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工程三维模型与虚拟现实表现 关于欧洲风荷载规范的研究与程序实现 薛颖亮李云贵 （中国建筑科学研究院，北京１ ０００ １ ３）【摘要】本文简要介绍了欧洲规范ｌ中关于风作用的计算方法，并对计算中需要用到的参数分别进行了说明。
基于规范的内容列出了风作用计算的主要流程，编写用户输入参数界面以及计算程序。
最后对中欧规范的基本内容，粗糙度类别划分，动力响应参数等几方面进行了对比，对由程序计算算例得到的结果进行了比较和评述。
１．引言 风荷载是建筑结构的主要荷载之一，甚至在某些建筑结构产生的效应中起主导的作用。
如果结构物的抗风设计不当，可能使建筑结构产生大的变形和振动让建筑中的人感觉不适或是让结构设备不能正常工作，甚至还可能使结构产生局部破坏和整体破坏，对人的生命安全造成威胁。
在整个欧洲范围内，特别是在一些拥有很长的海岸线和大规模山区地形的国家，发生风暴的频率很高，每年的风暴灾害都给这些国家的
经济带来严重的负担。
在人口相对稠密的城市地区，风暴带给建筑结构的损害是一个特别严重的
问题，风灾害实际上已成为了最为严重的自然灾害之一。
１９９０年发生了８起重大的风暴，波及至少１０个欧洲国家，总共造成１５０亿欧元的损失…。
像传输线塔，大型桥梁，
通信塔等城市生命线工程因为通常是细长而且大尺寸的，是需要重点考虑减小风灾影响的对象。
进一步需要考虑的是屋顶和墙体覆层等经常会遭受风暴破坏的居住建筑物。
自然风是由较为稳定的风气候和短期紊流组成的，并且他们之间又相互独立，因此往往分开对他们进行处理。
在实际计算时，一般取平均风速和脉动风速相叠加。
在很多规范中，大都采用等效静风荷载的概念来表示结构或结构构件上遭受的风作用。
这一概念的基础是从Ａ．Ｇ．Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ在６０年代基于抖振理论的结构顺风向风荷载计算模型（Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ，１９６７）发展来的。
规范中一般只取建筑结构的基本振型进行简化计算七１。
１９８０年由欧共体委员会开始组织编制第一代欧洲规范。
１９８９年欧共体委员会和欧洲标准委员会达成协议，将欧洲规范的编制和出版
工作转让给欧洲标准委员会，以便使其将来具有与欧洲标准同等的地位。
２０世纪８０年代末和９０年代，首先编制成了一套欧洲试行规范ＥＮＶｌ９９１、ＥＮＶｌ９９９。
经过一段时间的使用后，欧洲标准技术委员会决定，通过修订和补充，将欧洲试行规范转变为欧洲正式规范，即欧洲规范。
欧洲规范包含以下几个部分¨÷ ４７１第二届工程建设计算机应用创新论坛 表格１．１欧洲规范的组成部分 ＥＮ １９９０ 欧洲规范０ 结构设计基础 ＥＮ １９９１ 欧洲规范１ 结构上的作用 ＥＮ １９９２ 欧洲规范２ 混凝土结构设计 ＥＮ １９９３ 欧洲规范３ 钢结构设计 ＥＮ １９９４ 欧洲规范４ 钢一混凝土组合结构设计 ＥＮ １９９５ 欧洲规范５ 木结构设计 ＥＮ １９９６ 欧洲规范６ 砌体结构设计 ＥＮ １９９７ 欧洲规范７ 土工
设计 ＥＮ １９９８ 欧洲规范８ 结构抗震设计 ＥＮ １９９９ 欧洲规范９ 铝合金结构设计 本文主要参照讨论的是（（Ｅｕｒｏｃｏｄｅ １：Ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ—Ｇｅｎｅｒａｌ ａｃｔｉｏｎｓ—Ｐａｒｔ卜４：Ｗｉｎｄ ａｃｔｉｏｎｓ》‘引。
本文的主要工作是对欧洲规范中风荷载相关部分进行研究，并在参数意义和计算结果上与中国规范的风荷载规定进行对比，分析中欧风荷载规范的异同。
在原有的ＳＡＴＷＥ软件已经比较成熟的实现多、高层建筑设计分析功能的基础上，添加适用于欧洲风作用和地震作用规范的计算分析模块。
配合其他
程序模块形成一整套欧洲规范的计算分析程序，以便于把ＳＡＴＷＥ
软件推广到使用欧洲规范的国家中去。
２．欧洲规范风作用计算方法 ＥＮｌ９９１－Ｉ－４适用于２００ｍ以内的建筑和结构工程，以及跨度２００ｍ以内的桥梁。
对于核心筒等扭转振动明显的结构，以及需要考虑多阶振型的结构等不在此部分规范讨论范围之内。
此规范中，确定风荷载值有两种方法：一是使用力系数的力系数法；二是通过外表面压（吸）力、内表面压（吸）力和风摩擦力三部分求和的求和法。
对于广告牌和具有特定形状截面的一些结构构件，计算作用在其上的风荷载时使用力系数法。
对于一般建筑而言，通常采用求和法。
对于求和法，当平行于风向的结构表面面积大于或等于垂直于风向的结构表面面积的４倍及以上时，才考虑风摩擦力的影响。
在外围护构件多孔的情况下才考虑内表面风压。
力系数法的计算公式为： 兄＝ｃｓＣｄ。
∑ｃ，。
ｑｐＱ。
）’～ … 其中： ｃ，ｃｄ 一结构系数。
ｃ， 一结构或结构性构件的力系数； ４７２ 工程三维模型与虚拟现实表现 ｑｐＧ。
）
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2013-10-20
