风荷载计算方法与步骤

1 风荷载

当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1 单位面积上的风荷载标准值

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。

垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值（KN/m²）按下式计算：

风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压

1.1.1 基本风压

按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。

按公式 确定数值大小，但不得小于0.3kN/m2，其中的单位为t/m³，单位为kN/m2。

也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。

1.1.2 风压高度变化系数

风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。

场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式：

1.1.3 风荷载体形系数

1）单体风压体形系数

（1）圆形平面；

（2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数；

（3）高宽比的矩形、方形、十字形平面；

（4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比的矩形、鼓形平面；

（5）未述事项详见相应规范。

2）群体风压体形系数

详见规范规程。

3）局部风压体形系数

檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于2.0。未述事项详见相应规范规程。

1.1.4 风振系数

对于高度H大于30米且高宽比的房屋，以及自振周期的各种高耸结构都应该考虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。（对于高度H大于30米、高宽比且可忽略扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。）

结构在Z高度处的风振系数可按下式计算：

g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下：

R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下：

为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；

为地面粗糙修正系数，取值如下：

为结构第一阶自振频率（Hz）；

高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用下列公式近似计算：

脉动风荷载的背景分量因子，对于体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑，计算方法如下：

、为系数，按下表取值：

为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。

为脉动风荷载水平、竖直方向相关系数，分别按下式计算:

B为结构迎风面宽度（m），B≤2H，H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度风高度。