for z≤z。
h(8) for zmin≤z≤zma。
其中: 岛一扰动系数,推荐向=1.0,或从国家附录中查找。
其余参数前面均己说明。
3.3结构系数 结构系数C。
白是欧洲风荷载规范中一个重要的参数,实际上是尺寸系数C。
和动力系数 白两部分的乘积。
分别考虑了作用在结构表面各处的峰值风速压非同时发生的减弱效应和由于气流扰动而产生的振动影响的增强效应。
结构系数巳cd的表达式如下: 一一十 ze—特征高度,XC于--般建筑结构z。
=0.6h>z。
in % 一峰值系数,波动系数的最大值和它的标准差的比值; ; L 一紊流度; 475第二届工程建设计算机应用创新论坛 B2 一背景系数,代表结构表面各处压力的非完全相关性: 尺2 一共振响应系数,代表共振模态的扰动。
附录B中详述了背景系数B2、共振响应系数JR2和峰值系数k,这三个参数的计算方法,这里不再赘述。
3.4压力系数和力系数 对于不同的结构和建筑形式,欧洲规范prENl991一卜4第七章给出了相应的压力系数和力系数值。
对于一般建筑结构而言,根据结构形式其压力系数可以在prENl991一卜4 7.2查到。
对于1Ⅲi和10m2的外表面受载面积,压力系数分别用c。
】和c。
10表示。
前者用于表面积不大于lm2的小构件和设备的设计:后者用于结构整体的设计。
对于lm。
和lOm2之间受载面积上的风压力系数的计算方法如下图所示: Cpe Cpe.1 Cpe,10 1 2 4 6 8 0.1 10 A【m1 Th f岫u甩is b明删on怕懈/owing: h1一‘^t 10一 舢·c-’-(籼’唧·’o}Iol,,oA 图3.1 1m2和10m2之间受风面积上的风压力系数推荐方法4.软件实现 欧洲规范风荷载计算的过程在规范中给出,如下表所示: 表格4.1 prENl991—1-4给出的风荷载计算流程 476 三堡三苎竖型圭垒苎垫壅垂墨 风压力,倒如对于覆层、设备、帮柯邪件 内表面压力系数C” 外表面压力系数c* 内表面压力w,=q*-。
外表面压力‰=qPcm 作用在结构上的风荷载.倒如总体风的效应 结构系数C sc。
通过力系数计算风荷载h 通过压力系数计算风荷载FI 计算过程中用到的主要参数在上一节中均给出了确定的方法。
下面列出的是程序的个主要部分和其中的内容: 齄^ 处理 输m 基奉风遘 变量传递 建筑信息(b、h 《值风逮风压于过g Ⅸ目作月f m形倍毒(删、 m形系数子过程 结构性系数于d程 荷蕺值 地i租糙度 计算风荷载 力或Ⅲ力幕鼓 田4 1程序卿的主蔓步骤 用户风荷载信息输入界面如下: 口皿曩■■■■●●●—麟藩, IhfD口卜———— B…fⅢ呲Ⅲ””d阿广九,厂—〕 ………a^)圆●一 M…ⅢF.c。
fI面_一hmmM-.n‘Fi— r…一…·e口“T《『- r☆。
Pqh Eff.m…m自)乒●一九mt}『m“)眄■一 “…,…∽Fi一……m“】『 r*四四)一——一. |ff.m…m‘)吁■一…Ⅲ…”“)耳i—一? h…ⅢⅢ)Fd一…一¨“’町一 围4 2月户风荷载信息辅^#Ⅲ 第二届工程建设计算机应用创新论坛 在已有的SATWE中国风荷载计算部分的程序基础上,开发欧洲规范对应的计算模块, 可由对应国家或地区规范的参数进行选择调用。
5.中欧规范的比较5.1基本风速(风压) 欧洲规范是一部多国家的统一规范。
其中风荷载规范中没有提供标准风速而是需要到相应的国家附录中查找。
基本风速规定为空旷地区lOm高度处lOmin以内的平均风速,年超越概率为0.02,即重现期为50年。
prENl991-卜4中除了对平均风速进行地面粗糙度和 山形的修正外,还加入了暴露因子c,Iz)这一影响参数,表示某高度处峰值风压力和基本风速压力的比值,代表风压力短期紊流影响的特征。
我国《荷载规范》怕1中同样是规定在空旷平坦地区,离地10m高度处10min平均风压 的年最大值作为基本风压,统计上的重现期为50年。
同时需要考虑地面粗糙度和山形的影响。
《荷载规范》规定风荷载沿高度变化,与风振时惯性力沿高度变化一致。
5.2地面粗糙度分类 中欧风荷载规范中对于粗糙度的场地类别划分有区别。
从国家规范角度出发,为了便于使用不可能进行无级划分。
中国《荷载规范》中地面粗糙度分为A、B、C、D四类。
欧洲风荷载规范ENl991-1—4中把地形类别分为五类,分别是0,I,II,III,Ⅳ。
要实现规范间’参数之间的换算和比较,首先需要了解粗糙度分类的对应关系。
地面粗糙度对风的影响中欧规范分别是用风压高度变化系数和粗糙度系数来表示的,而且分别采用的是指数律和对数律的表达形式。
按照中欧规范对各粗糙度类别的描述,以及如下图所示的结果,可以认为中国规范A类场地对应于欧洲规范0和I类场地,B、C、D类场地分别对应于II、III、Ⅳ类场地。
表格5.1 中欧规范中粗糙度分类表述 建筑结构荷载规范 欧洲规范EN 1991—1—4 0海面或接近开阔海面的近海地区 A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; I湖面或无障碍物、植被可忽略的水平平整地区 II有矮小植被(草地),或者有孤立障碍物(树, B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀 建筑物)且障碍物间的间隔不小于障碍物高度的 疏的乡镇和城市郊区: 20倍的地区 III有间距小于20倍高度的规则植被、建筑物或 C类指有密集建筑群的城市市区: 障碍物覆盖的地区(例如乡村、城郊、森林) IV地表15%的面积被建筑物覆盖并且建筑物平均 D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
高度超过15m的地区 由于指数律和对数律的差别,两参数的值随高度增加差异增大。
采用指数律的中国规范风压高度变化系数值普遍相对较大,只有在对应于欧洲规范的O和I类粗糙度场地的A类粗糙度场地上,中国规范的数值较小。
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, ●CHN一8 1 ‘CNN C o_‘EUR一0·…“·· 1j ’CNN—D -EUR—I J 自1口口J!』Ⅲ』…··n· ’EUR—II = ‘EUR—t〔I 毒 … ·- ·· + ●-…‘ 5 0 J !::;==4.::≮::: …2…5 O日…2…E…口…●…I…z ..。
t蝴§目#&it∞十月自十目m《AⅢ★&i怔itm 围5 1欧洲觏范粗糙度幕戴的平方位和中目规范凤Ⅱ高度变化系数☆高度变化№较目5 3动力响应 实际工程中的紊流度是治高度变化的.欧洲规范中为了使结构系数常数化而进行了简化,整个结构的结构系数用特征高度处的值来代表,这一点与我国《荷载规范》的规定差异较大。
宽度为20m.层高3 3m.共6层,总高度为19 8m的钢筋混凝土结构,在III类地形环境中,基本风速为35m/s。
下表为分别用中欧规范计算其动力特性的结果。
衰格5 2动力日子和结构系数*高度的取值 若按紊流度沿高度变化取值,该例中动力园子和结构系数的计算结果如上表。
在特征高度ze 0 6,h=11 88m处.cscd-0 864,c scdce-2 307。
可见简化的结果使特征高度吼下动力影响减小了.在特征高度以上动力影响有所放大。
相对于中国规范的风振系数Pz对平均风压的放大比率.欧洲规范明显较大。
中国荷载规范中,风作用的动力影响是通过风振系数来表达的。
确定风振系数的参数均沿高度变化取值,没有进行像欧洲规范prENl991一卜4的简化。
中国规范中用只考虑第一振型的随机振动理论推导得出的顺风向风振系数总是大于1 0的。
欧洲规范的结构系数同时考虑了由于气流扰动而产生的振动影响的增强效应和作用在结构表面的峰值风速压非同时发生的减弱效应,此值可能小于1。
5 4建毓不同高度的风压 下图是对66层198m的矩形截面建筑结构的计算结果,取相同的基本风速和形状系数建筑结构20m受风宽度上,中欧规范在相应粗糙度场地上计算结果的对比: 四) a欧Ⅻ0.f类粗糙度和中目^娄租糙度 b欧湖I I娄魍赫度#中国B类粗曩座 埔地上风荷城计算结幂}匕较 %地上风荷艘计算结果比较 mw 四 c欧洲fII樊轴毽度和中目c粪租牡崖 d欧洲lv类粗鞋度目中国D赛蛳鹰 场地上风荷赣计算结果比较 场地上风荷斡计算培果比较 田5 2欧■规范目中目规范中帽&粗糙度蛹地上风荷蝗计暮结果饨鞋 欧洲规范采用分段的方法计算峰值风压力,沿整个建筑高度的结构系数(考虑顺风向风振影响的系数)都取特征高度处的值:而中国规范中风荷载按沿高度变化计算的。
因此较中国《荷载规范》的风荷载计算方法,欧洲规范在结构上下段.
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