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第五章横向风荷载计算5.1自然情况基本风压为0.40kN/m²,即Ｗ0=0.40kN/m²,c类粗糙度。
5.2荷载计算：1.风荷载标准值Ｗk=βz μsμzWo AwFkiw ki⨯=βz-高度z处的风振系数2.风压高度变化系数（μz ）：μ5=0.84 μ4=μ3=μ2=μ1=0.743.风荷载体型系数: μs=1.44.Z高度处的风振系数在实际工程中，对于高度不大于30m，高宽比小于1.5的高层建筑，取风振系数βZ=1.05.Fwk5=0.47 ×（0.8+1.8）×4.5=5.63kNFwk4=0.41 ×3.6 ×4.5=6.642kNFwk3=0.41 ×3.6 ×4.5=6.642kNFwk2=0.41 ×3.6 ×4.5=6.642knFwk1=0.41 ×(1.8+2.215) ×4.5=7.41kN6.层间剪力 V5=5.63kN V4=12.276kN V3=18.91kN V2=25.55kN V1=32.96kN7.荷载作用分布图：5.6312.27F 4F 536003600360053600F n 32.9618.9125.55F 34430F 1F 25.3风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩（D 值法，取横向中框架计算）1.柱剪力 V ik =D/ΣD ×Vi ， 柱弯矩 M 下=V ik×Yi ，M 上=Vi k ×（1-Yi ）×hi2.反弯点高度h ’=(y 0+y 1+y 2+y 3) ×hy 0——标准反弯点高度比 y 1——为上、下层梁线刚度变化修正值y 2——为上层层高变化修正值 y 3——为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n 和梁柱线刚度比值K 确定，对于地震作用，y 值由按荷载表查得，并由内插法根据K 值确定，并考虑层高的因素进行修正。
建筑风荷载计算风荷载标准值计算风荷载标准值计算公式为：0k z s z w w βµµ=，作⽤在屋⾯梁和楼⾯梁节点处的集中风荷载标准值计算公式为：0W z s z P w A βµµ= 式中：W P －作⽤于框架节点的集中风荷载标准值(KN) z β－风振系数s µ－风荷载体型系数z µ－风压⾼度变化系数0w －基本风压（KN/㎡）A －⼀榀框架各层节点受风⾯积（㎡）本建筑基本风压为：200.3/w KN m =，由《荷载规范》得，地⾯粗糙为C 类。
s µ风荷载体系系数，根据建筑物体型查得 1.3s µ=。
z β风振系数，因结构总⾼度H=21.128m<30m ，故 1.0z β=。
风压⾼度变化系数z µ查《荷载规范》表7.2.1。
⼀榀框架各层节点受风⾯积A 计算，B 为3.3 3.9() 3.622m +=， h 取上层的⼀半和下层的⼀半之和，屋⾯层取到⼥⼉墙顶，底层取底层的⼀半。
底层的计算⾼度从室外地⾯取()mm 45003004200=+。
⼀层： 24.53.9()3.615.1222A m =+?= ⼆层： 23.93.9()3.614.0422A m =+= 三层： 23.93.9()3.614.0422A m =+= 四层： 23.93.9()3.614.0422A m =+= 五层： 23.9(1.50) 3.612.422A m =+?=计算过程见表所⽰：⽋左风、右风荷载受荷简图框架梁柱线刚度计算框架梁柱线刚度计算见表表7-1 纵梁线刚度计算表表7-2 柱线刚度Ic 计算表7.2.2 侧移刚度D 值计算考虑梁柱的线刚度⽐，⽤D 值法计算柱的侧位移刚度，表7-4 柱侧移刚度计算表2～5层柱D 值计算2～5层柱D 值合计：D ∑=1.572+1.572=3.144KN/m底层柱D 值计算低层柱D 值合计：D ∑=1.612+1.612=3.224KN/m 7.2.3 风荷载作⽤下框架位移的计算风荷载作⽤下框架的层间侧移可按下式计算，即jj ijV u D=∑式中：j V －第j 层的总剪⼒；ij D ∑－第j 层所有柱的抗侧刚度之和；j u ?－第j 层的层间位移。
风荷载计算阻尼比
风荷载计算中的阻尼比通常表示为ξ（ksi），它是结构系统的
阻尼与临界阻尼（即无阻尼系统的阻尼）之比。
阻尼比的取值范围通常为0到1之间。
通常情况下，阻尼比的大小会对结构的应力响应、位移响应和稳定性等方面产生影响。
当阻尼比为0时，结构处于无阻尼状态，这意味着没有任何阻尼力可以减缓结构的振动，其响应会保持振幅恒定，并且可能产生共振。
当阻尼比为1时，结构处于临界阻尼状态，这意味着阻尼力与反弹力之间的比例为1:1，这是结构受到最大减振作用的状态。
在实际的工程设计中，根据结构的特点和工程要求，通常会选择合适的阻尼比来平衡结构的减振效果和经济性。
常用的阻尼比范围通常为0.02到0.1之间。
需要注意的是，风荷载计算中阻尼比的取值通常是经验性的，并且不同的计算方法和规范可能会有不同的建议值。
因此，在具体的工程设计中，需要参考当地的设计规范和准则，并结合结构的特点和工程要求来确定适当的阻尼比值。
风荷载标准值计算例题风荷载是指建筑结构在风场作用下所承受的荷载，是建筑结构设计中必须考虑的重要因素之一。
风荷载的计算对于建筑结构的安全性和稳定性具有重要的影响，因此合理准确地计算风荷载对于建筑结构设计至关重要。
本文将通过一个具体的例题来介绍风荷载的标准值计算方法，希望能为相关领域的工程师和设计师提供一定的参考和帮助。
假设某建筑结构位于某地区，其设计基本风压为0.6kN/m²，该建筑结构的高度为30m，现需要计算该建筑结构在风场作用下的风荷载标准值。
首先，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的相关规定，我们可以通过以下公式计算出该建筑结构在设计基本风压作用下的风荷载标准值：F = qz × A。
其中，F为风荷载标准值，单位为kN；qz为设计基本风压，单位为kN/m²；A 为结构投影面积，单位为m²。
根据题目给出的数据，代入公式进行计算：F = 0.6kN/m²× 30m × A。
接下来，我们需要计算出结构的投影面积A。
在实际工程中，结构的投影面积通常可以通过结构的平面图进行测算，这里假设该建筑结构的投影面积为100m²，代入公式进行计算：F = 0.6kN/m²× 30m × 100m²。
= 1800kN。
因此，该建筑结构在设计基本风压作用下的风荷载标准值为1800kN。
需要注意的是，以上仅为风荷载标准值的计算方法，实际工程中还需要根据具体的结构形式、风场情况以及其他相关因素进行综合考虑和计算，以确保结构的安全可靠。
综上所述，风荷载的计算是建筑结构设计中不可或缺的重要内容，通过本文的例题介绍，相信读者对风荷载的标准值计算方法有了更加清晰的认识。
希望本文能对相关领域的工程师和设计师在实际工程中有所帮助，也希望大家在实际工作中能够严格按照规范要求进行风荷载的计算，确保建筑结构的安全稳定。
高层建筑风荷载分析与计算随着城市化进程的不断加快，高层建筑在城市中的比重也越来越大。
而高层建筑在设计和施工过程中，需要考虑到各种外部荷载的作用，其中风荷载是一个至关重要的因素。
本文将对高层建筑风荷载的分析与计算进行探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考。
一、风荷载的基本概念风荷载是指风对建筑物或结构体表面产生的压力，是由于风的动力作用引起的。
风荷载是高层建筑结构设计中必须考虑的重要荷载之一，其大小和分布对建筑物的结构安全性和稳定性有着重要影响。
风荷载的大小受多种因素影响，如风速、风向、建筑物形状、周围环境等。
二、风荷载的计算方法1. 风荷载的计算标准风荷载的计算一般遵循国家相关标准，如《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）中对风荷载的计算方法进行了详细规定。
根据标准的要求，风荷载的计算需要考虑建筑物的高度、形状、风速等因素，采用不同的计算方法和系数进行综合计算。
2. 风荷载的计算步骤风荷载的计算一般包括以下几个步骤：（1）确定设计基本风速：根据所在地的气象条件和地理位置，确定设计基本风速。
（2）考虑风场因素：考虑建筑物所处的风场情况，包括地形、建筑物周围环境等因素。
（3）计算风荷载系数：根据建筑物的形状、高度等参数，计算风荷载系数。
（4）计算风荷载大小：将设计基本风速、风荷载系数等参数代入公式，计算风荷载的大小。
（5）考虑风荷载的分布：根据建筑物的结构形式和荷载传递规律，确定风荷载在建筑物上的分布情况。
三、高层建筑风荷载分析1. 高层建筑的风荷载特点高层建筑由于其较大的高度和复杂的结构形式，其受风荷载的影响较为显著。
在风荷载分析中，需要考虑建筑物的结构形式、外形系数、风荷载系数等因素，以确保建筑物在强风作用下的安全性和稳定性。
2. 高层建筑风荷载的分析方法高层建筑风荷载的分析一般采用数值模拟方法，通过计算机模拟建筑物在不同风速下的受力情况，得出风荷载的大小和分布规律。
在分析过程中，需要考虑建筑物的结构特点、风场情况、地形条件等因素，以获得准确的风荷载数据。
桥梁风荷载计算公式桥梁在我们的生活中随处可见，它们是连接两地的重要通道。
而在桥梁的设计中，风荷载可是一个不能忽视的重要因素。
要计算桥梁所承受的风荷载，那得依靠专门的计算公式。
先来说说风荷载是啥。
风嘛，看不见摸不着，但力量可不小。
当风吹过桥梁时，就会对桥梁产生压力、吸力等各种作用。
想象一下，大风呼呼地吹，桥梁就像一个被风推搡的大家伙，如果不考虑风的力量，桥梁可能就会出现晃动、甚至损坏的情况。
那怎么计算桥梁风荷载呢？这就涉及到一些复杂但又有规律可循的公式啦。
比如说，有个基本的公式是这样的：风荷载 = 风荷载标准值×风荷载分项系数。
风荷载标准值的计算又跟很多因素有关。
像基本风速、桥梁的高度、迎风面积等等。
基本风速可不是随便定的，得根据当地的气象资料来确定。
比如说，在海边和在山区，风速就很可能大不一样。
在海边，风可能呼呼地吹个不停；在山区，可能因为地形的影响，风会变得更加“调皮”，一会儿强一会儿弱。
我记得有一次去参观一座正在建设中的大桥。
那时候，工程师们正拿着各种仪器在测量风速和其他数据。
他们神情专注，一丝不苟。
我好奇地凑过去问：“这风的力量到底有多大啊？”工程师笑着说：“这可不好说，得通过精确的计算才能知道。
就像我们现在做的，测量风速只是第一步，后面还有好多复杂的计算等着呢。
”再说桥梁的高度。
越高的桥梁，受到风的影响可能就越大。
就好像站在高楼上和站在平地上，感受到的风是不一样的。
迎风面积也很关键，如果桥梁的截面比较大，那风“撞”上去的面积就大，受到的风荷载也就相应增加。
风荷载分项系数呢，它是为了考虑一些不确定性因素，让计算结果更安全可靠。
这个系数可不是随便定的，得根据相关的规范和标准来选取。
总之，桥梁风荷载的计算可不是一件简单的事儿，需要综合考虑很多因素，运用专业的知识和精确的测量。
只有这样，才能保证桥梁在大风中稳稳地站立，为我们的出行提供安全保障。
通过对桥梁风荷载计算公式的了解，我们能更加明白桥梁设计的复杂性和科学性。
------------- ------------- 5 风荷载计算 5.1 风荷载标准值 主体结构计算时，为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，垂直于建筑物表面的风荷载标注值按公式5-1计算。
0kzsz （5-1）
式中：k——风荷载标准值；
s——风荷载体型系数；
z——风压高度变化系数；
0——基本风压值，本设计中的基本风压取30.00；
z——高度z处的风振系数；
根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第8.2.1条规定：地面粗糙度可分为四类：A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。本设计中地面粗糙度取C类。 高度z处的风振系数z的计算式见公式5-2。
1zzz
（5-2）
——脉动增大系数；
——脉动影响系数；
z——振型系数；
z——风压高度变化系数。
根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第8.3节可知：对于框架结构的基本自振周期可以近似按照10.08~0.10Tnn（n为建筑层数）估算，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响,本设计中自振周期取10.090.0960.54Tns，经过计算，21
2
00.300.54=0.087T。风载体型系数由《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）
第8.3节续表8.3.1可以查得：8.0s（迎风面）和5.0s（背风面）。 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第8.4.1条规定：当结构基本自振周期sT25.0时，以及对于高度超过30m 且高宽比大于1. 5 的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显，而且随着结构自振周期的增长，风振也随之增强。因此在设计中应考虑风振的影响，而且原则上还应考虑多个振型的影响。 由于本工程总高度为23.00m，自振周期虽已超过0.25s,但不属于高耸结构和大跨度结构，所以根据荷载规范8.4.1，本工程不考虑顺风向风振的影响。即本工程在高度z处------------- ------------- 的风振系数z近似取1.00z。 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第4.2.3计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数s可按下列规定采用： 1、圆形平面建筑取0.8； 2、正多边形及截角三角形平面建筑，由公式6-3计算： ns/2.18.0 （5-3）
式中：n——为多边形的边数 3、高宽比BH/不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3。 本设计中447.16.15/0.23/mmBH，所以按第3条取值，3.1s。 根据高层建筑的脉动影响系数表可知：447.16.15/0.23/mmBH，房屋总高度小于30m，脉动影响系数0.45。
zzzszk39.030.03.10.10 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第8.2.1条中的表8.2.1的风压高度变化系数z，对于相邻高度之间的按线性内插法取值，代入上式可得各楼层标高处的k。 21/25.065.039.039.0mkNz；22/25.065.039.039.0mkNz
；
23/25.065.039.039.0mkNz
；24/25.065.039.039.0mkNz；
25/26.067.039.039.0mkNz；26/28.072.039.039.0mkNz
。
按静力等效原理将沿高度方向的均布荷载折算为集中荷载：其中各层计算范围取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。而底层的计算高度应从室外地面开始取，即为3.45m。
kNmmmmkNSF02.342.12300.45/28.02666；
kNmmmkNSF10.35300.45/26.02555；
kNmmmkNSF75.33300.45/25.02444；
kNmmmkNSF75.33300.45/25.02333；
kNmmmkNSF75.33300.45/25.02222；
kNmmkNSF28.36245.3300.45/25.02111。
将各层的集中力分别沿高度方向向下叠加，则有： kNFF02.3466；
kNkNkNFFF12.6910.3502.34565；
kNkNkNFFF87.10275.3312.69454
kNkNkNFFF62.13675.3387.102343；
kNkNkNFFF37.17075.3362.136232；
kNkNkNFFF65.20628.3637.170131。 ------------- ------------- 房屋沿高度方向的分布图，如图5-1。
图5-1房屋沿高度方向的分布图 5.2 柱的抗侧刚度D值
柱的侧移刚度D值可根据公式5-4进行计算：
212hiαDcc
（5-4）
式中：cα——框架柱侧移刚度修正系数，根据不同的情况按表3-4计算，其中K表示梁、
柱线刚度比。 ci——柱的线刚度； h——框架柱的计算跨度；
按照上述公式5-4，可计算出各柱的侧移刚度，将计算单元范围内所有柱的D值相加，即为该层框架的总侧移刚度iD。
表5-1 柱侧移刚度修正系数c
α
楼层类别 边柱 中柱 cα ------------- ------------- 一般层 ciiiK242 ciiiiiK24321
KKc2
底层 固端 c
i
iK2
ci
iiK21
KKc2
5.0
根据梁、柱线刚度比K的不同，柱可分为中框架梁边柱、中框架梁中柱、边框架梁边柱、边框架梁中柱以及楼梯间柱，以第二层B-6框架柱（位于B轴线和6轴线交叉点位置的柱）侧移刚度为例，见表5-2和表5-3。 第二层B-6框架柱及与其相连的梁的线刚度计算
梁、柱线刚度比：102.11080.10260.530.660.530.610K；
柱侧移刚度修正系数：355.0102.12102.12KKc； 修正后柱侧移刚度：mmNhiαDcc/511203000108.1012355.0122102； 表5-2 中框架柱侧移刚度D值 楼层 左边柱（5根） 右边柱（4根） iD
mmN/ K cα iD1mmN/ K
c
α
iD1mmN/
2~6层 0.583 0.226 32544 0.519 0.206 29664 281376 1层 0.691 0.443 27612 0.778 0.460 27945 249840
楼层 中柱（9根） iD mmN/ K cα
iD1
mmN/
2~6层 1.102 0.355 51120 460080 1层 1.469 0.568 49536 445824
表5-3 边框架柱及楼梯间柱侧移刚度D值 楼梯间边柱（6根） 楼梯间中柱（6根） ------------- ------------- 楼层 D-2，D-4，D-8， D-10，D-14，D-16 C-2，C-4，C-8， C-10，C-14，C-16 iD mmN/
K cα iD1 K cα
iD1 突出屋面 1.235 0.382 17317 2.626 0.568 25749 258396
2~6层 1.235 0.382 17317 2.626 0.568 25749 258396 1层 1.855 0.611 15581 3.502 0.727 24539 240720
楼层 左边柱（2根） 右边柱（2根） iD
mmN/
A-1，A-18 D-1，D-18 K cα iD1 K cα
iD1 2~6层 0.438 0.180 25920 0.827 0.293 42192 136224
1层 0.584 0.420 25515 1.102 0.516 39747 130524
5.3风荷载作用下的水平位移验算 框架在风荷载的作用下的会产生一定的位移，通过风荷载的作用下可以对框架进行侧移的初步估算，水平荷载作用下的层间侧移可按公式5-5计算。
jj
ij
VuD (5-5)；
式中 jV——第j层的总剪力； ijD——第j层所有柱的抗侧刚度之和；
ju——第j层的层间位移。
第一层的层间侧移值求出以后，可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间位移之和。顶点侧移是所有层层间侧移之和。
j层侧移：1jjjjuu；顶点侧移：1njjuu。
依据框架层间侧移刚度计算各层相对侧移和绝对侧移，计算过程见下表5-5。
