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1.标准高度的规定:
风速随高度而变化。离地面愈近,由于地表摩擦能量消耗较大,因而风速较小;离地面愈高,能量消耗逐渐减少,因而风速也愈来愈大。因此必须规定一标准高度以便于换算和比较。不同国家有不同的规定,对不同建筑物也有不同的规定。由于我国气象台记录风速仪安装高度大都在8-12m之间,因此我国现行荷载规范对房屋建筑类统一取10m为标准高度,并定义标准高度处的最大风速为基本风速。世界上规定10m为标准高度的国家占大多数,有美国、前苏联、加拿大、澳大利亚、丹麦、法国等国,日本为15m,巴西、挪威为20m。
2.标准地貌的规定:
同一高度的风速还与地貌或地面粗糙度有关。例如大城市市中心,建筑密集,地表愈粗糙,风能消耗愈大,因而风速或风压也愈小。例如海岸附近,平均风速最高,而大城市中心最低。由于粗糙度不同,影响着平均风速或风压的取值,因此有必要为平均风速规定一个共同的标准。GBJ9-87将全国粗糙度等级由TJ9-74的陆海两类改成A、B、C三类,但随着我国城市房屋的高度和密度日益增大,因此对大城市中心地区,其粗糙度程度也有不同程度的提高。大多数发达国家,诸如美、英、日等国家的规范以及国际标准ISO4354和欧洲统一规范EN1991-2-4都将地面粗糙度等级划分四类甚至五类日本。美国ANSI/ASCE7-88将地面分为A、B、C、D四类,A类是高楼密集的中心城区;B类是城区,郊区,有树木的地区,或有密集单个家庭或两个家庭居住房屋分布的地区;C类是稀疏分布高度小于的低矮障碍物的空旷地区;D类是平坦,没有障碍物的地区,以及飓风区以外的海面,也包括泥地,盐地或未破坏的冰面。为适应当前发展形势,我国《建筑结构荷载规范》将地貌按地面粗糙度分为A、B、C、D四类。A类是指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠等,其粗糙度指数取0.12;B类指空旷田野、乡村、从林、丘陵及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区,其粗糙度指数取0.16;C类指有密集建筑群的城市市区,其粗糙度指数取0.22;D类是指有密集建筑物且有大量高层建筑的大城市市区,其粗糙度指数取0.3。粗糙度指数主要根据近年利用高塔和气球的风速观测资料经统计分析得出的。
风速仪大多安装在气象台,而气象台一般不在城市中心,设在周围空旷平坦的地区居多。因此我国与大多数国家一样,标准地貌指空旷平坦地区,在具体执行时,对于城市郊区,房屋较为低矮的小城市,也作标准地貌(B类地貌)处理。
3.公称风速(平均风速)的时距:
公称风速实际是一定时间间隔(时距)内的平均风速。风速是随时间不断变化的,一般来说,时距越短,平均风速越大时距越长,平均风速也就越小。因而如何取值对分析很有影响,通常取一规定时间内平均风速作为计算的标准。根据阵风的特性,每次大风约在1min重一次,阵风的卓越周期约在1min,如以10min为标准,则基本上覆盖个10个周期的平均值,我国标准取平均风速时距为10min。各国平均时距的取值变化很大,日本采用瞬时最大风速,前苏联及东欧国家,为2min,英国、澳大利亚为3秒钟,丹麦、法国取10min,加拿大取1h,美国传统规范采用的是变时距,约为0.5~1min,近两次标准一和修订为3s。正是由于这个原因,致使采用不同的规范计算出的风荷值相差很大。
4.最大风速的样本:
最大风速样本的取法影响着平均风速的数值。若以日最大风速为样本,则一年有365个样本,平时低风速的日子其风速值占很大的权,而最大风速那一天的风速只占1/365的权,因而最大风速的重要性大大降低了,统计出的平均风速必将大大降低。若采用月最大风速,则一年中的最大风速也只占1/12的权重,也降低了最大风速所起的重要性,所得结果也是偏低的。对于工程结构应该能承受一年中任何日子的极大风速,因此应取年最大风速为样本。由于气候重复性关系,采用年最大风速作为样本是较合适的。世界各国包括我国在内,基本上是取年最大风速为统计样本,即每年以一个最大风速记录为一个样本。
5.最大风速的重现期:
实际工程设计时,一般需考虑数十年(如30、50年等)的时间范围内的最大风速所产生的风压,则该时间范围内的最大风速定义为基本风速,而该时间范围可理解为基本风速出现一次所需的时间,即重现期。重现期不同,标准平均风速就不同。这也是各国风压计算相异的主要原因之一。我国现行荷载规范规定重现期为50年,旧规范定为30年。对于高层和高耸结构,该值可定为50年。而美国、日本、英国、丹麦、新加坡、波兰等都将其定为50年。重现期为30年和50年时,其保证概率分别为96.67%和98%。
从概率意义上,该设计标准也可理解为不超过该值的概率或保证率,体现了结构安全度标准。这样,结构的重现期与不超过该设计值的保证率具有一定关系。由于最大风速的样本是以年最大风速为标准,因而重现期也通常以年为单位。
6.大风速的概率分布或概率密度曲线:
为了求出设计最大风速,必须确定重现期或保证率。由于涉及概率计算,因而必须知道最大风速的统计曲线函数,即概率密度函数。这些函数所表达的曲线型式常称为线型。最大风速分布函数国内外都采用固定的数学函数,例如皮尔逊III型分布、极值I型分布、极值II型分布、威布尔分布等来表达。我国及多数国家采用极值I型分布曲线。
基本风压与风剖面、重现期、离地高度等因素有关,对于不同设计安全度的荷载规范,其基本风压亦有较大差别,如桥规与房屋风荷载规范中基本风压明显不同。
由基本风压计算离地面10m高度处风速,最根本的方法要经过两次换算:首先,由规范基本风压及其风剖面换算至大气边界层梯度高度处风速,再由该风速按工程场地处风剖面换算得出离地10m高度处风速。注意,规范规定某一地区风压,给定的风剖面指数与梯度高度同该地区内工程场地相关参数可能有较大不同。
每个地方的基本风压和雪压都不一样啊,找当地设计院问去。
祖哥你要这个是做什么用?做标书?还是设计?我只记得长沙的好像是0.35kN/㎡,株洲应该也差不多,但设计的话好像要考虑50年一遇特殊情况吧,我原来用过一个品茗安全计算软件里好像有。
长沙的好像是0.35kN/㎡,株洲应该也差不多,但设计的话好像要考虑50年一遇特殊情况吧,我原来用过一个品茗安全计算软件里好像有。
建筑结构设计中实际基本风压的模糊确定
建筑结构荷载规范给出的基本风压是在“标准条件”下得到的 ,而实际建筑地点一般都不满足“标准条件” .要得到实际地点的基本风压就需要与标准基本风压作相应的换算 ,这时地貌分类及地面粗糙度指数的确定尤为重要 .引入模糊数学思想 ,利用模糊综合评判法确定实际建筑地点的地面粗糙度指数 ,进一步确定实际地点的基本风压 .结果表明该方法可以接受 ,可供实际工程设计和修订规范时参考
风量风压计算.-风机风压与风量的关系
1 1、机熔除硫管路计算: 风量的计算: 根据设备使用方提供的图纸得知管路的总管(水平管) 尺寸为 Φ600,取总管风速为: 16m/s 风速取值见下表: 除尘风管的最低风速( m/s)(表 F—002) 粉尘 类别 粉尘名称 垂 直 水 平 粉尘 类别 粉尘名称 垂 直 水 平 纤维 粉尘 干锯木、小刨屑纺织尘 10 12 矿物 粉尘 重矿物粉尘 14 16 木屑、刨花 12 14 轻矿物粉尘 12 14 干燥粗刨花、大块干木屑 14 15 灰土、沙土 16 18 潮湿粗刨花、大块干木屑 18 20 干细型沙 17 20 棉絮 8 10 金刚沙、钢玉粉 15 19 麻 11 13 金属 粉尘 钢铁粉尘 13 15 钢铁屑 19 23 石棉粉尘 12 18 铅尘 20 25 矿物 粉尘 耐火粉尘材料 14 17 其它 粉尘 轻质干燥尘末(木加工粉) 8 10 黏
【学员问题】风荷载的基本风压怎样取值?
【解答】基本风压W0是以当地比较空旷平坦地面上离地面10米高平均最大风速为标准。
荷载规范规定,基本风压应按规范附录中给出的50年(n=50)一遇风压采用,但不得小于0.3 KN/㎡,对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体规定。
对于特别重要的高层建筑,目前尚无统一明确的定义,一般可根据《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的设计使用年限和安全等级确定,设计使用年限为100年的或安全等级为一级的高层建筑可认为是特别重要的高层建筑。
对风荷载是否比较敏感,主要与高层建筑的自振特性有关,如结构的自振频率和振型等。对于前几阶振型频率比较密集和振型比较复杂的高层建筑结构,高振型影响不可忽视,因此应适当提高风压取值。为了便于执行,《高规》说明指出,一般情况下,房屋高度大于60m的高层建筑可取100年一遇的风压值;对于房屋高度不超过60m的高层建筑其风压值是否提高,根据结构的侧向刚度确定,侧向刚度较大的就不用提高。
对房屋相互间距较近的建筑群,由于旋涡的相互干扰,房屋的某些部位的局部风压会显著增大,设计时宜考虑其不利影响。群体效应情况比较复杂,荷载规范未给出具体计算方法,一般可将风荷载体型系数进行放大。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
【学员问题】风荷载的基本风压怎么取?
【解答】基本风压W0是以当地比较空旷平坦地面上离地面10米高平均最大风速为标准。荷载规范规定,基本风压应按规范附录中给出的50年(n=50)一遇风压采用,但不得小于0.3 KN/㎡,对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压应适当提高,并应由有关的结构设计规范具体规定。
对于特别重要的高层建筑,目前尚无统一明确的定义,一般可根据《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的设计使用年限和安全等级确定,设计使用年限为100年的或安全等级为一级的高层建筑可认为是特别重要的高层建筑。
对风荷载是否比较敏感,主要与高层建筑的自振特性有关,如结构的自振频率和振型等。对于前几阶振型频率比较密集和振型比较复杂的高层建筑结构,高振型影响不可忽视,因此应适当提高风压取值。为了便于执行,《高规》说明指出,一般情况下,房屋高度大于60m的高层建筑可取100年一遇的风压值;对于房屋高度不超过60m的高层建筑其风压值是否提高,根据结构的侧向刚度确定,侧向刚度较大的就不用提高。
对房屋相互间距较近的建筑群,由于旋涡的相互干扰,房屋的某些部位的局部风压会显著增大,设计时宜考虑其不利影响。群体效应情况比较复杂,荷载规范未给出具体计算方法,一般可将风荷载体型系数进行放大。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
【学员问题】基本风压风压值?
【解答】基本风压是指当地比较空旷平坦地面离地10m高统计所得的多少年一遇的10min平均最大风速为标准,按W0-V02/1600确定的风压值30年。
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,按下面公式:
式中 ——风荷载标准值,kN/㎡;
----高度z处的风振系数; ----风荷载体型系数; ----风压高度变化系数; ----基本风压,kN/m2。
2.当计算维护结构时,按下面公式计算:
式中 ——高度z处的阵风系数。
风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4和0. 基本风压 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年一遇最大值确定的风速,再考虑相应的空气密度,计算确定的风压。其取值可查荷载规范中的“全国基本风压分布图”。由该图可知,我国各地的基本风压值为0.30~0.90kN/㎡. 风压高度变化系数 应根据地面粗糙度类别和离地面或海平面高度查荷载规范表7.2.1确定。地面粗糙度可分为A.B.C.D四类:
A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
C类指有密集建筑群的城市市区;
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
由规范表7.2.1可见,同一高度处,A类地区的风力最大(即大)
D类地区的风力最小( 值小);同一地区,离地面或海平面高度越大,风力也越大 ( 值大)。
风荷载体型系数 取值可查荷载规范表7.3.1.例如下图所示封闭式双坡屋面, 为正表示压力,为负表示吸力。迎风墙面和屋面为风压力,背风面为风吸力。屋面迎风面的 值与屋面坡度大小有关。 系数 、 取值可参见荷载规范,这里不赘述。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。