风向风振效应《荷规》规定,“建筑高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑、高度超过30m且高宽比大于4的细长圆形构筑物,应考虑横风向风振的影响”.但规范对横风向风振的计算,往往偏大.我们曾对比过几栋超高层塔楼,塔楼高宽比基本在7.0及以上,核心筒高宽比在20.0及以上,主要结论是：1）在顺风向,风洞实验结果与规范差别不大；2）在横风向,风洞实验结果比规范小15%~20%（以最大层间位移角指标为准）.到目前为止,不少专家普遍认为规范计算的结构横风向效应偏大,但究竟偏大多少,由于项目经验不同,众说纷坛,但基本接受10%~15%的区间值.像Arup、TT这样的国际咨询公司,给出的经验值也处于这个区间.地面粗糙度在做设计时,我们其实很少细究场地粗糙度,一般按经验取一个大家都认可、偏保守的粗糙度类别.但如果大家对粗糙度取值有异议,无法统一,该怎么办呢？规范对粗糙度的判别方法,其实是有说明的.《荷规》8.2.1条条文说明：以上统计方法并不复杂,经过一些合理简化,可以比较容易地确定平均高度.操作的难点是拿到拟建房屋2kM范围内的房屋数据.但如果偏保守计算,也可以仅取1km范围的房屋数据,统计总面积时,仍按2kM计算即可.我们曾算过一个距海边873m的一个项目场地,计算结论是,加权高度为6.7m,粗糙度可以按B类.除了国标,《广东省荷载规范》也提供了粗糙度的计算方法.广东省荷规不是以加权高度来划分粗糙度,而是以平面建筑密度和10层以上高层建筑平面面积占总建筑面积比值这两个指标进行划分.其中,B类粗糙度被描述为“有少量稀疏房屋高度到达10m的区域：平面建筑密度小于15%”.这条没有为建筑密度规定下限,其实是一个很大的BUG.根据字面意思,平面建筑密度无穷小,只要有几栋（甚至1栋）超过10m的建筑,粗糙度就可以划分为B类？这与逻辑不符.同样地,国标对B类的定义也有问题,应该给出一个下限值.风洞实验刚性模型风洞实验根据本人目前的理解,我们现在拿到的很多超高层建筑结构风洞实验报告,基本采用刚性模型来测试.即在刚性模型表面密布气孔,采用一定风速施加在模拟场地,然后测量统计各气孔承担的风压力.刚性模型的测试方法并不和结构的动力特性耦合,所以,结构外形不变,仅是动力特性发生变化,并不需要重复做风洞实验,仅需简单的数值换算即可（某次超限会上,专家提到的,具体原理,有待进一步考证）.与刚性模型实验相对,气动弹性模型实验就要复杂得多,但其可以较真实地考虑结构与风的相互作用.相似比在风时程分析时,我们通常采用风洞实验的时程数据.有时需要注意对时程的时间步长进行换算,换算依据即是相似比.对不熟悉此原理的结构工程师,换算过程很容易出错.以下我们提供一个自己的算例,以帮助大家理解整个过程.假定风洞试验的几何缩尺1/400,基本风压为=0.45kN/m2,场地类型为A类时,10m高度处风压高度变化系数=1.283,修正风压为=0.577kN/m2,风速=30.38m/s,顶点位置风速为=45.34m/s.风洞试验中塔楼顶部最高处A类边界层验风速为10.09m/s,即风速缩尺=1/4.5,风压测量采样频率为313Hz,采样时间步长为0.00319s,则时程分析中风时程时间步长为0.283s.敏感系数与重现期《高规》4.2.2条规定,“对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用”.“对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关,目前尚无实用的划分标准.一般情况下,对于房屋高度大于60m 的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用”.从这条来看,敏感系数是针对高层建筑的,且主要是和房屋高度有关.《高规》的这条规定简洁明了,具有很好的操作性.与此相对,《荷规》就比较含糊.《荷规》提到,“除超高层,自重较轻的钢木主体结构,也应该考虑敏感系数”.如何提高呢？“适当考虑提高风载重现期来确定基本风压”.按提高重现期的方法考虑敏感系数,很容易和《高规》产生出入.比如,深圳地区,如果按100年的重现期考虑基本风压,应为0.90kPa,但如果是考虑1.1的系数,则为1.1X0.75=0.825kPa.我们看到一些报告,写的是房屋高度超过60m,结构对风荷载敏感,按100年的重现期考虑基本风压,但给出的数却是0.825kPa,这就有问题了,起码和规范对不上.再来解释一下这个1.1是怎么来的.张相庭在《结构风工程理论·规范·实践》一书中曾给出不同重现期风压的换算公式,如按此公式,相对50年重现期的基本风压,100年重现期的放大系数确实为1.1.只是规范在编排过程中,有些调整罢了,即如此,应以规范为准.基本风压、风速、风级有些建筑师、业主会问我们结构工程师,我们设计的这个楼,可以抵抗几级风？我们不少的工程师竟然答不出来.其实这个问题比问我们“某某楼可以抵抗几级地震”更容易解释.那为什么答不出来呢？因为不少人只有基本风压的概念,而没有风速的概念.流体力学中的伯努利公式可以描述基本风压与风速之间的关系,标准空气密度ρ=1.25kg/m³,以深圳为例,50年一遇基本风压0.75kPa,对应的=40=34.64m/s,100年一遇基本风压0.90kPa,对应的=37.94m/s.根据国家标准《热带气旋等级》（GBT19201-2006）：热带低压(TD)：最大风速为10.8～17.1米/秒,底层中心附近最大风力6-7级；热带风暴(TS)：最大风速为17.2～24.4米/秒,风力8-9级；强热带风暴(STS)：最大风速为24.5～32.6米/秒,风力10-11级；台风(TY)：最大风速为32.7～41.4米/秒,风力12-13级；强台风(STY)：最大风速为41.5～50.9米/秒,风力14-15级；超强台风(Super TY)：最大风速为51.0以上米/秒,风力16级或以上.35m/s（对应0.75kPa）的风速相当于台风级别,风力大概在12~13级.看起来好像还不够大,因为我们经历过的超强台风风速都是在50m/s以上,但别忘了,气象预报给出的最大风速和我们规范中统计的最大风速是不同的.气象站测量的风速,“是以正点前2min至正点内的平均风速作为该正点的风速”.而《荷载规范》是以“离地10m高,10min内的平均风速作为统计风速”.如果按《荷载规范》的方法换算,气象预报的50m/s风速是要小于50m/s的.参考最早的《浦福风力等级表》,空旷平地上标准高度10m处的风速为32.7~36.9m/s,即是最高级别12级,被描述为“海上引起14m 高的巨浪,陆上绝少见,摧毁力极大”.我们可以想象一下,这是什么样的风力.结论是,按规范风荷载反算的风速及风级,事实上比想象中大.我们极少听到按规范设计的主体结构,在台风中被刮倒或摧毁的案例.真正在台风中被破坏的多数为附属结构,比如雨蓬、幕墙、阳台、出屋面构架等.风振系数与阵风系数在结构主体计算时,我们采用风振系数,在计算围护结构时,却采用阵风系数,这两者有何区别呢？可能很多工程师并不一定明白.我们把风对结构的作用分为静力的平均风作用以及动力的脉动风作用.静力风压使建筑物产生一定的侧移,而脉动风压使建筑物在该侧移附近左右振动.对高度较大、刚度较小的高层建筑,脉动风压会产生不可忽略的动力效应,在设计中必须考虑.那该如何考虑呢？即在静力风压的基础上乘一个风振系数,以考虑这个动力效应,因此,风振系数有点类似动力放大系数的概念.对围护结构来说,我们需要考虑的是局部风压作用,围护结构的局部刚度一般相对较大,风振影响一般很小可以忽略.围护结构风压计算,直接采用瞬时风压,所以,阵风系数,其实就是瞬时风较平均风的增大系数,即阵风风速与时距10min的平均风速的比值.在高度越高、越开阔平坦的场地,瞬时风与平均风越接近（仅有一个时距的差异）,其阵风系数也越小.这就是规范8.6.1表格变化规律的由来.总的来说,风振系数是把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数.阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数.这两者虽然都是针对平均风所采用的增大系数,但概念截然不同.风荷载计算中的其他细部概念,有待大家一起挖掘讨论.以上仅为个人观点,欢迎讨论.。

建筑物风荷载与结构抗风性能研究随着城市化进程的不断加快，建筑物的高度和复杂程度也在不断增加。

而这些高层建筑在面临自然灾害中最常见的就是风灾。

风荷载是指风对建筑物的作用力，而结构抗风性能则是指建筑物在受到风荷载时的抵抗能力。

本文将探讨建筑物风荷载与结构抗风性能的研究进展和方法。

一、建筑物风荷载计算方法建筑物风荷载计算是建筑结构设计的关键环节。

过去，建筑物的风荷载计算主要依靠经验公式，但由于其精度较低，不满足当前建筑物复杂形状和高度的需求。

近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟方法成为了风荷载计算的主要手段。

数值模拟方法以CFD （Computational Fluid Dynamics）为基础，通过对空气流场的计算与模拟，得到风荷载的精确数值。

同时，还可以借助实验室和风洞试验对数值模拟结果进行验证和修正，提高计算结果的准确性。

二、建筑物结构抗风性能研究1. 结构设计与优化建筑物的结构设计与优化是提高抗风能力的关键。

通过合理配置建筑物的结构，可以使其更加稳定。

例如，在高层建筑中，加固结构节点和提高整体刚度可以显著提高建筑物的抗风能力。

此外，还可以通过选择合适的建筑材料和建筑形式，提高建筑物的抗风能力。

2. 风荷载试验与分析为了更好地了解建筑物在风荷载下的变形和破坏形式，风荷载试验及其分析成为重要研究内容。

借助风洞试验和风洞模型试验，研究人员可以模拟真实风荷载作用下建筑物的响应，获取建筑物的结构参数以及荷载-变形关系等实用信息。

通过对试验结果的分析，可以进一步完善建筑物的结构设计和加固措施。

3. 风荷载下的结构动力响应在自然灾害中，建筑物通常面临地震和风灾的双重威胁。

因此，研究风荷载下的建筑物结构动力响应，对于保证建筑物的安全性和可靠性非常重要。

通过数值模拟和实验研究，可以获得建筑物在不同风荷载下的响应表现，并提供合理的结构抗风设计指导。

三、结论建筑物风荷载与结构抗风性能的研究对于保证城市高层建筑的安全性和可靠性至关重要。

结构风工程研究的现状和展望α项海帆(同济大学结构工程学院　上海,200092)摘要　结构风工程问题研究是风工程学科形成的起源。

经过半个世纪的发展,已经奠定了结构风工程的理论基础,可以满足一般结构的抗风设计要求。

21世纪结构长大化、高耸化以及外形复杂化的趋势使结构风工程研究面临新的挑战,需要对现行的理论和方法进行精细化的改进和发展,同时开展有效风振控制方法的研究,为解决大型复杂结构的风工程问题作好准备。

关键词:风工程;抗风设计;风致振动;结构振动控制中图分类号:TU 311.3引　言1940年秋,美国华盛顿州建成才4个月的塔科马悬索桥,在不到20m s 的八级大风作用下发生强烈的风致振动而破坏的严重风毁事故,震惊了桥梁工程界。

在为调查这一事故而收集桥梁风毁的历史材料中,人们发现,自1818年起,至少已有11座悬索桥毁于暴风,而且从目击者的记载中可以明显地看到关于振动的描述。

然而,遣憾的是在长达150年的时间中,工程师们只认识到风的静力作用。

塔科马桥的风毁开始了土木工程界考虑桥梁风致振动的新时期,并以此为起点,经过近半个世纪的发展,形成了一门新的边缘学科——风工程学。

按照国际风工程协会的定义,风工程学科主要研究“大气边界层中的风与人类在地球表面的活动及其劳动成果之间的相互作用。

具体地说,它包括三个方面的分支:即:1.结构风工程:研究风和结构的相互作用,亦称结构风效应问题,特别是动力风效应,即风致振动问题。

2.车船风工程:研究除航空航天飞行器以外的运载工具如汽车、船舶在高速运行时所受到的空气动力作用(广义地可包括体育运动中的风工程问题,如自行车、滑雪、标枪、铁饼等)。

3.环境风工程:研究风引起的质量(气体、液体或固体)迁移(如污染、扩散、风沙、风雪等)问题。

在风工程学科中,结构风工程问题作为学科发展的起源,始终处于核心的地位,也是历届国际风工程会议中论文作者最多,规模最大的分组。

此外,减轻灾害和保护环境又是人类面临的两大使命,因而结构风工程和环境风工程的研究就更具有重要的意义。

混凝土结构在大风荷载下的抗风性能研究一、研究背景混凝土结构在实际使用中，经常会遭遇各种自然灾害，其中风灾是比较常见的一种。

在强风环境下，混凝土结构容易受到破坏，如风压、风荷载等因素的作用，会导致结构的破坏和倒塌。

因此，深入研究混凝土结构在大风荷载下的抗风性能，对于保障人们生命财产安全，提高建筑物的防风能力具有重要意义。

二、研究方法通过文献调研、数值模拟和实验研究的方法，探究混凝土结构在大风荷载下的抗风性能。

三、文献综述1. 风荷载对混凝土结构的影响风荷载是指风对建筑物或其他结构产生的作用力，是混凝土结构在大风环境下产生破坏的重要因素之一。

一些文献研究表明，随着风速的增加，风荷载对混凝土结构的影响也会增大。

2. 混凝土结构的抗风能力评估混凝土结构的抗风能力评估主要是通过对结构的静力分析和动力响应分析来进行评估。

其中，静力分析主要是考虑风荷载对结构产生的压力，而动力响应分析则考虑风荷载对结构的振动影响。

3. 提高混凝土结构的抗风能力的方法提高混凝土结构的抗风能力的方法主要包括改变结构的几何形状、提高结构的刚度和强度、加强结构的连接部位等。

四、数值模拟分析通过ANSYS软件对混凝土结构在大风荷载下的抗风性能进行数值模拟分析。

模拟中，选取典型的框架结构进行分析，并采用风洞试验数据进行验证。

数值模拟结果表明，随着风速的增加，结构的位移和应力都会增大，当风速达到一定值时，结构会出现破坏。

同时，通过对结构进行改进，如增加结构的刚度、强度和加强连接部位等方法，可以提高结构的抗风能力。

五、实验研究通过实验研究，验证数值模拟的结果，并探究混凝土结构在大风荷载下的抗风性能。

实验中，选取不同类型的混凝土结构进行试验，并采用风洞试验数据进行验证。

实验结果表明，采用强度高、刚度大的混凝土材料可以提高结构的抗风能力。

同时，采用加强连接部位和提高结构刚度的方法也可以有效提高结构的抗风能力。

六、结论混凝土结构在大风荷载下的抗风性能是一个复杂的问题，需要综合考虑结构的几何形状、材料性能、连接部位等多方面因素。

风力荷载对建筑物结构的影响一、引言随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，建筑物的高度和数量逐渐增加。

然而，相应的问题也随之而来。

其中之一就是风力荷载对建筑物结构的影响。

在此，本文将探讨风力荷载对建筑物结构的影响并提供相应的解决方案。

二、风力荷载对建筑物的威胁风力荷载是指风对建筑物表面所施加的力量。

当风速增加时，风力荷载会对建筑物产生更大的压力和牵引力。

这对建筑物的结构造成了严重的影响。

首先，建筑物的外墙面对着风，会受到风力的冲击。

如果建筑物的外墙承受不住风力荷载，可能导致外墙倒塌，进而造成严重的人员伤亡和财产损失。

其次，风力荷载会对建筑物的屋顶造成影响。

屋顶面积大、高度较低的建筑物更容易受到风力的影响。

当风力荷载超过建筑物屋顶所能承受的极限时，屋顶可能被吹飞，造成严重后果。

此外，风力荷载对整个建筑物结构的稳定性也有影响。

建筑物的强度和稳定性取决于它是否能够承受风力荷载。

如果建筑物结构设计不合理，无法抵御风力荷载，整个建筑物可能发生倾斜、倒塌等严重的问题。

三、解决方案为了保护建筑物免受风力荷载的威胁，建筑师和工程师们提出了一系列解决方案。

首先，合理的建筑设计是防止风力荷载影响的关键。

建筑师在设计建筑物时需要考虑风力因素，并合理选择建筑物形状和结构。

较好的建筑设计可以减小风力对建筑物的冲击，提高建筑物的抗风能力。

其次，建筑物的材料选择也很重要。

强度高、耐风性好的材料能够提供更好的抵抗风力的能力。

例如，使用钢材而不是木材可以增强建筑物的稳定性和强度。

另外，建筑物的维护和修复也是关键。

定期检查和维护建筑物可以发现并修复潜在的问题，确保建筑物能够承受风力荷载。

修复破损的外墙和屋顶，加固建筑物的结构可以提高整个建筑物的抗风能力。

同时，建筑物周围的环境也需要注意。

附近的高楼、大树等也可能影响风力的传递和分散。

通过绿化带、砍伐高树等手段，可以减小风力对建筑物的影响。

最后，建筑物的建造和维护过程中需要严格遵守相关标准和规范。

建筑结构的风荷载分析与设计方法研究摘要：本文主要探讨了建筑结构的风荷载分析与设计方法，包括风荷载的来源、风荷载的影响因素、风荷载分析方法以及设计方法。

通过对现有文献和规范的研究，整理了常用的风荷载分析与设计方法，并对其优缺点进行了评述。

建议在设计过程中综合考虑不同风荷载分析方法，以得到更合理、安全的建筑结构设计。

关键词：建筑结构；风荷载；分析方法；设计方法；安全性1. 引言在建筑结构设计过程中，风荷载是一个重要的考虑因素。

风荷载对建筑结构的稳定性和安全性有着重要的影响。

因此，对风荷载的准确分析和设计至关重要。

2. 风荷载的来源风荷载是指风对建筑结构表面产生的力的作用。

风荷载的来源主要有大气层中的起伏、附近地面的粗糙度以及风吹过建筑物表面产生的压力差等。

通过对大气流动的研究，可以得到风荷载的统计特性，从而进行风荷载的分析和设计。

3. 风荷载的影响因素风荷载的大小和分布受多个因素影响，包括风速、风向、建筑物的高度和形状等。

其中，风速是最重要的影响因素之一。

风速的测量可以通过气象观测站的数据或现场实测得到。

而风向的测量则需要使用风向仪进行实时监测。

4. 风荷载分析方法目前常用的风荷载分析方法包括等效静力法、动力风荷载法以及计算流体力学方法等。

等效静力法是最常用的方法之一，它将风荷载转化为等效静力，通过对结构的静力分析来计算其响应。

动力风荷载法则是考虑了结构的动力特性，通过考虑结构的振动特性来分析和计算风荷载。

计算流体力学方法是较为先进和精确的方法，它基于数值模拟技术，通过模拟风与建筑物之间的相互作用来得出风荷载。

5. 风荷载设计方法在风荷载设计过程中，常用的设计方法包括平面法、实践值法以及极限状态设计法。

平面法是最常用的方法之一，它根据建筑物在平面上的几何特性和风荷载的统计特性，计算出荷载作用在建筑物上的受力情况。

实践值法则是通过实际工程经验得出的经验公式，根据建筑物的特征来估计风荷载。

极限状态设计法则是将结构的极限状态考虑在内，通过确定结构的安全性指标来进行设计。