已知某以高度z处的风速为v,则作用在结构上的 风力一般可表示为顺风向风力( ilong-Wind)、 横风向风力( across-wind)和扭风力矩。 PL pD=2·pB p4=4·=PB (2-2) pD=p1…·=PB 图2-1结构上的风力 阻力系数B结构的参数尺度,常取截面垂直于流动方向的最大尺度(m) 11横向力系数(水平向结构也称升力系数)M扭矩系数
已知某以高度z处的风速为v,则作用在结构上的 风力一般可表示为顺风向风力(ilong-wind)、 横风向风力(across-wind)和扭风力矩。 = = = p v B p v B p v B M M L L D D 2 2 2 2 1 2 1 2 1 (2-2) 图2-1结构上的风力 D L M 阻力系数 横向力系数(水平向结构也称升力系数) 扭矩系数 B 结构的参数尺度,常取截面垂直于流动方向的最大尺度(m)
种类型的振动 顺风向弯剪振动 横风向风力下 空气动力失稳 或弯扭耦合振动 涡流脱落振动 (驰振、颤振) 结构在顺风向和横风向风力甚至扭力矩作用下,当有微小风力攻角时,在 某种截面形式下,这些风力可以产生负号阻尼效应的力。如果结构阻尼力 小于这些力,则结构将处在总体负阻尼效应中,振动将不能随着时间增长 而逐渐衰减,却反而不断增长从而导致结构破坏。这时的起点风速称为监 界风速,这种振动犹如压杆失稳一样,但受到的不是轴心压力而是风力, 所以常称为空气动力失稳,在风工程中,通常称为弛振(弯或扭受力)或 颤振(弯扭耦合受力)。 空气动力失稳在工程上视为必须避免发生的一类振动现象。 风的流动水平方向是主要的,但也可能在一定的仰角下流动,从而除水平 风力外,还存在竖向风力,由于高层建筑主要荷载是水平侧向荷载,竖向 荷载的适当增加并不起着很大的影响,因此对于高层建筑来说,主要考虑 水平侧向风力的影响
三种类型的振动 顺风向弯剪振动 或弯扭耦合振动 横风向风力下 涡流脱落振动 空气动力失稳 (驰振、颤振) 当无偏心风力矩时,在顺力向风力作用下, 结构将产生顺风向的振动,对高层结构来 说,一般可为弯曲型(剪力墙),也有剪 切型(框架),当为框剪结构时,可为弯 剪型。 当风吹向结构,可在结构周围产生旋涡,当旋涡脱落不 对成时,可在横风向产生横风向风力,所以横风向振动 在任意风力情况下都能发生涡激振动现象。在抗风计算 时,除了必须注意第一类振动以外,还必须同时考虑第 二类振动现象。特别是,当旋涡脱落频率接近结构某一 自振频率时,可产生共振现象,即使在考虑阻尼存在的 情况下,仍将产生比横向风力大十倍甚至几十倍的效应, 必须予以格外的重视。 结构在顺风向和横风向风力甚至扭力矩作用下,当有微小风力攻角时,在 某种截面形式下,这些风力可以产生负号阻尼效应的力。如果结构阻尼力 小于这些力,则结构将处在总体负阻尼效应中,振动将不能随着时间增长 而逐渐衰减,却反而不断增长从而导致结构破坏。这时的起点风速称为临 界风速,这种振动犹如压杆失稳一样,但受到的不是轴心压力而是风力, 所以常称为空气动力失稳,在风工程中,通常称为弛振(弯或扭受力)或 颤振(弯扭耦合受力)。 空气动力失稳在工程上视为必须避免发生的一类振动现象。 风的流动水平方向是主要的,但也可能在一定的仰角下流动,从而除水平 风力外,还存在竖向风力,由于高层建筑主要荷载是水平侧向荷载,竖向 荷载的适当增加并不起着很大的影响,因此对于高层建筑来说,主要考虑 水平侧向风力的影响
§2-2基本风速和基本风压 标准地貌 标准高度 平均风速的时距 基本风速 或基本风压 最大风速 的概率分布 或概率密度 最大风速的样本 曲线(线型 最大风速 的重现期
标准高度 最大风速 的概率分布 或概率密度 曲线(线型) 最大风速 的重现期 最大风速的样本 平均风速的时距 标准地貌 基本风速 或基本风压 §2-2 基本风速和基本风压
、标准高度的规定 房屋建筑类统一取10m为标准高度 标准地貌的规定 标准地貌指空旷平坦地区,在具体执行时,对于城 市郊区,房屋较为低矮的小城市,也作标准地貌处 理 三、平均风速的时距 取平均风速时距为10分钟(风的卓越周期约在1分 钟) 四、最大风速的样本 取年最大风速为统计样本,即每年以一最大风速记 录值为一个样本
一、标准高度的规定 房屋建筑类统一取10m为标准高度 二、标准地貌的规定 标准地貌指空旷平坦地区,在具体执行时,对于城 市郊区,房屋较为低矮的小城市,也作标准地貌处 理。 三、平均风速的时距 取平均风速时距为10分钟 (风的卓越周期约在1分 钟) 四、最大风速的样本 取年最大风速为统计样本,即每年以一最大风速记 录值为一个样本
五、最大风速的重现期 设重现期为T年,则1为超过设计最大风速的 概率,因为不超过该设计最大风速的概率或保证率应 P为: P=1 我国荷载规范规定:对一般结构,重现期为30 年,对于高层建筑和高耸结构,重现期取50年,对于 特别重要和有特殊要求的高层建筑和髙耸结构,重现 期可取100年。重现期为年通常俗称为T年一遇
设重现期为 年,则 为超过设计最大风速的 概率,因为不超过该设计最大风速的概率或保证率应 为: 五、最大风速的重现期 T0 0 1 T P0 0 0 1 1 T P = − 我国荷载规范规定:对一般结构,重现期为30 年,对于高层建筑和高耸结构,重现期取50年,对于 特别重要和有特殊要求的高层建筑和高耸结构,重现 期可取100年。重现期为年通常俗称为 T0 年一遇