结构工程笔记之风荷载体型系数.docx

People become great because of that they have a dream建筑结构荷载规范GB50009-2010中第8章节有关风荷载体型系数学习心得建筑结构荷载规范（以下简称荷规）第8.1.1条讲到垂直于建筑物表面的风荷载标准值应该按照下列规定确定。1、 计算主要受力构件时，K=ZSZ0，其中各个系数的含义如下：K：风荷载标准值 （KN/）z：高度Z处的风振系数s：风荷载体型系数z：风压高度变化系数0：基本风压 （KN/）在这里我们主要讲解风荷载体型系数s，其他三个参数因为比较容易理解，就不在赘述。-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.6-0.600+0.6+0.6+0.8+0.8风向-0.530风向风向风向+0.8-0.48-0.3H/L-0.6-0.6-0.55-0.55+0.7-0.55+0.4-0.5-0.7-0.7+0.8+0.8以上列举了六种常用的建筑平面形状在该风向作用下，每个建筑物表面的风荷载体型系数。从上面我们得知，风荷载体型系数只是跟建筑物的平面形状有关，而且每个面的系数都小于1.而且都会有一个迎风面和背风面，很显然我们可以这样理解。迎风面都是等效受压力面，所以为正值。相应其他面，背风面和平行面都是负值，其实就是相当一个吸力。 对于已知的建筑结构，我们怎样求解总的体型系数。这是大家十分关心的问题。其实一开始我也对这方面十分困惑，因为自己比较愚钝所以也想请教建筑结构教师。可是因为已经毕业多年，当年的老师已经联系不上，所以最后还是自己一个人慢慢的琢磨，时间正面了一切。我终于在做大量相关题型以及查阅规范后弄清楚有关计算究竟是怎样一回事。下部aba 对于总的体型系数，是这样求解的。首先是在根据风向来确定建筑物最大风向投影面积，如右边的“十字形”平面结构，建筑物边长尺寸如图所示，则总的体型系数s如下：上部s=0.6xa2a+bx2+0.8xb2a+b+0.5只要知道a和b的具体数值就可以按照这个公式求出风荷载体型系数s。可能诸位看到这个或许还是不解其意，看到我用红色字体标示的那部分吗？这里公式分为2部分计算，按照最大投影面分开（按照箭头分开），一部分是上部，另一部分称为下部（暂且这样规定）。公式中红色标示的0.5是下部（背风面），迎风面即就是黑体字那部分。建筑物表面上部分按照风向最大投影面分为3段，a，b，a。再依据文章开头给出的参考数据，+0.6， +0.8， +0.6按照边长的加权值求出上部体型系数；而红色部分代表的下部是0.5其实也是按照边长加权求得。只是因为参考系数都是0.5所以综合加权值也是0.5.说到这里诸位基本明白该公式的各项含义，简单的求解已经不成问题。 不过是否有人有这样的疑问，既然参考依据里面参数有正有负，但是为什么公式里不论迎风面还是背风面都是加号而没有减号，有点讲不通？提到这个问题很正常，因为本人在一开始也是搞不懂这究竟是怎样一回事.后来才有所醒悟，这里的符合只是代表风向对建筑屋面的效果，如“+”代表迎风面“”代表背风面；如果你从力的方向性考虑的话，它们是同向的。因此在公式里才都是加号。不过还有另外一种情况就是当出现“”时是要做减法的。我将在后面介绍。-0.48-0.3H/L 一开始列出的六种建筑平面中，有个矩形建筑背面的风荷载体型系数是一个公式， 这就说明此种情况下背风面的系数还跟建筑物的高度H和长度L相关。 再比如右图不规则六边形，边长关系如图所示。302LL2LL当风向不再是垂直于建筑物表面，而是有一定夹角30。此种情下部况下该建筑风荷载体型系数怎样计算。同理在划分上下部aba时，最大投影面是按照与风向接触面平行的那条线，即就是上部图示的箭线，仍旧是上部和下部。所以计算式如下：（其中a，b，a分别是建筑物上部边长投影到箭线的长度，这里下部可以用a, b , a代替；2a+b=2a+b）s=0.7xb2a+b+0.4xa2a+b -0.55xa2a+b+0.55xa2a+bx2+0.5xb2a+b此公式也有标记为红色部分，即就是下部分系数。但是在这个公式里我们发现出现负号，不是说“”是吸力，方向相同吗？这里为什么又是减号呢？其实是这样理解的，在最大投影面的同一侧如果出现不同负号，那么肯定会用加减，只是在不同侧时，“”在运算过程中是当做同向处理。现在诸位该有所清楚了吧。如果把以上我所讲的深深思考，加上多做练习题，以后出现一般的风荷载体型系数方面的问题，你将不再困惑。可是上面讲的是总的风荷载体型系数，那么荷规第8.1.1的第2条，计算维护结构时，求风荷载标准值时是套用哪个公式。请看下面；K=gZSlZ0与计算主体受力构件时，变了2个参数，Z 和S，成为目前的Z g和Sl。其中的Sl指的是风荷载局部体型系数。以上就是我在复习建筑荷载有关风荷载遇到的问题，以及自己对风荷载体型系数的逐步理解和之后的心得，愿与大家分享。除了风荷载体型系数之外的Z 、Z、0三个系数都很容易搞定。Z 是风振系数可以按照给出的公式算出，不过题目一般会直接给出该值，Z是风压高度变化系数，它与地面的粗糙度类别及离地面高度有关，地面粗糙度分为A,B,C,D四种。可以直接