ASCE 7 美国风荷载规范 Wind load

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风力发电机台风荷载响应分析

风力发电机台风荷载响应分析戴靠山;盛超【摘要】首先考察了台风风场特征参数,包括物理参数、极值风速、风剖面、湍流强度、湍流积分尺度和脉动风速功率谱,在基于台风特征参数的基础上,结合环太平洋地区主要国家现行风荷载规范进行台风荷载频域计算,建立风力发电机有限元模型并进行台风荷载响应分析.结果表明,美国规范计算的结构响应值最大,中国规范次之,澳大利亚规范最小,且三者均大约为《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)计算值的1.8倍;对于风电塔这种塔顶处机舱和叶片质量占总体结构比重大的特殊结构,利用规范进行频域分析得到的风荷载进行抗台风设计和验算偏于不安全,建议采用基于台风特征参数的时域分析来构造台风荷载.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】9页(P98-106)【关键词】风力发电机;台风;风荷载;荷载规范;频域分析【作者】戴靠山;盛超【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文Wind Turbine Tower Structural Responses Under Typhoon Loads Abstract This paper first analyzed characteristics of the typhoon windfield,including physical parameters,extreme wind speed,windprofile,turbulence intensity,turbulence integral scale,and power spectral density of fluctuating wind speed.A finite element model of an 1.5 MW wind turbine tower was developed and wind loads were constructed based on Chinese,American and Australian codes,respectively with parameters that represent typhoon characteristics.Structural responses of this wind turbine tower under different loading scenarios were compared.The results show that the tower responds most significantly under the wind loads being established by following the American code.The responses of the tower considering the typhoon characteristics are about 1.8 times of the responses being estimated by directly using Chinese Load Code for the Design of Building Structures (GB 50009-2010).Keywords wind power structure, typhoon, wind load, loading code, frequency domain analysis随着全球化石能源的日益衰竭和对二氧化碳气体排放的严格控制,新型清洁能源的开发和利用受到了越来越多的重视。

混凝土结构的抗风设计

混凝土结构的抗风设计引言：混凝土结构在现代建筑设计中起着至关重要的作用。

风是一种主要的自然力量，它对建筑物的安全性和稳定性有着巨大的影响。

因此，在混凝土结构设计过程中，抗风设计是非常重要的一环。

本文将探讨混凝土结构的抗风设计原理和方法，并介绍一些常用的设计规范。

一、风对混凝土结构的影响风是由大气运动引起的空气流动现象，具有惊人的威力。

在混凝土结构中，风对结构的影响主要体现在以下几个方面：1. 风荷载：风的作用会产生水平荷载，即风荷载，它会对建筑物施加压力，特别是对墙体、屋顶等立面结构的垂直表面产生较大压力。

2. 气流压力分布：在流体介质中，例如风，会产生静压和动压，对建筑物施加压力。

静压主要作用于建筑物表面，而动压则作用于建筑物各个方向的边缘区域。

3. 风振：风的振动频率可以与结构固有频率共振，使得结构产生共振振动，并且可能导致结构疲劳破坏。

二、抗风设计的基本原则在进行混凝土结构的抗风设计时，需要遵循以下几个基本原则：1. 定义设计风速：根据地理位置和气象资料，确定设计基准风速。

这是设计的起点，对结构的风荷载计算和抗风设计有着重要影响。

2. 考虑结构稳定性：抗风设计的首要考虑是结构的整体稳定性。

建筑物应具备足够的刚度和强度，以能够有效抵抗风荷载产生的压力。

3. 选择合适的结构形式：设计应综合考虑结构的外形、高度、重量等因素，选择适合的结构形式，以提供较佳的风荷载抵抗能力。

4. 强化连接与节点设计：风荷载会在结构的连接与节点处集中，因此需要设计合理的连接和节点细部，以确保结构的整体稳定性。

5. 考虑风振控制：对于高层建筑或其他易受风振影响的结构，需要进行风振分析，采用相应的控制措施，如阻尼器和减振器等，来减小结构产生共振振动的概率。

三、常用的抗风设计规范在混凝土结构的抗风设计中，有一些常用的规范和标准可以作为设计参考。

以下是国际上常用的两个规范：1. ACI 318：美国混凝土协会（American Concrete Institute）发布的混凝土结构设计规范，其中包括了关于风荷载计算和抗风设计的规定。

美国ASCE施工设计荷载规范的理念与启示

美国ASCE施工设计荷载规范的理念与启示周威;胡亚辉【摘要】To design and analyze the incomplete structure during construction and ensure construction safety, it is necessary to clarify all kinds of external actions (loads) and their effects during construction. This paper presented the load types, design values of the loads and load combinations in the Design Loads on Structures During Construction in the construction stage, and emphatically focused on the determining procedure of construction loads and load factor, the combination method of construction load and dead load, live load, environmental load and lateral earth pressure, then compared them with Chinese current standards. It is proposed to compile the codes for construction loads in China systematically using the concept of ASCE construction specification, investigating the uncertainty of load in the construction stage, and introducing the proposed values of construction load and load factors.%为对施工阶段的未完整结构进行设计和分析，保证施工安全，应明确施工过程中结构可能受到的各类外部作用（荷载）及其效应。

国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究

国内外规范在结构风荷载计算中的异同研究摘要：我国在建筑工程的设计和建设过程中，经过长时间的实践和积累，在风荷载的取值和计算方面积累了丰富的经验。

随着一带一路的建设和对国际市场的开拓中，海外建设的工程项目越来越多，并且不同国家的荷载规范存在差异，尤其风荷载差异明显，需要对国外荷载规范进行更加深入的了解。

通过介绍美国标准与我国现行规范在风速的取值、风荷载的计算等方面的异同点，便于进行结构风荷载的对比分析，为结构工程风荷载设计提供可靠的依据。

关键词：美标、基本风压、风荷载、设计基准期、基本风压近些年来，随着全球经济的高速发展，越来越多的国内优秀设计企业开始走出国门，拓展海外市场。

对于涉外项目的设计而言，设计规范的确定显得尤为重要。

有些项目可以直接按照中国规范来进行设计，有些项目则必须按照美国规范或欧洲规范进行设计，此时国外的设计规范、标准显得尤为重要。

虽然各国规范在结构设计的基本原理上大体一致，但各国在荷载规范的风荷载规定和解读上差异性较大，风速统计方法和荷载重现期也有所不同，所以按照不同国家的荷载规范进行风荷载设计，往往会得到不同的设计结果。

本文就中美荷载规范的风荷载部分进行简要的对比。

1荷载规范美国的最小设计荷载规范（ASCE 7-10）的前身是1980年版的美国国家标准A58（ANSI A58.1-1980 D）。

其所规定的最小荷载取值、组合系数和荷载组合均采用了以概率理论为基础的结构极限状态设计方法，综合材料、极限状态、荷载、结构类型等因素，并在统计数据分析的基础上，考虑一定的目标可靠度指标而得出。

中国的建筑结构最小荷载以及组合等是借鉴了国际标准ISO 2394:1998《结构可靠度总原则》，在统计的基础上给出。

采用了与美国标准不完全一样的极限状态设计模式和目标可靠度值。

本文将结合中国的国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012（以下简称GB50009）与美国荷载规范《建筑或其他结构最小设计荷载》ASCE 7-10（以下简称ASCE 7），对中美建筑结构的最小荷载进行对比研究。

多国风荷载规范

0.36 0.62
zg (m)
263.76 317.5 382.39
(4-1) (4-2)
1. 平均风速
2. 湍流强度
3. 湍动能
5 欧洲规范（Eurocode 1: Actions on structures-Part 1-4: General actionsWind actions）
5.1 地貌分类
City, tall buildings (4 to 9-story) City, heavy concentration of tall buildings (higher than 10-story)
3.2 风特性公式
平地平均风速平地湍流强度积分长度尺度
Uz
U0
Er
U
0
U 0
1.7 z zG , zb z 1.7 zb zG , z zb
zG
I rz
0.1 z
0.1 zb
zG 0.05 , zb zG 0.05 , z
z zb
zG
Lz
100 z 300.5 ,30m
100, z 30m
z
zG
(3-1) (3-2) (3-3)
U0 ——10m 高度处的基本风速，为 100 年重现期的 10min 统计平均风速。
积分尺度与地形、地貌无关（Turbulence scale is defined independently of the terrain categories of the construction site）
6.1 地貌分类
Terrain category Exposed open terrain with few or no obstructions and water surfaces at 1

ASCE705W美国风荷载规范ASCE-05 Wind load excl 计算程序

WorksБайду номын сангаасeet Name
Doc Simplified MWFRS (Low-Rise) MWFRS (Any Ht.) Wall C&C Roof C&C Stacks & Tanks Open Structures (no roof) Wind Map
Description
This documentation sheet Analysis using simplified method for low-rise buildings with h <= 60’ Main Wind-Force Resisting System for low-rise buildings with h <= 60’ Main Wind-Force Resisting System for buildings of any height Analysis of wall Components and Cladding Analysis of roof Components and Cladding Analysis of cantilevered chimneys, stacks, and vertical tanks Analysis of open structures without roofs Basic wind speed map (Figure 6-1 of ASCE 7-05 Code)
"ASCE705W" --- ASCE 7-05 CODE WIND ANALYSIS PROGRAM
Program Description:
"ASCE705W" is a spreadsheet program written in MS-Excel for the purpose of wind loading analysis for buildings and structures per the ASCE 7-05 Code. Specifically, wind pressure coefficients and related and required parameters are selected or calculated in order to compute the net design wind pressures. This program is a workbook consisting of nine (9) worksheets, described as follows:

中美澳三国风荷载规范比较的开题报告

中美澳三国风荷载规范比较的开题报告一、研究背景和目的在工程设计中，风荷载是不可忽视的重要因素之一。

不同的国家和地区制定了不同的风荷载规范，根据当地气象条件和工程特性等因素制定。

本文旨在比较中美澳三国风荷载规范，分析其主要差异，并结合工程实例进行探讨。

二、研究内容和方法1. 研究对象本文将比较中美澳三国的风荷载规范，包括中国GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》、美国ASCE7-16《Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures》和澳大利亚AS/NZS 1170.2-2002《Structural Design Actions - Wind Actions》三个标准。

2. 研究内容比较中美澳三国风荷载规范的主要内容包括：（1）适用范围和等级（2）基本风速和设计风速的确定方法（3）风荷载计算公式及系数（4）特殊结构物风荷载的计算方法（5）风荷载试验方法及其应用3. 研究方法本研究采用文献资料法和实例分析法相结合的方法。

首先，通过查阅相关文献资料，梳理三国风荷载规范的主要差异。

然后，通过分析具体工程实例，探讨不同规范的适用性和优劣。

三、研究意义本研究可以对中美澳三国风荷载规范进行比较，发现差异所在，从而更好地理解不同规范的适用性与局限性。

同时，对于处于多国合作项目设计阶段的工程师和相关人员，了解各国规范的异同，有助于在设计过程中避免误差和风险。

四、论文结构本文将按照如下结构展开：第一章研究背景和目的第二章研究内容和方法第三章中美澳三国风荷载规范比较第四章工程实例分析第五章总结与展望。

ASCE_7-10美国建筑荷载规范(中文版)

1.3.1 强度和刚度...........................................................................................................7 1.3.2 适用性...................................................................................................................8 1.3.3 自应变...................................................................................................................8 1.3.4 分析.......................................................................................................................8 1.3.5 结构抗力的作用.................................................................................................98 1.4 结构的整体稳固性..........................................................................................................9 1.4.1 结构整体稳固性验算的荷载组合........................................................

中美日三国规范高层结构风荷载标准值对比

万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据中美日三国规范高层结构风荷载标准值对比作者：张军锋，葛耀君，柯世堂，赵林， ZHANG Jun-feng， GE Yao-jun， KE Shi-tang， ZHAO Lin作者单位：同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092刊名：湖南大学学报（自然科学版）英文刊名：Journal of Hunan University(Natural Sciences)年，卷(期)：2011,38(10)被引用次数：2次参考文献(16条)1.张相庭结构风工程 20062.张相庭国内外风荷载规范的评估和展望[期刊论文]-同济大学学报(自然科学版) 2002(05)3.金新阳亚太地区各国风荷载规范的现状和发展趋势 20034.ZHOU Y;KIJEWSKI T;KAREEM A Along-wind load effects on tall buildings:comparative study of major intemational codes and standards 2002(06)5.HOLMES J D Developments in codification of wind loads in the Asia pacific 20096.周印高层建筑静力等效风荷载和响应的理论与实验研究[学位论文] 19987.黄韬颖中美澳三国风荷载规范的比较 19988.GB 50009-2001.建筑结构荷载规范 20069.ANSI ASCE7-2005.Minimum design loads for buildings and other structures 200510.Recommendations for loads on building(2004) 200411.JTG/T D60-01-2004.公路桥梁抗风设计规范 200412.DURST C S Wind speeds over short periods of time 196013.SIMIU E;SCANLAN R H Wind effects on structures 199614.KAREEM A;ZHOU Y Gust loading factor-past,present and future[外文期刊] 2003(12/15)15.ZHOU Y;KAREEM A Gust loadling factor:new molel[外文期刊] 2001(02)16.JGJ3-2002.高层建筑混凝土结构技术规程 2002引证文献(3条)1.陈鑫.李爱群.王泳.张志强国内外规范自立式高耸结构等效风荷载及响应比较[期刊论文]-建筑结构学报 2014(4)2.邓洪洲.段成荫新荷载规范修订对输电塔风荷载计算的影响研究[期刊论文]-振动与冲击 2013(20)3.童乐为.金健.周锋中欧温室规范中风荷载取值的对比[期刊论文]-农业工程学报 2013(21)引用本文格式：张军锋.葛耀君.柯世堂.赵林.ZHANG Jun-feng.GE Yao-jun.KE Shi-tang.ZHAO Lin中美日三国规范高层结构风荷载标准值对比[期刊论文]-湖南大学学报（自然科学版） 2011(10)。

约旦、美国规范风荷载计算分析浅谈

约旦、美国规范风荷载计算分析浅谈摘要：文中通过约旦第仕光伏项目支架设计实例，分析比较了约旦规范标准、美国规范标准对基本设计风速的定义，阐述了不同国别对基本设计风速的差异，为今后公司海外项目投标、项目执行、厂家招投标报价、设计优化、项目降本增效等提供参考依据。

关键词：设计风速、有效风速、风荷载1.项目有关风荷载描述的合同背景：（1）招标文件Employer's Requirements中对风荷载技术要求描述：ThePV modules should be mounted on metallic structures of adequatestrength and appropriate design, which can withstand load of modules and high wind velocities up to 140 km per hour.（2）标前澄清文件风荷载描述：Static calculations for the Structures and the buildings shall comply with the Jordanian laws and regulations.经合同及法律事务专家论证：风荷载应该按照约旦规范标准风速140km/h设计。

（3）标后澄清文件风荷载描述：Assume the basic wind speed in termsof a 3-second gust expressed in SI for 50-year mean recurrenceintervals will be 140km/h.经落实我公司投标技术工程师确认：我们此处假定的为美国标准设计风速（4）我公司的的投标文件及偏差表中风荷载描述：SEPCOIII confirm capacity against the wind load for 140km/h and confirmation of the warranty of the structure for at least 10 years by the Mounting Structure manufacturer.1.支架设计因风荷载问题陷入停滞：项目部正式送审光伏支架设计计算书，采用的美标设计基本设计风速取值164km/h，同时验证约旦规范基本设计风速120km/h达标。

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Worksheet Name
Doc Simplified MWFRS (Low-Rise) MWFRS (Any Ht.) Wall C&C Roof C&C Stacks & Tanks Open Structures (no roof) Wind Map
Description
This documentation sheet Analysis using simplified method for low-rise buildings with h <= 60‟ Main Wind-Force Resisting System for low-rise buildings with h <= 60‟ Main Wind-Force Resisting System for buildings of any height Analysis of wall Components and Cladding Analysis of roof Components and Cladding Analysis of cantilevered chimneys, stacks, and vertical tanks Analysis of open structures without roofs Basic wind speed map (Figure 6-1 of ASCE 7-05 Code)
"ASCE705W" --- ASCE 7-05 CODE WIND ANALYSIS PROGRAM
Program :
"ASCE705W" is a spreadsheet program written in MS-Excel for the purpose of wind loading analysis for buildings and structures per the ASCE 7-05 Code. Specifically, wind pressure coefficients and related and required parameters are selected or calculated in order to compute the net design wind pressures. This program is a workbook consisting of nine (9) worksheets, described as follows:
Program Assumptions and Limitations:
1. Worksheet for "Simplified" analysis is applicable for low-rise buildings meeting the criteria of Section 6.4.1. 2. In the worksheet for Simplified analysis, the design MWFRS wind load is calculated for each direction. The design MWFRS load is assumed to be the total wind load on either the width or the length of the building respectively. 3. Worksheet for "MWFRS (Low-Rise)" is applicable for low-rise buildings as defined in Section 6.2. 4. Worksheets for "MWFRS (Any Ht.)", "Wall C&C", and "Roof C&C" are applicable for buildings with mean roof heights of up to 500 feet. 5. In worksheets for "MWFRS (Any Ht.)", "Wall C&C", and "Roof C&C" the user may opt to utilize user designated steps in height, 'z', in determining the wind pressure distribution. 6. Worksheets for "MWFRS (Any Ht.)", "Stacks & Tanks", and "Open Structures" can handle “rigid” as well as “flexible” buildings and structures. For “rigid” buildings or structures, this program uses the smaller value of either 0.85 or the calculated value from Section 6.5.8.1 of the Code for the gust effect factor, 'G'. For “flexible” buildings or structures, this program calculates the gust effect factor, „Gf‟, per Section 6.5.8.2 of the Code based on the assumed formula for the fundamental period of vibration from Section 12.8.2.1 of the Code, where the exponent 'x' in the formula T = Ct*h^x is assumed to be 0.75. 7. Worksheets for "Wall C&C" and "Roof C&C" are applicable for flat roof buildings, gable roof buildings with roof angles <= 45 degrees, and monoslope roof buildings with roof angles <= 3 degrees. 8. Worksheet for "Stacks & Tanks" is applicable for cantilevered structures up to 600 feet tall. 9. Worksheet for "Open Structures" is applicable for open structures without roofs up to 500 feet tall. This can be utilized for open process-type structures as well as pipe/utility racks and bridges. 10. This program uses the equations listed in the reference, “Guide to the Use of the Wind Load Provisions of ASCE 7-02” for determining the external wind pressure coefficients, „GCp‟, used in the Wall C&C and Roof C&C worksheets. (Note: a version of this document applicable to the ASCE 7-05 Code was not available.) 11. This program contains numerous “comment boxes” which contain a wide variety of information including explanations of input or output items, equations used, data tables, etc. (Note: presence of a “comment box” is denoted by a “red triangle” in the upper right-hand corner of a cell. Merely move the mouse pointer to the desired cell to view the contents of that particular "comment box".)