目 录

1总 论

1.1风对结构的作用

1.2桥梁结构抗风设计方法的进展

1.3风荷载计算方法的进展

1.4应用风荷载规范时的补充问题

参考文献

2风荷载的概率论的处理方法

2.1原始风速资料的处理

2.1.1风速沿高度的变化

2.1.2不同观测次数和时距的换算

2.1.3次时换算的统计分析

2.1.4风速值的空气密度订正

2.1.5缺测资料的处理方法

2.1.6原始数据的处理程序（DORD）

2.2年最大风速及风压的概率分布

2.2.1年最大风速的分布类型概述

2.2.2极值I型与Ⅱ型分布的关系

2.2.3分布曲线拟合度的检验方法

2.2.4顺序统计量的分布及其中值

2.2.5不完全β函数的求值

2.2.6判别最优拟合分布的程序（CHKFIT）的编制

及说明

2.2.7程序的使用及结果分析

2.3基本风压的分布与参数估计

2.3.1重现期与风压T年期望值的关系

2.3.2极值I型与极值Ⅱ型分布的参数估计

2.3.3参数估计的程序实现及T年重现期的风压期

望值

2.3.4极值的渐近分布

参考文献

3脉动风的影响

3.1概 述

3.2脉动风的频率分布与紊流强度

3.3脉动风的极值分布

3.4脉动风的相关函数与功率谱

3.4.1相关函数

3.4.2功率谱

3.5风压脉动系数

3.6阵风系数

3.6.1阵风系数

3.6.2阵风风压分布系数

参考文献

4空气力系数

4.1概 述

4.2钝体绕流特性

4.2.1边界层的概念

4.2.2绕流的流动分离与再附着

4.2.3钝体绕流的尾流和旋涡流动

4.3影响空气力系数的因素

4.3.1结构物的截面特性

4.3.2结构物在流场中的姿态

4.3.3三维流效应

4.3.4摩擦效应

4.3.5紊流度的影响

4.3.6动态效应

4.3.7干涉效应

4.3.8尺寸效应

4.4典型构件与桥梁截面的空气力系数

4.4.1实腹与薄壁截面的阻力与升力系数

4.4.2实腹双截面的阻力与升力系数

4.4.3桁架的阻力系数

4.4.4桥梁结构截面的空气力系数

4.5风洞实验

4.5.1风洞实验的相似律与模型设计

4.5.2实验设备

4.5.3试验方法与数据处理

4.5.4实验结果与分析

参考文献

5风压沿结构物的变化

5.1概 述

5.2平均风沿高度的变化

5.2.1对数分布

5.2.2指数分布

5.2.3风压高度变化系数

5.3风压沿长度的变化

5.3.1脉动风速的空间相关性

5.3.2空间相关与紊流尺度

5.3.3风压沿横向的变化

参考文献

6桥梁设计风荷载

6.1普通桥梁结构标准风载计算方法及参数

6.1.1概 述

6.1.2横向标准风载

6.1.3纵向标准风载

6.1.4竖向标准风载

6.1.5标准设计的风载标准强度

6.1.6桥梁架设时应考虑的风荷载

6.2风向对年最大风速及风压分布参数计算的影响

6.2.1概 述

6.2.2气象台站的选取

6.2.3气象资料的选取

6.2.4原始风速资料的处理

6.2.5沿风向年最大风速的概率分布

6.2.6风向对结构设计的影响

6.2.7不同重现期年最大风压之间的比例关系

附件 经一致化处理后的上海气象台沿风向年最大

风速

参考文献

7附 录

附录I桥梁风荷载规范部分建议条文

附录Ⅱ桥梁风荷载规范部分建议条文说明

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内 容 简 介

本书详细的介绍了有关风荷载计算的一般理论，如风荷载的

概率论处理方法，极值渐近分布理论，气动力学一般理论，风洞实

验方法简介，风压沿结构的分布等。对工程实际问题，介绍了桥梁

设计风荷载的计算理论及方法。本书理论结合实际，一些新的方法

都是结合我国具体情况提出的。适合于桥梁与结构工程技术人员

及高等学校师生参考。

在一般房屋设计中只考虑稳定风压，只有在设计刚度较小建筑物如高层建筑物和柔性构筑物，如电视塔、广播塔、微波塔、冷却塔、桅杆、输电塔、炼油塔等时，才必须考虑脉动风压(即风振)。因此，风荷载是基本风压(W₀)、风载体型系数(μ_s)、风压高度变化系数(μ_z)、风振系数(β)的乘积。即：

W=W₀μ_sμ_zβ2100433B

垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：

1 当计算主要承重结构时,按式：wk=βzμsμzWo

式中wk—风荷载标准值(kN/m2)；

βz—高度z 处的风振系数；

μs—风荷载体型系数；

μz—风压高度变化系数；

Wo—基本风压(kN/㎡)。

2 当计算围护结构时，按式：wk=βgzμslμzWo

式中βgz—高度z 处的阵风系数；

μsl--风荷载局部体型系数。

建筑结构的风致灾害现象时有发生,但主体结构的风毁现象相对少见,主要体现为围护结构的风致破坏。然而，大量实测和风洞试验结果表明，目前世界上主要国家的风荷载规范以及常用计算方法都可能低估了围护结构的风荷载,且均未基于全概率的思想去分析风荷载在建筑全寿命期的失实概率。本课题基于强风风速和建筑表面风压系数的方向性和随机性特征,对建筑围护结构风荷载的概率分布进行了分析,从而给出了给定重现期的风荷载估算方法。 本课题的主要研究内容主要包括四个方面。（1）基于上海浦东机场风工程研究实测基地的足尺建筑模型的实测数据和建筑缩尺模型的测压风洞试验结果，研究了建筑风致内压的变化规律, 包括建筑表面开洞位置、开洞大小、开洞方式和背景孔隙等多种因素的影响,并深入研究了建筑风致内压的风洞试验模拟技术以及Helmholtz共振问题。（2）基于风工程研究实测基地的风速及风压实测数据,结合缩尺模型测压风洞试验数据，研究了建筑风致外压系数的特征, 包括风向影响,概率分布特征,非高斯性,以及其极值计算方法,建筑表面特征的影响等多个方面。（3）利用风工程研究实测基地及上海环球金融中心大楼顶部风速观测系统的风速风向观测数据时程,研究了自然风的湍流度、功率谱、相关性等强风结构特征。利用从国家气象部网站（http://cdc.cma.gov.cn/）和国际气象网站（http://www7.ncdc.noaa.gov/CDO/dataproduct）上收集到的中国各地风速风向长期观测数据，研究了我国的强风风速风向概率分布及相关性特性，给出风速风向概率密度参数。（4）开发了建筑围护结构风荷载的全概率评估方法。该方法从概率统计的角度考虑强风风速和结构风压系数两方面参数的方向性和随机性,给出的给定重现期围护结构设计风荷载在概率统计意义上是准确的。 本课题的研究成果为建筑结构围护结构设计风荷载的准确估算提供了方法和基础数据, 使得建筑结构设计在保证安全性的同时更加经济合理,使得结构设计人员对风荷载的认识更加深入系统。 2100433B