结构风工程作业

1、结构风工程课程作业学院：土木工程学院专业：结构工程学号：1232231姓名：魏鸣宇指导老师：邓洪洲教授高耸结构教研室1. 工程概况本工程输电塔为干字形角钢塔，模型如图1所示，总高42m，共分为12段。考虑节点板、辅助材等迎风面增大系数1.4，B类地貌，风速为37m/s（10m高度）。图1 塔身立面图2. 各段杆件投影面积计算如表1所示，为塔身各段杆件投影面积，考虑节点板、缀材后的投影面积，以及塔段轮廓面积的计算汇总。表1塔身各段杆件面积汇总段号投影面积净投影面积桁架轮廓面积11.0572 1.4801 2.747620.7760 1.0863 2.811631.3524 1.8934 3.06

2、96 41.1190 1.5666 4.6557 51.3884 1.9437 3.6605 61.3457 1.8839 5.6374 71.5272 2.1381 4.2980 81.0628 1.4879 4.2290 91.9482 2.7275 11.2053 103.9989 5.5985 31.8075 115.9140 8.2796 60.5172 125.2259 7.3162 26.8100 3. 风压高度系数、风荷载体型系数、风振系数计算3.1风压高度系数计算按照现行荷载规范（GB50009-2012）计算各分段的风压高度系数，计算结果见表2。表2 风压高度系数段号各段标

3、高（m）风压高度变化系数141.6001.536240.0001.520338.4001.499436.4251.474534.4251.448632.4501.422730.4501.396829.0001.374925.9501.3251020.1501.2321111.7001.044123.5001.0003.2风荷载体型系数计算按照现行荷载规范计算。因该塔架为角钢塔架，故按照下式计算：式中背风面风荷载降低系数。具体计算如表3所示。表3 风荷载体型系数段号b/a投影面积净投影面积桁架轮廓面积挡风系数背风面荷载降低系数体型系数111.0572 1.4801 2.74760.53870.2

4、61.638210.7760 1.0863 2.81160.38640.521.976311.3524 1.8934 3.0696 0.61680.151.495411.1190 1.5666 4.6557 0.33650.602.080511.3884 1.9437 3.6605 0.53100.271.651611.3457 1.8839 5.6374 0.33420.612.093711.5272 2.1381 4.2980 0.49750.331.729811.0628 1.4879 4.2290 0.35180.582.054911.9482 2.7275 11.2053 0.243

5、40.772.3011013.9989 5.5985 31.8075 0.17600.892.4571115.9140 8.2796 60.5172 0.13680.942.5221215.2259 7.3162 26.8100 0.27290.712.2233.3风振系数计算对于一般竖向悬臂型结构，例如高层建筑和构架、塔架、烟囱等高耸结构，均可仅考虑结构第一振型的影响。高度处的风振系数可按下式计算：（3-1）式中峰值因子，可取2.5；10m高名义湍流强度，本工程地面粗糙度为B类，取0.14；脉动风荷载的共振分量因子；脉动风荷载的背景分量因子。脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算：（3-2

6、）（3-3）式中结构第一阶自振频率（Hz）；地面粗糙度对A类、B类、C类和D类地面粗糙度分别取1.28、1.0、0.54和0.26；结构阻尼比，对钢结构可取0.01，对有填充墙的钢结构房屋可取0.02，对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05，对其它结构可根据工程经验确定。脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定：当结构的体型和质量沿高度均匀分布时，可按下式计算：（3-4）式中结构第一阶振型系数；建筑总高度（m）；脉动风荷载竖直方向相关系数；脉动风荷载水平方向相关系数；k，a1系数，按表4取值。表4系数和a1粗糙度类别ABCD高层建筑k0.9440.670.2950.112a10.1550.1870

7、.2610.346高耸结构k1.2760.9100.4040.155a10.1860.2180.2920.376塔架一阶振型系数如下计算：高度z处一阶振型系数；塔架总高。脉动风荷载的空间相关性系数可按下列规定确定：1.竖直方向的相关系数可按下式计算：（3-5）式中建筑总高度（m）；对A类、B类、C类和D类地面粗糙度，H的取值分别不应大于300、350、450和550。2.水平方向相关系数可按下式计算：（3-6）式中 B为结构迎风面宽度（m），B2H。对本题，水平方向相关系数可取。代入数据具体计算如表5所示。表4 现行规范风振系数段号各段标高（m）竖直相关系数水平相关系数一阶振型系数脉动风荷载共

8、振分量因子脉动风荷载背景分量因子现行规范风振系数141.6000.817710.98734.12141.08044.2073 240.0000.817710.93654.12141.03564.0743 338.4000.817710.88574.12140.99313.9483 436.4250.817710.82314.12140.93863.7864 534.4250.817710.75994.12140.88203.6185 632.4500.817710.69774.12140.82473.4482 730.4500.817710.63524.12140.76483.2705 829

9、.0000.817710.59044.12140.72223.1439 925.9500.817710.49764.12140.63122.8738 1020.1500.817710.33084.12140.45132.3396 1111.7000.817710.12844.12140.20671.6136 123.5000.817710.01314.12140.02211.0655 4荷载标准值计算塔架各分段风荷载标准值如下计算：式中基本风压（kN/m2），为10m高风速（m/s）；各分段杆件投影面积之和（m2）。表5是按现行荷载规范计算的风荷载标准值。表5 现行规范风荷载标准值段号各段标高

10、（m）风压高度变化系数体型系数风振系数投影面积净投影面积基本风压风荷载标准值141.6001.5361.6384.2073 1.0572 1.4801 0.855613.4052240.0001.5201.9764.0743 0.7760 1.0863 0.855611.3745338.4001.4991.4953.9483 1.3524 1.8934 0.855614.3344436.4251.4742.0803.7864 1.1190 1.5666 0.855615.5608534.4251.4481.6513.6185 1.3884 1.9437 0.855614.3864632.450

11、1.4222.0933.4482 1.3457 1.8839 0.855616.5431730.4501.3961.7293.2705 1.5272 2.1381 0.855614.4414829.0001.3742.0543.1439 1.0628 1.4879 0.855611.2959925.9501.3252.3012.8738 1.9482 2.7275 0.855620.44771020.1501.2322.4572.3396 3.9989 5.5985 0.855633.92501111.7001.0442.5221.6136 5.9140 8.2796 0.855630.0980123.5001.0002.2231.0655 5.2259 7.3162 0.855614.82785荷载标准值计算表6是按现行荷载规范计算的基底弯矩。表6 现行规范基底弯矩段号各段标高（m）风荷载标准值对基底弯矩贡献（)141.60013.4052557.6547 240.00011.3745454.9814 338.40014.3344550.4403 436.42515.5608566.8030 534.42514.