怎么样计算风荷载 应该怎么做?

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可以查GB50009-2012《建筑结构荷载规范》需要的话我可以发给你

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A为每榀框架承受风荷载的范围(水平方向)Pi为 βzμsμzWoA相乘得到的水平力

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标准值 characteristic value/nominal value荷载的基本代表值,为设

在本文中:用通用公式计算风荷载用美国电子工业协会的公式计算风荷载使用1997年《统一建筑规范》(UBC)的公式来计算风荷载9 参考

你是说怎么计算风载荷的大小或者随时间轴的变化的信号呢?还是指的已知风载荷的大小,如何计算结构呢?

风指的是从高压区向低压区流动的空气,它流动的方向大部分时候是水平的。[1]强风具有很大的破坏力,因为它们会对建筑物表面施加压力。这种压力的强度就是风荷载。风的影响取决于建筑物的大小和形状。为了设计和建造更加安全、抗风能力更强的建筑物,以及在建筑物顶部安放天线等物体,计算风荷载很有必要。

1用通用公式计算风荷载

风荷载,等于 基本风压乘以系数。两个系数与基本风压,得查表,根据不同的地区,而不同。

以Calculate Wind Load Step 1为标题的图片

1了解通用公式。风荷载的通用公式是F = A x P x Cd,其中F是力或风荷载,A是物体的受力面积,P是风压,而Cd是阻力系数。[2]这个公式在估算特定物体的风荷载时非常有用,但无法满足规划新建筑的建筑规范要求。

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以Calculate Wind Load Step 3为标题的图片

2得出受力面积A。它是承受风吹的二维面面积。[3]为了进行全面分析,你得对建筑物的每个面各做一次计算。比如,如果建筑物西侧面的面积为20m2,那就把这个值代入公式中的A,来计算西侧面的风荷载。

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计算面积的公式取决于面的形状。计算平坦壁面的面积时,可以使用公式面积 = 长 x 高。公式面积 = 直径 x 高度可以算出圆柱面面积的近似值。

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使用国际单位计算时,面积A应该使用平方米(m2)作为单位。

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使用英制单位计算时,面积A应该使用平方英尺(ft2)作为单位。

以Calculate Wind Load Step 4为标题的图片

3计算风压。使用英制单位(磅/平方英尺)时,风压P的简单公式为P = 0.00256V^{2},其中V是风速,单位为英里/小时(mph)。[4] 而使用国际单位(牛/平方米)时,公式会变成P = 0.613V^{2},其中V的单位是米/秒。[5]

这个公式是基于美国土木工程师协会的规范。系数0.00256是根据空气密度和重力加速度的典型值计算得出的。[6]

工程师会考虑周围地形和建筑类型等因素,使用更精确的公式。你可以在ASCE规范7-05中查找公式,或使用下文的UBC公式。

如果你不确定风速是多少,可以查询美国电子工业协会(EIA)标准或其他相关标准,找到你们当地的最高风速。比如,美国大部分地区都是*区,最大风速为86.6 mph,但沿海地区可能位于B级区或C级区,前者的最大风速为100 mph,后者为111.8 mph。

以Calculate Wind Load Step 5为标题的图片

4确定对象物体的阻力系数。空气阻力是空气对建筑物施加的力,受到建筑物形状、表面粗糙程度和其他几个因素的影响。工程师通常用实验直接测量空气阻力,但是在粗略估计时,你可以查询所测形状阻力系数的典型值。比如:[7]

长圆柱管的标准阻力系数是1.2,而短圆柱管的为0.8。它们适用于许多建筑物都有的天线管。

建筑物表面等平板的标准系数为2.0或1.4,前者适用于长平板,后者适用于短平板。

阻力系数没有单位。

以Calculate Wind Load Step 6为标题的图片

5计算风荷载。有了上文确定的值,你可以用公式F = A x P x Cd计算出风荷载。

以Write Training Objectives Step 1为标题的图片

6比如,假设你想确定长度为3英尺、直径为0.5英寸的天线,在70 mph的风中承受的风荷载。

先估算受力面积。这种情况下,A = dw = (3ft)(0.5in)(1ft/12in) = 0.125ft^{2}

计算风压:P = 0.00256V^{2} = 0.00256(70^{2}) = 12.5 psf。

短圆柱的阻力系数是0.8。

代入公式:F = APCd = (0.125ft^{2})(12.5psf)(0.8) = 1.25 lbs。

1.25磅就是天线承受的风荷载。

2用美国电子工业协会的公式计算风荷载

以Calculate Wind Load Step 7为标题的图片

1了解美国电子工业协会规定的公式。风荷载公式是F = A x P x Cd x Kz x Gh,其中A是受力面积,P是风压,Cd是阻力系数,Kz是暴露系数,而Gh是阵风响应因子。这个公式在计算风荷载时考虑了另外几个参数。它通常用于计算天线上的风荷载。

以Calculate Wind Load Step 8为标题的图片

2理解公式的变量。为了正确使用公式,你必须了解每个变量代表的含义,以及它使用的单位。

A、P、Cd和通用公式中使用的一样。

Kz是暴露系数,计算它时考虑了从地面到物体中点的高度。它的单位是英尺。

Gh是阵风响应因子,计算它时考虑了整个物体的高度。它的单位是1/英尺或ft-1。

以Calculate Wind Load Step 9为标题的图片

3确定受力面积。物体的受力面积取决于它的形状和大小。平坦壁面的受力面积计算起来,比圆形物体简单一些。受力面积会取近似值,使用与风接触的面积。计算受力面积没有公式,但你可以通过一些基本的计算来估算它。面积的单位是ft2。

对于平坦壁面,你可以测量承受风力的墙壁的长和宽,使用公式面积 = 长 x 宽来计算受力面积。

对于管状物和圆柱形,你也可以使用长和宽来计算它的近似面积。这种情况下,管状物和圆柱形的宽是以它的直径为准。

以Calculate Wind Load Step 10为标题的图片

4计算风压。风压可以使用公式P = 0.00256 x V2来计算,其中V是风速,单位是公里/小时(mph)。风压的单位是磅/平方英尺(psf)。

比如,如果风速是70 mph,风压等于0.00256 x 702 = 12.5 psf。

计算特定风速下的风压时,你也可以使用不同风区的标准。比如,根据美国电子工业协会(EIA)的划分,美国大部分地区都是*区,最大风速为86.6 mph,但沿海地区可能位于B级区或C级区,前者的最大风速为100 mph,后者为111.8 mph。

以Calculate Wind Load Step 11为标题的图片

5确定涉及物体的阻力系数。空气阻力是物体表面上承受的力在流动方向上产生的合力。[8]阻力系数表示物体通过流体受到的阻力,取决于物体的形状、大小和粗糙度。

长圆柱管的标准阻力系数是1.2,短圆柱的是0.8。它们适用于许多建筑都有的天线管。

建筑物表面等平板的标准系数为2.0或1.4,前者适用于长平板,后者适用于短平板。

平面和圆柱体的阻力系数之间的差值约为0.6。

阻力系数没有单位。

以Calculate Wind Load Step 12为标题的图片

6计算暴露系数Kz。Kz的计算公式是[z/33](2/7),其中z是地面到物体中点的高度。

比如,如果天线的长度为3 ft,距离地面48 ft,则z等于46.5 ft。

Kz = [z/33](2/7) = [46.5/33](2/7) = 1.1 ft。

以Calculate Wind Load Step 13为标题的图片

7计算阵风响应因子Gh。阵风响应因子的计算公式是Gh = .65+.60/[(h/33)(1/7)],其中h是物体的高度。

比如,如果天线的长度为3 ft,离地48 ft,则Gh = .65+.60/[(h/33)(1/7)] = .65+.60/(51/33)(1/7) = 1.22 ft-1

以Calculate Wind Load Step 14为标题的图片

8计算风荷载。有了上文得出的值,你可以用公式F = A x P x Cd x Kz x Gh来计算风荷载。把所有变量代入公式中,进行计算。

比如,假设你想计算长度为3英尺,半径为0.5英寸的天线,在风速70mph的风中承受的风荷载。它位于48 ft高的建筑物的顶部。

先计算受力面积。这种情况下,A = l x w = 3 ft x (0.5in x (1 ft/12 in)) = 0.125 ft2。

计算风压:P = 0.00256 x V2 = 0.00256 x 702 = 12.5 psf。

短圆柱的阻力系数是0.8。

计算暴露系数:Kz = [z/33](2/7) = [46.5/33](2/7) = 1.1 ft。

计算阵风响应因子:Gh = .65+.60/[(h/33)(1/7)] = .65+.60/(51/33)(1/7) = 1.22 ft-1

代入公式:F = A x P x Cd x Kz x Gh = 0.125 x 12.5 x 0.8 x 1.1 x 1.22 = 1.68 lbs。

1.68磅就是天线承受的风荷载。

3使用1997年《统一建筑规范》(UBC)的公式来计算风荷载

以Calculate Wind Load Step 15为标题的图片

1了解UBC ’97公式。这个公式是《统一建筑规范》(UBC)在1997年规定的风荷载计算公式。公式写作F = A x P,其中A是受力面积,P是风压。不过,这个公式计算风压的方式有点不同。

风压(PSF)的计算公式为P= Ce x Cq x Qs x Iw,其中Ce是综合高度、暴露和阵风响应因子,Cq是压力系数,等于前两个公式的阻力系数,Qs是风滞压力,而Iw是重要性系数。这些值都可以计算得出,或查询适当表格找到。

以Calculate Wind Load Step 16为标题的图片

2确定受力面积。物体的受力面积取决于它的形状和大小。平坦壁面的受力面积计算起来,比圆形物体简单一些。受力面积会取近似值,使用与风接触的面积。计算受力面积没有公式,但你可以通过一些基本的计算来估算它。面积的单位是ft2。

对于平坦壁面,你可以测量承受风力的墙壁的长和宽,使用公式面积 = 长 x 宽来计算受力面积。

对于管状物和圆柱形,你也可以使用长和宽来计算它的近似面积。这种情况下,管状物和圆柱形的宽是它的直径。

以Calculate Wind Load Step 17为标题的图片

3确定综合高度、暴露和阵风响应因子Ce。这个值是根据UBC表16-G选择的,考虑了高度不同的三个地形暴露情况和它们各自的Ce。

“暴露B是有建筑物、树木或其他不规则覆盖物的地形,且它们覆盖至少20%的周围区域,从建筑位置延伸1.6公里或更长!

“暴露C指的是平坦地形,一般比较开阔,从建筑位置延伸0.8公里或更长!

“暴露D最为严重,它的基本风速大于或等于129 km/hr,且地形平坦,无障碍的面对大量水体!

以Calculate Wind Load Step 18为标题的图片

4确定对象物体的压力系数。压力系数Cq等于阻力系数Cd?掌枇κ俏锾灞砻嫔铣惺艿牧υ诹鞫较蛏喜暮狭。[9]阻力系数表示物体通过流体受到的阻力,取决于物体的形状、大小和粗糙度。

长圆柱管的标准阻力系数是1.2,短圆柱的是0.8。它们适用于许多建筑都有的天线管。

建筑物表面等平板的标准系数为2.0或1.4,前者适用于长平板,后者适用于短平板。

平面和圆柱体的阻力系数之间的差值约为0.6。

阻力系数没有单位。

以Calculate Wind Load Step 19为标题的图片

5确定风滞压力。Qs是风滞压力,等于之前公式计算的风压。Qs = 0.00256 x V2,其中V是风速,单位是英里/小时(mph)。

比如,如果风速是70 mpg,则风滞压力等于0.00256 x 702 = 12.5 psf。

你也可以使用为各风区设置的标准值。比如,根据美国电子工业协会(EIA)的划分,美国大部分地区都是*区,最大风速为86.6 mph,但沿海地区可能位于B级区或C级区,前者的最大风速为100 mph,后者为111.8 mph。

以Calculate Wind Load Step 20为标题的图片

6确定重要性系数。Iw是重要性系数,可以使用UBC表16-K确定。它是一个乘数,用于计算荷载,计算时会考虑建筑的用途。如果建筑含有有害物质,它的重要性系数会高于传统建筑。

标准用途建筑的重要性系数等于1。

以Calculate Wind Load Step 21为标题的图片

7计算风荷载。有了上文确定的值,你可以用公式F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw来计算风荷载。把所有变量代入公式中,进行计算。

比如,假设你想计算长度为3英尺,半径为0.5英寸的天线,在风速70mph的风中承受的风荷载。它被放在48英尺高的标准建筑物的顶部,所在区域属于暴露B地形。

先计算受力面积。这种情况下,A = l x w = 3 ft x (0.5in x (1 ft/12 in)) = 0.125 ft2。

确定Ce。在表16-G中查询高度48英尺和暴露B地形,可以看到Ce等于0.84。

短圆柱体的阻力系数Cq是0.8。

计算QsQs = 0.00256 x V2 = 0.00256 x 702 = 12.5 psf。

确定重要性系数。它是标准建筑,因此Iw等于1。

代入公式:F = A x P = A x Ce x Cq x Qs x Iw = 0.125 x 0.84 x 0.8 x 12.5 x 1= 1.05 lbs。

1.05磅就是天线承受的风荷载。

小提示

要知道,风速会随距离地面高度的变化而变化。它随结构高度的增加而增加,在离地面较近处的风速是最难预测的,因为它会受地面物体相互作用的影响。

注意,这种不可预测性会让风力计算很难得到精确的结果。

参考

↑ http://www.slideshare.net/machota2011/wind-load-calculation↑ http://k7nv.com/notebook/topics/windload.html↑ http://www.aij.or.jp/jpn/symposium/2006/loads/Chapter6_com.pdf↑ http://k7nv.com/notebook/topics/windload.html↑ http://richardson.eng.ua.edu/Former_Courses/DWRS_fa11/Notes/ASCE_7_05_Chapter_6.pdf↑ http://www.digitalcanal.com/pdf/pdf/Analytical05.pdf↑ http://www.engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html↑ http://www.engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html↑ http://www.engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html

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风荷载时如何计算的

建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

风荷载计算公式如下:

各表面风力的合力作用点,即为总体风荷载的作用点。设计时,将沿高度分布的总体风荷载的线荷载换算成集中作用在各楼层位置的集中荷载,再计算结构的内力及位移。

风荷载设计步骤?

风荷载:首先,根据建筑所处的位置(海边还是市中心),确定地面粗糙度类别;然后,根据房屋的平面形状,按照建筑结构荷载规范查出体形系数μs;第三,按照建筑的高度和地面粗糙度类别查出高度系数μz;第四,根据当地的基本风速确定基本风压w0;最后,根据规范计算风振系数βz。

这样,风荷载标准值w=βz*μs*μz*w0,单位kN/m^2。

具体计算方法详见《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)。

轴压比的定义为柱的轴向压力与理论抗压强度的比值。公式是N/(fc*A)。N为柱的轴压力,fc为砼抗压强度设计值,A为柱的截面面积。

一般在抗震设计中,要控制轴压比的上限,也就是要控制柱的轴力不能太大,过大的话要通过加大柱的面积来减小轴压比以满足规范限值。

轴压比是抗震概念设计的一项指标。它不是通过理论计算得出的,而是通过试验及实际地震破坏情况,发现轴压比底的柱子延性比较好,地震的破坏程度远小于轴压比高的柱子。因此规范设置了轴压比上限,以保证柱子的延性,提高抗震性能。

风荷载如何计算?在结构设计中

垂直于物体表面上的风荷载标准值,用下面的公式来计算:

ωk=βzμsμzω0 (6.1.1)

式中 ωk-----风荷载标准值,kN/m2;

βz----z高度处的风振系数;

μs----风荷载体型系数;

μz----风压高度变化系数;

ω0----基本风压值,kN/m2。

基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地 10m 高统计所得到 30 年一遇 10min 平均最大风速 υ0(m/s)为标准,按 ω0=υ02/1600确定的风压值。

基本风压不得小于 0.25kN/m2。

风荷载的具体数值与许多因素有关,这在《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中有明确的规定。

www.vw-sh.com true http://www.vw-sh.com/11/4336/110080.html report 64433 怎么样计算风荷载应该怎么做?,共同创作人wikiHow员工这篇文章由我们训练有素的编辑和研究团队共同创作,他们对文章的准确性和全面性进行了验证。本文引用了9条参考,详情参见页面底部。wikiHow的内容管理团队会严密监督编辑人员的工作,确保每篇文章都符合我们的高质量标准要求。在本...
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