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文档简介

前言

根据山东省住房和城乡建设厅、山东省市场监督管理局《关于印发

2020年第一批山东省工程建设标准制订、修订计划的通知》(鲁建标字

[2020]11号)的要求,为了规范山东省东部沿海城市建筑工程的风压取

值,由青岛北洋建筑设计有限公司组织有关单位和专家,经广泛调查研

究,认真总结实践经验,采集山东省东部沿海城市风速等资料,采用统

计分析方法计算出不同重现期的风压,并考虑各种因素的影响,依据国

家相关现行标准,结合我省实际情况,制订本标准。

本标准主要包括:总则、术语、风压值计算、风压取值规定、东部

沿海城市各县(区)的风压值、东部沿海城市各县(区)的风压分布图。

本标准在执行过程中如果发现需要修改或补充之处,请将意见和有

关资料反馈至青岛北洋建筑设计有限公司(地址:青岛市崂山区高昌路

10号;邮政编码:266071;电子邮箱:qdbeiyang@126.com),以供今后

修订时参考。

本标准主编单位、参编单位、主要起草人员和主要审查人员:

主编单位:青岛北洋建筑设计有限公司

参编单位:中国建筑科学研究院有限公司

主要起草人员:夏世群王亚勇杜涛王熙堃柳温忠

2

目录

1总则...........................................................................................................1

2术语...........................................................................................................2

3风压值计算................................................................................................3

4风压取值规定............................................................................................5

5山东东部沿海城市各县(区)的风压值................................................6

6山东东部沿海城市各县(区)的风压分布图........................................9

本标准用词说明..............................................................................................13

引用标准名录..................................................................................................14

附:条文说明..................................................................................................15

4

1总则

1.0.1为了规范山东省东部沿海城市建筑工程结构设计的风压取值,贯

彻国家的技术经济政策,满足安全适用、经济合理、保证质量和技术先

进的要求,制定本标准。

1.0.2本标准适用于山东省东部沿海城市建筑工程的风压取值。

1.0.3本标准采用的设计基准期为50年。

1.0.4山东省东部沿海城市建筑工程结构设计的风压取值除应符合本标

准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1基本风压referencewindpressure

风荷载的基准压力,一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min

平均的风速观测数据,经概率统计得出50年重现期最大值确定的风速,

再考虑相应的空气密度,按现行国家规范《建筑结构荷载规范》GB

50009-2012有关公式确定的风压。

2.0.2基本风速referencewindspeed

一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据,

经概率统计得出50年重现期的年平均最大风速。

2

3风压值计算

3.0.1年最大风速统计样本呈极值Ⅰ型(Gumbel)概率分布,年最大风

速概率分布函数按下式计算:

(xu)

P(x)ee(3.0.1-1)

(1)当样本无穷多时,分布参数和u可按下式计算:

1.28255

(3.0.1-2)

ux0.45005(3.0.1-3)

将和u这两个参数带入式(3.0.1-1),得到重现期为T时的最大风

速xT:

1

xTx[0.57722ln(lnPT)](3.0.1-4)

1.28255

式中:x——年最大风速样本;

u——分布的位置参数,即其分布的众值;

——分布的尺度参数;

——样本的标准差;

x——样本的平均值;

——对应重现期为T的最大风速;

P

T——对应重现期为T的保证率。

(2)当由有限样本n的均值x1和标准差1作为x和的近似估计时,根

3

据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中附录E.3节的规定,分布参数

和u可按下式计算:

C

1(3.0.1-5)

1

C

ux2

11(3.0.1-6)

C1

将式(3.0.1-5)和(3.0.1-6)代入式(3.0.1-1)中,可得重现期为T

的最大风速xT:

T

Clnln

2

T1(3.0.1-7)

xTx11

C1

3.0.2计算出10年、50年和100年重现期的最大风速之后,根据风压计

算公式得出相应重现期的风压值:

12

TT(3.0.2-1)

2

式中为当地的空气密度(t/m3),可根据站点所在地的海拔高度按

下式计算:

0.00125e0.0001z(3.0.2-2)

式中:z——海拔高度(m)。

4

4风压取值规定

4.0.150年重现期的风压值(即基本风压)应按本标准表5.0.1给出的风

压值或本标准图6.0.1中的标注值采用。

4.0.2100年重现期的风压值应按本标准表5.0.2给出的风压值或本标准

图6.0.2中的标注值采用。

4.0.310年重现期的风压值应按本标准表5.0.3给出的风压值或本标准图

6.0.3中的标注值采用。

4.0.4对于本标准图6.0.1~图6.0.3中未标注风压值的海岸线、半岛或岛

屿,其风压应比照邻近有标注海岸线、半岛或岛屿的风压值取用。

4.0.5对于靠近县(区)分界线处的工程建设项目,其10年、50年和

100年重现期的风压值,亦可根据相邻县(区)的风压值采用线性插入取

值,但不应小于本标准图6.0.1~图6.0.3中项目所在县(区)的风压标注

值。

5

5山东东部沿海城市各县(区)的风压值

5.0.1山东东部沿海城市50年重现期的风压值见本标准表5.0.1。

表5.0.1山东东部沿海城市各县(区)的50年重现期的风压值(kN/m2)

城市名县(区)风压城市名县(区)风压

环翠区0.65东港区、岚山区0.45

文登区0.55日照市莒县0.40

乳山市0.55五莲县0.40

威海市

荣成市0.60奎文区0.45

荣成市石岛0.60潍城、寒亭、坊子0.40

荣成市成山头0.85昌邑市0.45

芝罘、莱山、福山3高密市0.40

0.55

个区寿光市0.45

潍坊市

牟平区0.55诸城市0.40

蓬莱市0.60安丘市0.35

龙口市0.60昌乐县0.35

烟台市招远市0.55临朐县0.35

栖霞市0.50青州市0.45

莱州市0.50东营区0.50

海阳市0.55河口区0.50

莱阳市0.45东营市垦利区0.50

长岛县0.65利津县0.50

市南、市北、李沧、广饶县0.45

0.60

城阳4个区滨城区0.50

崂山区0.60沾化区0.50

黄岛区0.60无棣县0.50

青岛市

即墨区0.60滨州市阳信县0.50

胶州市0.50惠民县0.50

莱西市0.40博兴县0.45

平度市0.40邹平市0.45

6

5.0.2山东东部沿海城市100年重现期的风压值见本标准表5.0.2。

表5.0.2山东东部沿海城市各县(区)的100年重现期的风压值(kN/m2)

城市名县(区)风压城市名县(区)风压

环翠区0.75东港区、岚山区0.55

文登区0.60日照市莒县0.45

乳山市0.60五莲县0.45

威海市

荣成市0.65奎文区0.50

荣成市石岛0.65潍城、寒亭、坊子0.45

荣成市成山头1.00昌邑市0.50

芝罘、莱山、福山3高密市0.45

0.60

个区寿光市0.50

潍坊市

牟平区0.60诸城市0.45

蓬莱市0.65安丘市0.40

龙口市0.65昌乐县0.40

烟台市招远市0.60临朐县0.40

栖霞市0.55青州市0.50

莱州市0.55东营区0.60

海阳市0.60河口区0.60

莱阳市0.50东营市垦利区0.60

长岛县0.75利津县0.55

市南、市北、李沧、广饶县0.50

0.70

城阳4个区滨城区0.55

崂山区0.75沾化区0.55

黄岛区0.70无棣县0.55

青岛市

即墨区0.65滨州市阳信县0.55

胶州市0.55惠民县0.55

莱西市0.50博兴县0.50

平度市0.50邹平市0.50

7

5.0.3山东东部沿海城市10年重现期的风压值见本标准表5.0.3。

表5.0.3山东东部沿海城市各县(区)的10年重现期的风压值(kN/m2)

城市名县(区)风压城市名县(区)风压

环翠区0.50东港区、岚山区0.35

文登区0.40日照市莒县0.30

乳山市0.40五莲县0.30

威海市

荣成市0.45奎文区0.30

荣成市石岛0.45潍城、寒亭、坊子0.30

荣成市成山头0.60昌邑市0.30

芝罘、莱山、福山3高密市0.30

0.40

个区寿光市0.30

潍坊市

牟平区0.40诸城市0.30

蓬莱市0.45安丘市0.25

龙口市0.45昌乐县0.25

烟台市招远市0.40临朐县0.25

栖霞市0.40青州市0.30

莱州市0.35东营区0.40

海阳市0.40河口区0.40

莱阳市0.35东营市垦利区0.40

长岛县0.50利津县0.40

市南、市北、李沧、广饶县0.30

0.45

城阳4个区滨城区0.40

崂山区0.45沾化区0.40

黄岛区0.45无棣县0.40

青岛市

即墨区0.45滨州市阳信县0.40

胶州市0.35惠民县0.40

莱西市0.30博兴县0.30

平度市0.30邹平市0.30

8

6山东东部沿海城市各县(区)的风压分布图

6.0.1山东省东部沿海城市50年重现期的风压分布图见本标准图6.0.1。

6.0.2山东省东部沿海城市100年重现期的风压分布图见本标准图6.0.2。

6.0.3山东省东部沿海城市10年重现期的风压分布图见本标准图6.0.3。

9

本标准用词说明

1为便于在执行本标准条文时区别对待,对执行标准严格程度的用

词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规

定”或“应按……执行”。

13

引用标准名录

1《建筑结构荷载规范》GB50009-2012;

2《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018。

14

山东省工程建设标准

山东东部沿海城市群风荷载取值标准

StandardforwindloadinShandongProvince’s

easterncoastalcities

DB37/T****—20**

住房和城乡建设部备案号:J****—20**

条文说明

15

编制说明

风荷载是建筑物主要荷载之一,它与地震作用是建筑物常遇的水平

荷载。对于高层建筑、高耸结构、大跨度结构和轻钢结构,风荷载引起

的效应在总荷载效应中占有相当大的比重,甚至起主导作用。山东省东

部沿海城市群属于风荷载影响较大区域,其高层建筑和超高层建筑的水

平荷载大多由风荷载起控制作用,因此风荷载的可靠、合理取值关系到

整个建筑结构设计的合理性和安全性。但是2012年住房和城乡建设部和

国家质量监督检验检疫总局联合发布的国家规范《建筑结构荷载规范》

GB50009-2012,其中山东省的风压值存在如下问题:

(1)规范中的“全国基本风压分布图”显示,在山东省范围内仅有

0.40KN/m2、0.50KN/m2和0.60KN/m2三根等值线(详见图1),无法精

确定位并查询。

图1全国基本风压分布图(仅截取了山东地区)

(2)“全国各城市的风压表”中山东省也仅有23个城市有基本风

16

压值(详见图2),其它没有提及的城市只能参考相邻地区的风压值或者

通过图1的基本风压分布图来近似确定,可操作性低,存在较大的误差,

往往造成不同人员取值不一致的混乱现象,影响建筑结构设计的合理性

和安全性。

图2全国各城市的风压表(仅截取了山东地区)

17

(3)“全国各城市的风压表”中提及的城市,其整个辖区都取同一

数值也未必合适,比如表中青岛市的基本风压(R=50)为0.60KN/m2,

其内陆的平度、莱西等和沿海一线都取同一数值显然有失偏颇。

针对上述问题,本标准编制组采集了山东省东部沿海城市各县(区)

气象观测站1978~2018年的风速观测资料、空气密度、温度、气压、水

汽压、海拔标高等资料,进行重现期分别为10年、50年和100年的风压

值计算,同时考虑了山东省东部沿海城市的地理环境、气候特点、风速

风场的空间关联性和实际工程应用对风压取值的修正,并与现行国家荷

载规范进行比较和广泛征求意见,最终确定了山东省东部沿海城市48个

县(区)风压的合理取值,可应用于山东省东部沿海城市群建筑工程的

设计工作,同时也可为其它行业的风压取值提供参考。本标准的编制具

有重大的推广应用价值和社会效益、经济效益。

为了便于广大设计、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能

够正确理解和执行条文规定,《山东东部沿海城市群风荷载取值标准》编

制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、

依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具

备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的

参考。

18

目录

1总则...........................................................................................................20

2术语...........................................................................................................21

3风压值计算................................................................................................22

4风压取值规定............................................................................................25

5山东东部沿海城市各县(区)的风压值................................................26

6山东东部沿海城市各县(区)的风压分布图........................................26

19

1总则

1.0.1国家现行规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中仅提供了山

东省部分市县的风压值,其它没有提及的市县只能参考相邻地区的风压

值或者通过全国基本风压分布图来近似确定,往往造成不同人员取值不

一致的混乱现象。另外,《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的风荷载

取值,是依据2008年以前的年极值风速数据进行统计而得,近十年来随

着环境的改变极端气候不断出现,有必要将新的气象资料纳入统计范围,

确定新的风荷载取值。为了规范山东省建筑工程结构设计中对不同重现

期的风压取值,并对《建筑结构荷载规范》GB50009-2012进行补充,制

定了本标准。

1.0.2本标准的适用范围限于山东省东部沿海城市工业与民用建筑的结

构设计中不同重现期的风压取值,其中也包括附属于该类建筑的一般构

筑物和围护结构等设计的风压取值。

1.0.4本标准仅给出山东省东部沿海城市各县(区)的风压值,其它与

风荷载相关的设计参数(如地面粗糙度、风压高度变化系数、风荷载体

型系数、风振系数等),尚应遵守国家现行有关标准的规定。

20

2术语

2.0.1本章仅将标准中出现的、人们比较生疏的术语列出,国家标准已

有的有关专业性的术语没有编入。术语的解释,其中有部分是国际公认

的定义,但大部分则是概括性的涵义。同时,还给出了相应的推荐性英

文术语,该英文术语不一定是国际上通用的术语,仅供引用时参考。

21

3风压值计算

3.0.1根据风工程的理论,以及现行国家规范《建筑结构荷载规范》GB

50009-2012的规定,年最大风速统计样本呈极值Ⅰ型(Gumbel)概率分

布,其年最大风速概率分布函数(也就是保证率,或最大风速值不超x

的概率)为公式(3.0.1-1)。

图1极值Ⅰ型概率分布函数图

参数u和可由数学期望Ex和标准差的计算公式推导得到:

(xu)

ee

Exx.q(x)dxxdP(x)xde(xu)(u)de

10.57722

deeudeeu(1)

(xu)

2222e

(xEx)q(x)dx(xEx)dP(x)(xEx)de

0.57722(xu)0.57722

(xu)2dee()2dee()2(2)

6

(1)当样本无穷多时的计算思路:由重现期T可确定对应的保证率PT,

进一步得到保证系数,再代到公式(3.0.1-4)中就可得到重现期为T时

22

的最大风速xT。

考虑到风速资料是离散的,当样本无穷多时,取Exx得:

1.28255

6(3)

0.57722

uxx0.45005

(4)

n

(xx)2

i(5)

i1

n1

将上述式中的和u这两个参数带入式(3.0.1-1),得

1

xTx[0.57722ln(lnPT)]x(6)

1.28255

1

[0.57722ln(lnPT)](7)

1.28255

P

其中,重现期为T的保证率T与重现期T的关系为:PT11/T。

保证系数和保证率P的关系如表1所示:

表1保证系数和保证率P的关系表

0.99990.9990.9950.990.980.950.900.80

6.734.943.683.142.591.871.300.72

(2)当由有限样本n的均值x1和标准差1作为x和的近似估计时,可

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中附录E.3节的规定,分布参

数和u可按下式计算:

C

1(8)

1

CC

ux2x2

111(9)

C1

式中:系数C1、C2按表2采用:

23

表2系数C1、C2选用表

样本数nC1C2样本数nC1C2

201.062830.52355301.112380.53622

251.091450.53086351.128470.54034

将式(8)和(9)代入式(3.0.1-1)中,可得重现期为T的最大风

速xT:

1C2ln(lnPT)

xTuln(lnPT)x11

C1

T

Clnln

2

T1(10)

x11

C1

为了计算统一,10年、50年和100年重现期的风速均取25年的风

速资料作为样本进行计算,对应表2取值为:C1=1.09145,C2=0.53086。

24

4风压取值规定

4.0.1~4.0.3一般情况下,山东省东部沿海城市建筑工程结构设计的风压

取值可直接采用本标准表5.0.1~表5.0.3或本标准图6.0.1~图6.0.3中的

数值。

4.0.4因缺少有关风速资料或已有的风速资料年限不足,使本标准对部

分海岸线、半岛或岛屿的风压无法提供。设计人员可根据工程所在地点

及现场实际情况,比照邻近有标注风压值的海岸线、半岛或岛屿,并结

合以往实际工程经验等综合确定。

4.0.5当相邻县(区)的风压值不同时,对于靠近县(区)分界线处的

建筑工程,设计人员可根据项目所在地点、现场实际情况和建设工程的

重要性程度,采用线性插入取值,但最终采用的风压值不应小于本标准

图6.0.1~图6.0.3中所在县(区)的风压标注值。比如某一项目位于胶州

市(基本风压为0.50KN/m2)靠近黄岛区(基本风压为0.60KN/m2)的位

置,设计时该项目的基本风压可取胶州市和黄岛区的插值0.55KN/m2。但

是如果项目位于黄岛区靠近胶州市的位置,其基本风压应取0.60KN/m2,

不应再取插值的0.55KN/m2。

25

5山东东部沿海城市各县(区)的风压值

6山东东部沿海城市各县(区)的风压分布图

5.0.1~5.0.3、6.0.1~6.0.3根据山东东部沿海城市48个气象观测站从

1978~2018年共41年的风速观测数据,采用现行国家规范《建筑结构荷

载规范》GB50009-2012中的统计分析方法计算出风压理论值,并考虑山

东半岛地形、地貌的空间关联性,结合实际工程的应用情况等因素综合

确定了不同重现期的风压值。现就其确定方法作以下说明:

(1)确定山东省东部沿海城市风压的依据

1)现行国家规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2012;

2)山东省气象局提供的1978~2018年风速仪记录的风速观测资料、

各气象台站空气温度、气压、水汽压等资料;

3)山东省气象局提供的山东省东部沿海城市各县(区)气象台站

地理位置、海拔高度等资料。

(2)山东省东部沿海城市各县(区)的风压值计算

根据风工程的理论,以及现行国家规范《建筑结构荷载规范》GB

50009-2012的规定,采用第3章的有限样本统计计算方法可得到不同重

现期的最大风速,进一步通过风压计算公式(3.0.2-1)得到相应重现期的

风压值。为了计算统一,10年、50年和100年重现期的风速均取25年

的风速资料作为样本进行计算,25年的取值范围是从1978~2018年(因

26

气象系统内部改革,部分站点缺失了个别年份的数据,所以统计数据只

能依次往前推,仍为连续25个测量年的数据)。

(3)山东省东部沿海城市各县(区)气象观测站的地理位置

气象观测站的地理位置和海拔详见表3或图2。

表3山东省东部沿海城市各县(区)气象观测站的地理位置

地市观测站名区站号纬度(度)经度(度)海拔高度(米)

文登5477737.20122.07118.0

威海54774******65.4

乳山5486136.93121.5345.4

威海市

石岛5487136.93122.489.8

成山头5477637.40122.6847.7

荣成54778******61.7

长岛5475137.93120.7339.7

蓬莱5475237.80120.7860.7

莱阳5485236.97120.7354.4

莱州5474937.18119.9548.4

龙口5475337.63120.334.8

烟台市牟平54766******39.1

栖霞5475937.32120.85205.5

海阳5486336.78121.1840.9

烟台5476537.48121.4382.0

招远5475537.33120.38117.8

福山5476437.48121.2353.9

青岛5485736.07120.3277.1

黄岛5494335.88120.0010.4

青岛市

平度5484236.78120.0062.2

胶州5484936.22120.0384.4

27

莱西5485136.9120.5776.9

即墨5485536.38120.4747.8

崂山

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