风振系数及其计算取值

风振系数及其计算取值 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT风振系数及其计算取值科技名词定义中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用。

此时风压应再乘以风振系数βz。

风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关。

应用学科：资源科技（一级学科）；气候资源学（二级学科）风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的，风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。

通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压，实际风压是在平均风压上下波动的。

平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。

对于高度较大，刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑。

目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。

当房屋高度大于30m、高宽比大于时，以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构，均考虑风振。

（ PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑，可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取β（z）=。

对于低矮、刚度比较大的结构，脉动风压引起的结构振动效应比较小，一般不需要考虑脉动风振作用，而仅考虑平均风压作用。

但是为了考虑脉动风压的影响，还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数。

阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数，即脉动风压的变异效应。

门式钢架也只需要考虑阵风系数。

但是门式钢架规程中没有采用阵风系数。

而参照美国的规范弄的，这个规范里的体型系数也是参考美国的，规程中解释已经考虑了阵风系数。

这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样。

）《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）在计算风荷载时提到了这两个系数，但是在结合实际工程使用中，结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风。

对应地，风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用。

3、1、3 风荷载建筑物受到得风荷载作用大小,与建筑物所处得地理位置、建筑物得形状与高度等多种因素有关,具体计算按照《荷载规范》第7章执行。

1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上得风荷载标准值W K ,按照公式(3、1-2)计算:βz ——高度Z 处得风振系数,主要就是考虑风作用得不规则性,按照《荷载规范》7、4要求取值。

多层建筑,建筑物高度＜30m,风振系数近似取１。

(1)风荷载体型系数µS风荷载体型系数,不但与建筑物得平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成得角度有关,而且还与建筑物得立面处理、周围建筑物得密集程度与高低等因素有关,一般按照《荷载规表3、1、10 建筑物体型系数取值表注1:当计算重要且复杂得建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算得建筑物,风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。

注4:当多栋或群集得建筑物相互间距离较近时,宜考虑风力相互干扰得群体作用效应。

一般可将单体建筑得体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件得试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定。

注3:檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件,计算局部上浮风荷载作用时,体型系数不宜小于2、0。

注4:验算表面围护结构及其连接得强度时,应按照《荷载规范》7、3、3规定,采用局部W W z s z k μμβ=)21.3(-风压力体型系数。

(2)风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数,主要就是考虑建筑物随着高度得增加风荷载得增大作用。

对于位于平坦或稍有起伏地形上得建筑物,其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7、2要求选用,表3、1、11中列出了常用风压高度变化系数得取值要求。

表3、1、11 风压高度变化系数A类:近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类:田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏得乡镇与城市郊区;C类:有密集建筑群得城市市区;D类:有密集建筑群与且房屋较高得城市市区。

第2章 风振系数计算2.1 引言在随机脉动风压的作用下，高耸结构会产生随机振动，除了顺风向的风振响应外，结构还会产生横风向的风振响应。

但在通常情况下，对于非圆截面，顺风向风振响应占据主要地位，对于一般的塔架结构，可以忽略横风向共振的作用[13]。

因此，本章主要研究输电塔结构在随机风荷载作用下的顺风向风振系数的计算。

作用于结构物上的脉动风荷载对结构产生的动力响应与结构物本身的动力特性有关。

当结构物刚性很强时，由脉动风所引起的结构物风振惯性力并不明显，可以略去，但需要考虑由脉动风所引起的瞬时阵风荷载；当结构物刚性较弱即为柔性结构时，除静力风荷载()z ω外，还应计及风振惯性力的大小，即风振动力荷载。

如果风振动力荷载用(,)d z t ω表示，则柔性结构物的总风荷载(,)W z t 表达如下[4]：(,)()(,)d W z t z z t ωω=+ （2－1）工程计算中，常采用集中风荷载的表达式，则式（2－1）改写为()()()c d P z P z P z =+ （2－2a ）或i c id P P P =+ （2－2b ） 式中，()P z ，i P —— 顺风向z 高度处第i 点的总风荷载（kN ）；()c P z ，ci P —— 顺风向z 高度处i 点总静力风荷载（kN ）； ()d P z ，di P ——顺风向z 高度处i 点风振动力荷载（kN ），其中()()d d z P z z A ω=，或()()d i d i iP z zA ω=。

在这里，()z i A A 为z 高度（第i 点）处相关的迎风面竖向投影面积（m 2）。

本章下面将讨论风振动力荷载的计算原理和表达式，以及可在实际输电塔设计中应用的风振系数的计算方法。

2.2 顺风向风振系数的计算方法2.2.1结构风振随机振动理论[4][10][7]风荷载是输电塔结构的各类荷载中起主要作用的荷载，由静、动两部分风荷载组成，动力风荷载即脉动风是一种随机动力干扰，引起结构的振动。

第2章风振系数计算2.1 引言在随机脉动风压的作用下，高耸结构会产生随机振动，除了顺风向的风振响应外，结构还会产生横风向的风振响应。

但在通常情况下，对于非圆截面，顺风向风振响应占据主要地位，对于一般的塔架结构，可以忽略横风向共振的作用[13]。

因此，本章主要研究输电塔结构在随机风荷载作用下的顺风向风振系数的计算。

作用于结构物上的脉动风荷载对结构产生的动力响应与结构物本身的动力特性有关。

当结构物刚性很强时，由脉动风所引起的结构物风振惯性力并不明显，可以略去，但需要考虑由脉动风所引起的瞬时阵风荷载；当结构物刚性较外，还应计及风振惯性力的大小，即风弱即为柔性结构时，除静力风荷载()z振动力荷载。

如果风振动力荷载用(,)d z t ω表示，则柔性结构物的总风荷载(,)W z t 表达如下[4]：(,)()(,)d W z t z z t ωω=+ （2－1）工程计算中，常采用集中风荷载的表达式，则式（2－1）改写为()()()c d P z P z P z =+ （2－2a ）或i c id P P P =+ （2－2b ） 式中，()P z ，i P —— 顺风向z 高度处第i 点的总风荷载（kN ）；()c P z ，ci P —— 顺风向z 高度处i 点总静力风荷载（kN ）； ()d P z ，di P ——顺风向z 高度处i 点风振动力荷载（kN ），其中()()d d z P z z A ω=，或()()d i d i iP z zA ω=。

在这里，()z i A A 为z 高度（第i 点）处相关的迎风面竖向投影面积（m 2）。

本章下面将讨论风振动力荷载的计算原理和表达式，以及可在实际输电塔设计中应用的风振系数的计算方法。

2.2 顺风向风振系数的计算方法2.2.1结构风振随机振动理论[4][10][7]风荷载是输电塔结构的各类荷载中起主要作用的荷载，由静、动两部分风荷载组成，动力风荷载即脉动风是一种随机动力干扰，引起结构的振动。

风振系数及其计算取值科技名词定义中文名称：风振系数英文名称：wind vibration coefficient 定义：脉动风压引起高耸建筑物的动力作用;此时风压应再乘以风振系数βz;风振系数βz与风速、脉动结构的尺度、结构固有频率、振型、结构组织以及地面粗糙度等有关; 应用学科：资源科技一级学科；气候资源学二级学科风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的,风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变;通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压,实际风压是在平均风压上下波动的;平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动;对于高度较大,刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,在设计中必须考虑;目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应,在风压值上乘以风振系数;当房屋高度大于30m、高宽比大于时,以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构,均考虑风振; PS:对于30m以下且高宽比小于的房屋建筑,可以不考虑脉动风压影响,此时风振系数取βz=;对于低矮、刚度比较大的结构,脉动风压引起的结构振动效应比较小,一般不需要考虑脉动风振作用,而仅考虑平均风压作用;但是为了考虑脉动风压的影响,还是引入一个与风振系数不同的参数：阵风系数;阵风系数考虑的是脉动风压的瞬间增大系数,即脉动风压的变异效应; 门式钢架也只需要考虑阵风系数;但是门式钢架规程中没有采用阵风系数;而参照美国的规范弄的,这个规范里的体型系数也是参考美国的,规程中解释已经考虑了阵风系数;这与荷载规范GB5009中的体型系数不一样;建筑结构荷载规范GB5009-2001在计算风荷载时提到了这两个系数,但是在结合实际工程使用中,结构上的风荷载可分为两种成分：平均风和脉动风;对应地,风对结构的作用也有静力的平均风作用和动力的脉动风作用;平均风的作用可用静力方法计算,而脉动风是随机荷载,它引起结构的振动,一般采用随机振动理论对其振动进行分析; 风振系数是指结构总响应与平均风压引起的结构响应的比值;阵风系数是考虑到瞬时风较平均风大而乘的系数,一般是阵风风速与时距10min的平均风速之间的比值;风荷载影响较大的结构一般都要考虑风振系数,具体如何取值只能参考以往的相关类似工程;对于屋盖结构如大跨度的看台不应当成“围护结构”而只考虑阵风系数;对于风振系数βz,中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：高度小于30m的单层工业厂房仍可按以往实践经验不考虑风振系数,即取βz＝1;对于阵风系数βgz,中国建筑科学研究院建筑结构研究所规范室的意见是：现行规范提供的阵风系数主要是对高层建筑的玻璃幕墙结构参考国外规范而加以制定的,但低矮房屋是否合适,仍需通过今后的设计和科研实践给以完善;门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002提供的风荷载计算,是根据美国有关设计手册中的试验资料确定,更能符合实际,不妨按此参考执行;风振系数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;。

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。

1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算：βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。

多层建筑，建筑物高度＜30m ，风振系数近似取１。

（1）风荷载体型系数µS 风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。

注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。

一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。

注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。

W W z s z k μμβ=)21.3(-注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。

（2）风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。

对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7.2要求选用，表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求。

表3.1.11 风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类：A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：有密集建筑群的城市市区；D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。

风荷载取值3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。

1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算：βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。

多层建筑，建筑物高度＜30m ，风振系数近似取１。

（1）风荷载体型系数µS风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表W W z s z k μμβ=)21.3(-范》7.3要求取值，表3.1.10中列出了常用体型建筑物的体型系数。

注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A采用、或由风洞试验确定。

注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。

一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。

注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。

注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。

（2）风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。

对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7.2要求选用，表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求。

表3.1.11 风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类：A 类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C 类：有密集建筑群的城市市区；D 类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。

建筑结构荷载规范·风荷载·顺风向风振和风振系数编制日期：2002-3-1 点击：344 人次如果公式不能正确显示，您需要安装IE6和MathPlayer7.4.1对于基本自振周期T1 大于0.25s 的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5 的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。

风振计算应按随机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。

注:近似的基本自振周期T1 可按附录E 计算。

7.4.2对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱等高耸结构，以及高度大于30m，高宽比大于1.5 且可忽略扭转影响的高层建筑，均可仅考虑第一振型的影响，结构的风荷载可按公式(7.1.1-1)通过风振系数来计算，结构在z 高度处的风振系数βz可按下式计算:`β_z=1+(ξv varphi_z)/μ_z`(7.4.2)式中`ξ`—脉动增大系数；`v`—脉动影响系数；`v varphi_z`—振型系数；`μ_z`—风压高度变化系数。

7.4.3脉动增大系数，可按表7.4.3 确定。

注：计算`ω_0T_1^2`时，对地面粗糙度B 类地区可直接代入基本风压，而对A 类、C 类和D 类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62 和0.32 后代入。

7.4.4脉动影响系数，可按下列情况分别确定。

1结构迎风面宽度远小于其高度的情况(如高耸结构等):1) 若外形、质量沿高度比较均匀，脉动系数可按表7.4.4-1 确定。

2) 当结构迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直线变化，而质量沿高度按连续规律变化时，表7.4.4-1 中的脉动影响系数应再乘以修正系数`θ_B`和`θ_voθ_B`应为构筑物迎风面在z 高度处的宽度Bz 与底部宽度`B_o` 的比值；`θ_ν`可按表7.4.4-2 确定。

注：`B_H、B_o` 分别为构筑物迎风面在顶部和底部的宽度。

风压标准值计算公式风压标准值的计算公式啊，这可是个挺专业的知识呢。

咱先来说说啥是风压。

想象一下，风呼呼地吹过来，就像有一双无形的大手在推你，这个推力的大小就可以用风压来表示。

风压标准值的计算公式是：ωk＝βzμsμzω0 。

这里面每个字母和符号都有它特定的含义。

ωk 就是我们要算的风压标准值啦。

βz 呢，叫风振系数，它考虑了风的脉动对结构产生的动力效应。

μs 是风荷载体型系数，μz 是风压高度变化系数，ω0 则是基本风压。

那怎么理解这些东西呢？就拿风荷载体型系数μs 来说吧，不同形状的建筑物受到风的作用大小可不一样。

比如说，一个四四方方的大楼和一个有很多突出部分的建筑，风刮过来的时候，它们受到的力能一样吗？肯定不一样呀！我记得有一次去一个建筑工地，当时正在研究一栋高层建筑的抗风设计。

工程师们拿着图纸，对着这个风压标准值的计算公式，反复计算、讨论。

那认真劲儿，让我印象特别深刻。

有人说：“这μs 可不好确定啊，得考虑周全了，不然风一吹，大楼晃悠可就麻烦啦！”另一个接着说：“是啊，还有这βz ，得把当地的风况都摸清楚才行。

”基本风压ω0 呢，一般是根据当地气象台站记录的多年气象数据统计得出的。

它就像是一个基础参考值，其他的系数都是在它的基础上进行调整和修正。

风压高度变化系数μz 跟建筑物所处的高度有关。

越高的地方，风往往越大，所以这个系数也就越大。

风振系数βz 相对复杂一些，它要考虑风的脉动特性以及建筑物的自振特性。

总之，这风压标准值的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们弄清楚每个参数的含义和作用，一步一步来，也不是啥难事。

在实际工程中，准确计算风压标准值可是非常重要的。

要是算错了，那建筑物可能在大风中就不安全啦。

所以啊，搞建筑设计的朋友们，可一定要把这个公式吃透，为咱们的建筑安全保驾护航！希望我这么一讲，能让您对风压标准值计算公式有更清楚的了解。

风振系数计算x范文风振系数是指风对建筑物或结构物产生的剧烈振动的影响程度，其计算通常涉及建筑结构力学和风力学的知识。

本文将详细介绍风振系数的计算方法和相关的背景知识。

1.引言风是一种具有较大动能的气体流动，具有较高的速度和压强变化，对建筑物或结构物产生的压力和力矩会引起振动。

为了评估结构物在风环境中的稳定性和安全性，需要对风振效应进行计算和分析。

风振系数是评估风振效应的重要参数之一2.风力与结构物相互作用风力与结构物的相互作用是风振效应的本质。

结构物受到风力作用后会发生共振现象，产生许多频率和振型的振动模态。

其中，结构物的基频振动模态是最主要的，也是最容易引起共振的。

结构物的振动模态可通过有限元分析等方法获取。

在计算风振系数时，通常选取结构物的基频振动模态，并评估其振动量。

3.风振系数的计算方法3.1完全含阻尼情况下的风振系数完全含阻尼情况下的风振系数是指在结构物阻尼消耗风能的情况下计算的。

其计算方法如下：Cf=F/(0.5*ρ*V^2*A)其中，Cf为风振系数，F为结构物所受到的风力，ρ为空气密度，V 为风速，A为结构物所受到的风力作用面积。

3.2无阻尼情况下的风振系数无阻尼情况下的风振系数是指在结构物不考虑阻尼的情况下计算的。

其计算方法如下：Cf=F/(0.5*ρ*V^2*A*Wn^2)其中，Wn为结构物的基频振动频率。

值得注意的是，结构物的实际阻尼通常是不完全的，因此无阻尼情况下的风振系数只是理论计算时的一种参考。

4.风振系数的影响因素风振系数的大小受到多种因素的影响-结构物的形状和尺寸：不同形状和尺寸的结构物受到风力作用的方式和程度不同，因此其风振系数也会有所差异。

-风速：风速的大小直接影响结构物所受到的风力大小，从而影响风振系数的计算结果。

-结构物的阻尼：结构物的阻尼会消耗部分风能，影响风振系数的计算结果。

-结构物的刚度：结构物的刚度越大，其振动模态频率越高，从而影响风振系数的计算结果。

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。

1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算：βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。

多层建筑，建筑物高度＜30m ，风振系数近似取１。

（1）风荷载体型系数µS风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表范》7.3要求取值，表3.1.10中列出了常用体型建筑物的体型系数。

注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。

注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。

一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验W W z s z k μμβ=)21.3(-资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。

注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。

注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。

（2）风压高度变化系数µz设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。

对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7.2要求选用，表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求。

表3.1.11 风压高度变化系数地面粗糙度类别离地面或海平面高度（m ）A B C D 5101520 1.171.381.521.63 1.001.001.141.250.740.740.740.840.620.620.620.62304050601.801.922.032.121.421.561.671.771.001.131.251.350.620.730.840.93附注：对位于山区的建筑物，按照本表确定的风压高度变化系数必须考虑地形条件的修正，详《荷载规范》7.2.2。