按老版本规范风荷载标准值计算方法:
1.1风荷载标准值的计算方法
幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算:
w
k =β
gz
μ
z
μ
s1
w
……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]
上式中:
w
k
:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);
Z:计算点标高:15.6m;
β
gz
:瞬时风压的阵风系数;
根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):
β
gz =K(1+2μ
f
)
其中K为地面粗糙度调整系数,μ
f
为脉动系数
A类场地:β
gz =0.92×(1+2μ
f
) 其中:μ
f
=0.387×(Z/10)-0.12
B类场地:β
gz =0.89×(1+2μ
f
) 其中:μ
f
=0.5(Z/10)-0.16
C类场地:β
gz =0.85×(1+2μ
f
) 其中:μ
f
=0.734(Z/10)-0.22
D类场地:β
gz =0.80×(1+2μ
f
) 其中:μ
f
=1.2248(Z/10)-0.3
对于B类地形,15.6m高度处瞬时风压的阵风系数:
β
gz
=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7189
μ
z
:风压高度变化系数;
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地:μ
z
=1.379×(Z/10)0.24
当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;
B类场地:μ
z
=(Z/10)0.32
当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;
C类场地:μ
z
=0.616×(Z/10)0.44
当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;
D类场地:μ
z
=0.318×(Z/10)0.60
当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;
对于B类地形,15.6m高度处风压高度变化系数:
μ
z
=1.000×(Z/10)0.32=1.1529
μ
s1
:局部风压体型系数;
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:验算围护
构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μ
s1
:
一、外表面
1. 正压区按表7.3.1采用;
2. 负压区
-对墙面,取-1.0
-对墙角边,取-1.8
二、内表面
对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
本计算点为大面位置。
按JGJ102-2003第5.3.2条文说明:风荷载在建筑物表面分布是不均匀的,在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料,在上述区域风吸力系数可取-1.8,其余墙面可考虑-1.0,由于围护结构有开启的可能,所以
还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构,《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出
“对封闭建筑物,考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙,以及机械通风等
因素,室内可能存在正负不同的气压,参照国外规范,大多取±(0.2-0.25)的压力系数,现取±0.2”。即不论有无开启扇,均要考虑内表面的局部体型系数。
另注:上述的局部体型系数μ
s1
(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时,局部风压体型系数
μ
s1
(10)可乘以折减系数0.8,当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时,局部风
压体型系数μ
s1
(A)可按面积的对数线性插值,即:
μ
s1(A)=μ
s1
(1)+[μ
s1
(10)-μ
s1
(1)]logA
在上式中:
当A≥10m2时,取A=10m2;
当A≤1m2时,取A=1m2;
μ
s1(10)=0.8μ
s1
(1)
w
:基本风压值(MPa),根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用,但不小于0.3KN/m2,按重现期50年,天津地区取0.0005MPa;
1.2计算支撑结构时的风荷载标准值
计算支撑结构时的构件从属面积:
A=1.2×4=4.8m2
LogA=0.681
μ
s1(A)=μ
s1
(1)+[μ
s1
(10)-μ
s1
(1)]logA
=0.864
μ
s1
=0.864+0.2 =1.064
w
k =β
gz
μ
z
μ
s1
w
=1.7189×1.1529×1.064×0.0005 =0.001054MPa
1.3计算面板材料时的风荷载标准值
计算面板材料时的构件从属面积:
A=1.2×1.1=1.32m2
LogA=0.121
μ
s1(A)=μ
s1
(1)+[μ
s1
(10)-μ
s1
(1)]logA
=0.976
μ
s1
=0.976+0.2 =1.176
w
k =β
gz
μ
z
μ
s1
w
=1.7189×1.1529×1.176×0.0005 =0.001165MPa
按新版本规范风荷载标准值计算方法:
2.1风荷载标准值的计算方法
幕墙属于外围护构件,按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)计算:
w
k =β
gz
μ
s1
μ
z
w
……8.1.1-2[GB50009-2012]
上式中:
w
k
:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa); z:计算点标高:11.7m;
β
gz
:高度z处的阵风系数;
根据不同场地类型,按以下公式计算:
β
gz =1+2gI
10
(z/10)-α……条文说明部分8.6.1[GB50009-2012]
其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为:5m、10m、15m、30m;
A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为:300m、350m、450m、550m;
也就是:
对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;
对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;
对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;
对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;
g:峰值因子,取2.5;
I
10
:10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.14、0.23和0.39;
α:地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.15、0.22和0.30;
对于B类地形,11.7m高度处的阵风系数为:
β
gz
=1+2×2.5×0.14×(11.7/10)-0.15=1.6837
μ
z
:风压高度变化系数;
根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分8.2.1提供的公式计算:
A类场地:μ
z
A=1.284×(z/10)0.24
B类场地:μ
z
B=1.000×(z/10)0.30
C类场地:μ
z
C=0.544×(z/10)0.44
D类场地:μ
z
D=0.262×(z/10)0.60
公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是:
对A类场地:当z>300m时,取z=300m,当z<5m时,取z=5m;
对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m;
对C类场地:当z>450m时,取z=450m,当z<15m时,取z=15m;
对D类场地:当z>550m时,取z=550m,当z<30m时,取z=30m;
对于B类地形,11.7m高度处风压高度变化系数:
μ
z
=1.000×(11.7/10)0.30=1.0482
μ
s1
:局部风压体型系数;
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条:计算围护结构及其连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数μ
s1
:
1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用;
2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取-2.0;
3 其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。
本计算点为墙面大面位置,按如上说明,查表得:
μ
s1
(1)=1
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.4条:计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时,局部体型系数可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用:
1 当从属面积不大于1m2时,折减系数取1.0;
2 当从属面积大于或等于25m2时,对墙面折减系数取0.8,对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6,对其它屋面区域折减系数取1.0;
3 当从属面积大于1m2且小于25m2时,墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数:
μ
s1(A)=μ
s1
(1)+[μ
s1
(25)-μ
s1
(1)]logA/1.4 ……
8.3.4[GB50009-2012]
其中:
μ
s1(25)=0.8μ
s1
(1)
=0.8×1
=0.8
计算支撑结构时的构件从属面积:
A=1.185×5
=5.925m2
当A>25时取a=25,当A小于1时取A=1; LogA=0.773
则:
μ
s1(A)=μ
s1
(1)+[μ
s1
(25)-μ
s1
(1)]logA/1.4
=1+[0.8-1]×0.773/1.4
=0.89
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.5条:计算围护结构风荷载时,建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用:
1 封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2;
2 仅一面墙有主导洞口的建筑物:
-当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时,取0.4μ
s1
;
-当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时,取0.6μ
s1
;
-当开洞率大于0.30时,取0.8μ
s1
;
3 其它情况,应按开放式建筑物的μ
s1
取值;
注:1:主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比;
2:μ
s1
应取主导洞口对应位置的值;
本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面);
因此,计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为:
μ
s1
=0.89+0.2
=1.09
而对直接承受风压的面板结构来说,其局部风压体型系数为:
μ
s1
=1+0.2
=1.2
w
:基本风压值(MPa),根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表
E.5中数值采用,但不小于0.3KN/m2,按重现期50年,天津地区取0.0005MPa;
2.2计算支撑结构时的风荷载标准值
w
k =β
gz
μ
z
μ
s1
w
=1.6837×1.0482×1.09×0.0005
=0.000962MPa 因为w
k <0.001MPa,所以按JGJ102-2003,取w
k
=0.001MPa。
2.3计算面板材料时的风荷载标准值
w
k =β
gz
μ
z
μ
s1
w
=1.6837×1.0482×1.2×0.0005
=0.001059MPa
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)