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1、AS/NZS 1170.2:2002(附1号修正案)澳大利亚/新西兰标准结构设计第2部分: 风力作用第 1 章 综述1.1 范围 本标准涉及风速的确定步骤和受风力作用影响的结构在结构设计中需使用的、由此引起的风力作用,这种风力作用不同于龙卷风造成的风力作用。 本标准包含以下标准范围内的结构:(a) 高度低于200米的建筑物;(b) 屋顶跨度低于100米的结构;(c) 除海上结构、桥梁和输电塔以外的结构。注:1 本标准是上述标准范围内的结构的独立文件。通常,本标准可用于所有结构,但需提供其他信息。风洞试验的指导方针、可靠参考和可供选择参数在结构设计风力作用注释一节的AS/NZS 1170.2附录
2、1(AS/NZS 1170.2:2002附录)中有规定。2 如果结构的自然频率低于1 Hz ,则第6章要求进行动态分析(见第6章)。1.2 应用阅读本标准时,应结合AS/NZS 1170.0一起阅读。本标准可用作证明结构是否遵守澳大利亚建筑标准第B1部分要求的手段。1.3 参考文件本标准中参阅了以下文件:AS4040 薄板屋顶和墙壁包层的试验方法4040.3 第3部分: 旋风地区的抗风压性能AS/NZS1170 结构设计1170.0 第0部分: 一般原则ISO2394 结构可靠性的一般原则4354 风力对结构的作用澳大利亚建筑标准委员会澳大利亚建筑标准1.4 风力作用的确定应确定设计中使用的风
3、力作用值(W),风力作用值应适合结构或结构元件的类型、其预期用途、设计工作寿命和风力作用影响。当按照第2章中详述的步骤使用本标准中规定的值进行测定时,则可以认为满足了本条要求。1.5 单位除了特别说明外,本标准使用国际标准单位的公斤、米、秒、帕斯卡、牛顿和赫兹(kg, m, s, Pa, N, Hz)。1.6 定义本标准中使用的术语定义列在附录A中。1.7 符号本标准中使用的符号列在附录B中。第 2 章 风力作用的计算2.1 综述测定作用在结构和结构元件或建筑物上的风力(W)的步骤应如下:(a) 确定现场风速(见第2.2条);(b) 由现场风速确定设计风速(见第2.3条);(c) 确定设计风压
4、和分布力(见第2.4条);(d) 计算风力作用 (见第2.5条)。2.2 现场风速在地面以上(见图2.1)参考高度(z)处8个基本方向()上所定义的现场风速(Vsit,) 应如下:Vsit, = VR Md (Mz,cat Ms Mt) . . . 2.2其中,VR = 第3章规定的区域性3s阵风风速,单位为米/秒,年超过数概率为1/R;Md = 第3章规定的8个基本方向()上的风向放大系数;Mz,cat = 第4章规定的地形/高度放大系数;Ms = 第4章规定的屏蔽放大系数;Mt = 第4章规定的地势放大系数。通常,风速是在平均屋顶高度(h)处测定的。有些情况下会有所不同,根据适当章节的规定
5、,有时风速是根据结构来测定的。在不知道建筑物方位的情况下,应假定区域性风速是从任意基本方向上都起作用的(即所有方向 Md = 1.0)。2.3 设计风速建筑物正交设计风速(Vdes,)应作为最大基本方向现场风速(Vsit,),它成直线插入方位基点之间,方位基点处于与设想的正交方向成45度的扇面内(见图2.2 和2.3)。注: 就是说,在 = 45 度范围内,Vdes, 等于现场风速(Vsit,)的最大值,是从正北顺时针的基本方向,是与建筑物正交轴所成的角度。在结构为墙壁、板围和网格塔架的情况下,如果设想角度为45,则Vdes,应为Vsit,值,此值处于从设想的45方向22.5的扇面中。对于最终
6、极限状态设计,Vdes,不应低于30米/秒。注: 对于最恶劣的方向,保守的方法是用风速和放大系数对结构进行设计。例如,陡坡上的建筑物,可以轻易地检验出暴露面(朝向陡坡)的VR Md (Mz,cat Ms Mt)是否是最坏情况。另外,为简化设计,此数值可用作建筑物所有方向上的设计风速。 屋顶平均高度 图2.1结构的参考高度图 2.2 风向和建筑物正交轴的关系基本方向注: 在45度的范围内,Vdes,值是Vsit,的最大值,在此处所示情况下,Vdes,值为风速X。图 2.3 Vsit,转化成Vdes,的例子2.4 设计风压和分布力2.4.1 设计风压结构和结构元件的设计风压(p),单位为帕斯卡,应
7、按如下所示进行测定:p = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn . . . 2.4(1)其中p = 正常作用于表面的设计风压,单位为帕斯卡;= pe, pi 或 pn,其符号由用于Cfig评估的Cp值来限定。注: 压力取为正数,表明超过环境压力和负压,表面低于环境压力。air = 空气密度,应取为1.2 kg/m3Vdes, = 建筑物正交设计风速(通常, 根据第2.3条, = 0, 90, 180, 和270)。注: 对于某些应用来说, Vdes,可以是一个单一值或者表示为高度(z)的函数,例如:高大建筑物的迎风墙(25m)。Cfig = 第5部分规定的空气动力形状系数Cd
8、yn = 第6部分规定的动态响应系数(除非结构对风敏感,否则数值为1.0,见第6章)。2.4.2 设计风的分布力结构和结构元件单位面积上设计风的摩擦阻力(f),单位为帕斯卡,应按如下所示测出:f = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn . . . 2.4(2)2.5 风力作用2.5.1 综述AS/NZS 1170.0中使用的风力作用(W)应按照第2.5.2至2.5.5条的规定测定,加速度应按照第2.5.6条规定测定。2.5.2 需考虑的方向应通过对与结构成一条直线的至少四个正交方向上的风进行考虑来获得风力作用。2.5.3 表面或结构元件上的力2.5.3.1 从风压得到的力为了
9、测定风力作用,施加在墙壁或屋顶之类的表面或结构元件上的力(F)(单位为牛顿)应为力的矢量和,它是根据适用于假定区域(A)的压力来计算的,其计算如下F = (pz Az) . . . 2.5(1)其中,pz = 第2.4.1条中计算的设计风压,单位为帕斯卡(作用于表面的正常力), 高度为z。注: 压力符号规定造成正压时力朝向表面,负压时力离开表面。Az = 参考区域,单位为平方米,高度为z, 在此高度上压力(pz)起作用。对于封闭的建筑物,应测出内部压力,使内部压力与外部压力同时起作用,包括局部压力系数的影响(Kl)。应选择将内部和外部压力结合起来最恶劣的情况来进行设计。当考虑到表面压力随高度而
10、变化时,应对区域进行细分,以便将规定压力载送到适当区域 (见第4.2条风速随高度而变化)。2.5.3.2 从摩擦阻力得到的力为了测定风力作用,施加在墙壁或屋顶之类的建筑元件上的力(F)(单位为牛顿)应为力的矢量和,它是根据适用于假定区域的分布摩擦压力来计算的,其计算如下:F = (fz Az) . . . 2.5(2)其中,fz = 第2.4.2条中在高度z处计算的平行于表面的设计摩擦分布力,单位为帕斯卡2.5.3.3 从力系数得到的力附录E和F中涉及到的结构,其形状系数是以力系数的形式限定的,而不是以压力系数的形式规定的。在这些情况下,为了测定风力作用,以牛顿为单位表示的力(F)应按如下所示
11、进行测定:F = (0.5 air) Vdes,2 Cfig Cdyn Aref . . . 2.5(3)其中,Aref = 按照附录F所述,代表石板= l b,代表附录E和附录F中包含的其他结构或结构元件2.5.4 整个结构上的力和力矩为了测定风力作用,应测出作用在整个结构上的全部合力和倾覆力矩,作为建筑物所有表面上外部压力作用的总和。对于系数d/h或d/b (见第5.4条)大于4的矩形封闭建筑物,作用在整个结构上的全部合力应包括按照第5.5条计算的摩擦阻力。对于动态影响,应按照第6章将顺风和侧风反应结合起来进行计算。2.5.5 疲劳敏感元件的性能在C区和D区,在按照本标准测定的、作用于外表
12、面和内表面上的最终极限状态风压的基础上,包层及其连接部分和直接支撑元件应表明其在AS 4040.3中规定的压力序列下的性能。2.5.6 风敏感结构的耐用性对于风敏感烟囱、桅杆和圆形截面杆子(按照第6.1条规定)耐用性的风力作用计算来说,应按照第6章来计算挠度。注: 其他风敏感结构峰值加速度的信息列在附录G中。第 3 章 地区性风速3.1 综述本章节应用于对适合建造结构所在地区的阵风速度进行计算,包括风向的影响。3.2 地区性风速 (VR)对于图3.1中所示地区,在3个二级阵风参数基础上的任意方向的地区性风速(VR)应如表3.1所示,其中R(平均重复周期)是风速年度超过数概率的倒数。适合于结构设
13、计的年度超过数概率值的信息,参见AS/NZS 1170.0。表 3.1地区性风速注: 计算值应四舍五入到最接近的1 m/s。3.3 风向放大系数(Md)3.3.1 A区和W区A区和W区的风向放大系数(Md)应如表3.2所示。3.3.2 B区,C区和D区B区,C区和D区任意方向的风向放大系数(Md)应为如下所述:(a) 测定整个建筑物上的合力和倾复力矩以及测定主要结构元件(抗整个结构倒塌的构件)上的风力作用时,系数为0.95。 (b) 在其他任何情况下,系数为1.0 (包括包层)。3.4 C区和D区系数 (FC, FD)表3.1中所示C区和D区风速包括另外的系数(FC和FD),系数应如下所示:
14、(a) 对于最终极限状态风速, FD = 1.1.(b) 对于最终极限状态风速, FC = 1.05.(c) 对于耐用性极限状态风速, FC 和FD = 1.0.注: 1998至2002年间穿过D区的第5类气旋的频率比历史数据所预测的频率大得多,本标准中的风速便是基于历史数据所预测的频率测定的。当以记录的风速为基础时,采用了本条中的系数,允许在预测C区和D区(热带气旋地区)最终设计风速时可能有的不确定性。这些系数值将来在模拟后可以修改,模拟是在所记录的气旋轨迹的基础上进行的。像这样的分析自然要包含遍及澳大利亚北部沿海(即:C区和D区)的气旋活动。长期气候变化的影响也要包含在内。表 3.2风向放
15、大系数 (Md)第 4 章 现场暴露放大系数4.1 综述本章节应用来对与现场情况有关的暴露放大系数进行计算,它与地形/高度(Mz,cat), 屏蔽(Ms)和地势(Mt)有关。在对地形类别进行评估时,设计应考虑到地形起伏不平的已知将来变化,在对屏蔽进行评估时,设计应考虑提供屏蔽的建筑物的已知将来变化。4.2 地形/高度放大系数(Mz,cat)4.2.1 地形类别定义风是越过地形朝结构流动的,应在下列类别所描述的情况的基础上对地形进行评估:(a) 第1类 障碍物很少或无障碍物的暴露开放地形以及适用性风速下的水表面(b) 第2类 障碍物很少且适当分布的水表面、开放地形、草地,通常,障碍物的高度从1.
16、5米到10米不等。(c) 第3类 有无数紧密分布且分隔开的障碍物的地形,障碍物高度3米到5米,例如:郊区住房。(d) 第4类 有无数大型、高大(10米到30米高)、紧密分布且分隔开的障碍物的地形,例如:大城市的市中心和发展良好的大工业中心。在选择地形类别时,应适当考虑形成表面起伏不平的障碍物的持久性。特别是,在刮风过程中,不能指望用热带气旋地区的植被来保持表面的起伏。4.2.2 地形/高度放大系数(Mz,cat)的测定随地形起伏不平的影响高度(z)而变化的风速变量(地形和结构高度放大系数, Mz,cat) 应从表4.1(A)和表4.1(B)中所示完全展开的剖面图的值中获得。对于高度和地形类别的
17、中间值,使用线性插值。 表 4.1(A)在完全展开的地形中, 阵风速度的地形/高度放大系数适用性极限状态设计所有地区和最终极限状态A1区至A7区, W区和B区注: 对于高度Z和地形类别的中间值, 使用线性插值。表 4.1(B)在完全展开的地形中, 阵风速度的地形/高度放大系数最终极限状态设计仅为C区和D区注: 对于高度Z和地形类别的中间值, 使用线性插值。4.2.3 地形类别的变化如果风穿过地形类别有变化的地面,且此地形类别处于表4.2(A)中规定的结构高度的平均距离内,在对这种风向进行考虑时,地形和结构高度放大系数应作为地平面以上高度Z处结构逆风方向上平均距离的加权平均值(见图4.1(a)。
18、Mz,cat的加权平均数应通过结构逆风方向上每个地形的长度来衡量,考虑到每个地形类别变化的滞后距离。图4.1(b)中对此进行了举例说明。对于在Z高度上的估算,地形变化中包括了下述滞后距离(xi):其中xi = 从一个新地形起伏开始至内层展开高度等于Z的位置的顺风距离(滞后距离);z0,r = 表4.2(B)中所示,在起伏之间的边界,两个粗糙长度中较大的一个;z = 平均局部地平面以上结构的参考高度。注: 滞后距离对于低于15米的高度不构成重要影响。表 4.2(A)结构高度的平均距离表 4.2(B)地形类别的粗糙长度4.3 屏蔽放大系数 (Ms)4.3.1 综述适合于特定方向的屏蔽放大系数(Ms
19、)应如表4.3中所示。当平均逆风地面倾斜度大于0.2或者屏蔽作用不适用于特定风向或者忽略不计时,屏蔽放大系数应为1.0。表 4.3屏蔽放大系数(Ms)注: 对于s的中间值, 使用线性插值。4.3.2 提供屏蔽的建筑物只有当建筑物位于半径为20ht的45 扇区内(对称定位在所考虑的方向周围)并且建筑物的高度大于或等于ht 时,才可利用建筑物来提供屏蔽。4.3.3 屏蔽参数(s)表4.3中的屏蔽参数(s)应通过以下公式来确定:其中ls = 屏蔽建筑物的平均间隔,通过以下公式得到:hs = 屏蔽建筑物的平均屋顶高度bs = 屏蔽建筑物的平均宽度, 垂直于气流h = 平均屋顶高度,在屏蔽结构的地面以上
20、ns = 半径为20h且hs h的45 扇区内逆风屏蔽建筑物的数量4.4 地形放大系数 (Mt)4.4.1 综述地形放大系数(Mt)应按如下所述进行测量:(a) 对于海拔在500米以上的新西兰和塔斯马尼亚岛的现场:Mt = Mh Mlee (1 + 0.00015 E) . . . 4.4(1)其中Mh = 山形放大系数Mlee = 背风(影响)放大系数 (取为1.0, 在新西兰的背风区域除外, 见第4.4.3条) E = 高于平均海拔的现场高度,单位为米(b) 在其他地方,取以下数值中的较大值: (i) Mt = Mh (ii) Mt = Mlee4.4.2 山形放大系数 (Mh)山形放大系
21、数(Mh)应采用1.0, 但图4.2至4.4中所示局部地形区域内的特殊基本方向除外,山形放大系数值应如下所述:(a) 对于 H/(2Lu) 0.05, Mh = 1.0(b) 对于 0.05 H/(2Lu) 0.45, (见图4.4)的 (i) 在分隔带内(见图4.4) (ii) 在局部地形区域内的其他地方(见图4.2 和 4.3),Mh应如方程式4.4(2)所示: 其中 H = 山,山脊或陡坡的高度 Lu = 从山,山脊或陡坡的脊部到脊部下面一半高度水平面的逆风水平距离 x = 结构逆风或顺风到山,山脊或陡坡脊部水平距离 L1 = 长度比例尺,单位为米,用来确定Mh的垂直变化,取0.36 L
22、u 或 0.4 H两者中的较大值 L2 = 长度比例尺,单位为米,用来确定Mh的水平变化,所有类型的地形逆风取4 L1,山和山脊顺风取4 L1,陡坡顺风取10 L1。 z = 平均局部地平面以上结构的参考高度 注: 图4.2, 4.3和4.4是特殊风向下结构的现场截面图。在X和Z为零的情况下,Mh值如表4.4所示。不论本条款的规定如何,倘若远离结构现场的距离超过其海拔高度10倍以上,则可以忽略一切峰值影响。图 4.2 山和山脊注: 对于陡坡而言,从脊部到一定距离处(取3.6 Lu或4 H中较大的那个值)所测量的平均顺风坡度不应超过0.05。 图 4.3 陡坡 图 4.4 坡度大于0.44的分隔
23、带表 4.4脊部的山形放大系数4.4.3 背风放大系数 (Mlee)对于图3.1(b)中所示新西兰背风区域中的现场,应评价背风 (影响) 放大系数(Mlee)。对于其他所有现场,背风放大系数应为1.0。在背风区域内,背风放大系数应只适用于图3.1(b)中所指定的来自基本方向的风。每个背风区域的宽度应为30公里,这个宽度是从山脉开始的下风脊部测量,在指定风向上顺风。背风区域由阴影背风区组成,阴影背风区从背风区域(山脉开始的脊部)的逆风边界延伸12公里,外部背风区域覆盖了剩余的18公里。对于阴影背风区域 (即:山脉脊部12公里内) 内的现场,背风放大系数应为1.35。在外部背风区域内,背风放大系数
24、应使用水平距离通过线性插值来测定,水平距离是从阴影/外部区域边界 (其中,Mlee = 1.35) 到顺风的背风区域边界(其中,Mlee = 1.0)。 注: 在澳大利亚,未对背风区域加以确定。第五章 空气动力形状系数5. 空气动力形状系数 5.1. 概述本章用于计算结构或部分结构的空气动力形状系数(Cfig)。Cfig值用于确定每个表面所施加的压力。为了计算压力,Cfig的符号表示表面或元件上压力的方向(参见图5.1),正值表示作用于表面的压力,负值表示由表面作用的压力(小于环境压力,即吸力)。设计所使用的风力作用效应是诸如封闭建筑物上的内外压力的合成压力等不同压力效应确定的数值总和。第5.
25、3、5.4和5.5提供的数值适用于封闭的矩形建筑物。对于此标准,矩形建筑物包括在平面图上一般由矩形构成的建筑物。建筑物、游离壁,游离屋顶、暴露在外的构件以及其它结构的特例的确定方法在相应的附件中给出。外压力内压力备注:Cfig用于确定所研究表面的一个面的压力。Cfig的正值表示作用于表面的压力,负值表示由表面作用的压力。(a) 压力垂直于封闭建筑物的表面备注:Cfig仅用于确定结构外表面的摩擦阻力。每单位面积的载荷与表面相平行。(b) 封闭建筑物上的摩擦阻力图5.1(部分)Cfig的符号规定备注:Cfig用于确定垂直于墙壁的净压力,由逆风面和顺风面上的表面压力导出。净压力总是垂直于墙壁的纵轴。
26、(c)垂直于墙壁和临时围墙表面的压力备注:Cfig用于确定墙壁两侧的摩擦阻力。每单位面积上的载荷平行作用于墙壁的两个表面。(d)墙壁和临时围墙的摩擦阻力备注:用于确定垂直于屋顶的净压力,由上、下表面的表面压力导出。净压力总是垂直于表面,并且正值代表向下。(e)垂直于独立的屋顶表面的压力备注:Cfig用于确定总的摩擦阻力,由上、下表面上的表面摩擦力导出。每单位面积上的载荷平行作用于屋顶的两个表面。(f)独立屋顶上的摩擦阻力图5.1(部分)Cfig的符号规定5.2. 空气动力形状系数的计算按如下步骤确定特殊表面或一部分表面的空气动力形状系数(Cfig):a) 封闭的建筑物(参见第5章和附件C)-对
27、外压力:Cfig=Cp,eKaKcKlKp 5.2(1)对内压力:Cfig=Cp,iKc, 5.2(2)对摩擦阻力:Cfig=CfKc, 5.2(3)b) 圆形贮仓,筒仓和箱-参见附件Cc) 独立墙,临时围墙,天篷和顶(参见附件D)-对于垂直于表面的压力:Cfig =Cp,n Ka Kl Kp, 5.2(4)对于摩擦阻力:Cfig =Cf 5.3(5)d) 暴露在外表面的结构件、支架和格子形杆架-参见附件E。e) 标志和环形结构-参见附件F其中,Cp,e = 外压力系数Ka =面积换算系数Kc =合成系数Kl =局部压力系数Kp =多孔覆盖层换算系数Cp,i =内压力系数Cf =摩擦阻力系数C
28、p,n= 垂直作用于天篷,独立屋顶、墙壁等表面的净压力系数5.3. 封闭的矩形建筑物的内压力5.3.1. 概述内压力的空气动力形状系数(Cp,i)可以从表5.1(A)和5.1(B)中确定。表5.1(A)适用于开口闭合且墙的通透性占主要地位的设计情况。表5.1(B)适用于开口假定是打开的设计情况。任何情况下,要确定风速的高度为平均屋顶高度(h)。内压力是建筑物外表面相对通透性的函数。表面的通透性可通过在建筑物表面上增加泄露开口(例如,通风孔、窗户缝隙)的面积来计算。5.3.2. 开口假设合成开口提供内压力,内压力和外压力所起的风力作用相反。可能的开口包括门、窗和通风口。在C和D中,由占主要地位的
29、开口引起的内压力适用,除非建筑物外体(窗,门和外墙)表现出能够抵抗相当于一块横截面为100mmX50mm,重量为4公斤,以15m/s的速度且任何角度投掷的木块的冲击载荷。5.3.3. 主要开口如果表面上的所有开口的总和超过同时考虑的其它各个表面上开口的总和,则该表面作为包含主要开口的表面。这不包括正常的表面通透性。备注:主要开口不需要很大,并且可能以作为特殊考虑的设想的形式存在,比如敞开的通风孔,同时所有其它可能的开口均关闭。表5.1(A)带有敞开的内部设计的建筑物的内压力系数(Cpj)-无主要开口的不封闭墙壁的案例条件Cpj表示开口、通透性和风向的示例一面墙通透,其它墙不通透:(a) 迎风墙
30、通透(b) 迎风墙不通透0.6-0.32面或3面墙同样通透,其它墙不通透:(a) 迎风墙通透(b) 迎风墙不通透-0.1,0.2-0.3所有墙同样通透-0.3 或0.0二个中对合力影响更大者有效封闭的且有一个不打开的窗户的建筑物。-0.2 或0.0二个中对合力影响更大者表5.1(B)对于带有敞开的内平面的建筑物的内压力系数(Cp,i)-一个表面上有主要开口主开口对其它墙壁和屋顶表面上的总开口面积(包括通透性)的比值 迎风墙上的主要开口 下风墙上的主要开口侧墙上的主要开口屋顶上的主要开口0.5或更小0.3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.0 1 0.1, 0.2 0.
31、3, 0.0 0.3, 0.0 0.3, 0.15 Cp,e 2 0.7 C p,e 0.7 C p,e 0.7 C p,e 0.7 C p,e30.85 C p,e0.85 C p,e 0.85 C p,e 0.85 C p,e 6或更大C p,eC p,e C p,e C p,e 备注:C p,e是主要开口所在位置上的相关外压力系数。5.4. 封闭的矩形建筑物的外压力5.4.1. 外压力系数()矩形的封闭建筑物表面的外压力系数(),对于墙体,在表5.2(A),5.2(B)和5.2(C)中给出,对于屋顶和附件C中的某些特殊屋顶,在表5.3(A),5.3(B)和5.3(C)中给出。这些表所引用
32、的参数(例如尺寸)规定在图5.2中。 表示风向 对于高度25米的建筑物,迎风墙,W,使用随高度而变化的V,图例:W=迎风U=逆风屋顶坡度S=侧面R=侧风屋顶坡度L=下风D=顺风屋顶坡度h=屋顶平均高度图5.2 矩形封闭建筑物的参数对于下风墙,侧墙和屋顶,风速视为z=h时的数值。屋顶的平均高度可作为基准高度(h)。如果列有2个数值,要为这2个数值设计屋顶。这种情况下,因为紊流,屋顶表面可能以任一个数值为基础。另外,可考虑内外压力的合力(也可参见5.3章)来获得更严格的设计条件。对于屋顶,R(参见图5.2)以及所有的,在利用表5.3(A)和5.3(C)中给定的数值来确定最危险的作用效应时,要考虑以
33、下情况。(a) 表中给出的2个数值中较消极的数值适用于屋顶的两半。(b) 表中给出的2个数值中较积极的数值适用于屋顶的两半。(c) 较消极的数值适用于屋顶的一半,较积极的数值适用于另一半。对于离地的建筑物的下部,可把视为0.8和-0.6。对于在地面以上标高小于高度三分之一的建筑物,在这些数值和0.0之间,按完全没有围墙的下面第一层水平高度与总建筑物高度的比值,使用直线内插法来确定。为了计算下侧的外部压力,对所有的z按h处的数值来确定风速。屋檐下的压力可视为与所考虑的表面之下的相邻墙壁表面上施加的压力相等。表5.2(A)对于矩形封闭的建筑物,墙壁-外压力系数()-迎风墙(W)h外压力系数()25
34、.0m0.8(风速随高度而变化)25.0m对于地面上的建筑物0.8,当风速度随高度变化时,或0.7,当风速按z=h确定时对于离地建筑物0.8(处的风速)表5.2(B)对于矩形封闭的建筑物,墙壁-外压力系数()-下风墙(L),度(参见注示)d/b (参见注示) 外压力系数 (Cp,e) 3h 0.2 表5.3(A)对于矩形封闭的建筑物,屋顶-外压力系数()-对于10的逆风坡(U)和顺风坡(D)和人字形屋顶(R)屋顶形式和坡度距屋顶迎风边的水平距离 外压力系数(Cp,e) 对于人字形屋顶的侧风坡(R)逆风坡(U),顺风坡(D)h/d 0.5(参见注示 1)h/d 1.0(参见注示1)全部 3h 0
35、.2, 0.2 注示:1 对于屋顶坡度和h/d比值的中间值,使用内插法确定。仅可对相同标记的数值进行插补。2 括号中的数值用于插补。表5.3(B)对于矩形封闭的建筑物,屋顶-外压力系数()-逆风坡(U)10屋顶类型和坡度 比值 h/d 外压力系数(Cp,e) 逆风坡, (U) (参见备注) 屋顶坡度, 度 (参见注示) 10152025 30 35 45 10 0.25 0.7, 0.3 0.5, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 0.2, 0.4 0.0, 0.5 0,0.8sin0.5 0.9, 0.4 0.7, 0.3 0.4, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 0.
36、2, 0.4 1.0 1.3, 0.6 1.0, 0.5 0.7, 0.3 0.5, 0.0 0.3, 0.2 0.2, 0.3 注示:对于屋顶坡度和h/d的比的中间值,可使用直线内插法确定.插补仅对于相同标记的数值才可进行。表5.3(C)对于矩形封闭的建筑物,屋顶-外压力系数()-顺风坡(D)10以及四坡屋顶的(R)屋顶类型和坡度 h/d的比值 (参见注示) 外压力系数(Cp,e) 四坡屋顶的侧风坡度 (R)顺风坡度(D)屋面坡度(), (参见注示) 1015 20 25 对任何 10 0.25 0.3 0.5 0.6对于 b/d 3; 0.6 对于3b/d 8; 0.9 0.5 0.5 0
37、.5 0.6 1.0 0.7 0.6 0.6注示:对于屋顶坡度和h/d的比的中间值,可使用内插法确定.插补仅对于相同标记的数值才可进行。5.4.2. 屋顶和侧墙的面积换算系数(Ka)对于屋顶和侧墙,面积换算系数(Ka)在表5.4中给出。对于其它所有情况,Ka可视为1.0。腹地是那些受力被考虑的地方。表5.4面积换算系数(Ka)腹地 (A), m2 (参见注示) 面积换算系数 (Ka) 10 1.0 25 0.9 100 0.8 备注:对于A的中间值,使用直线内插法确定。5.4.3. 合系数(Kc)当作用于一个封闭建筑物的一个或多个表面的风压(例如迎风墙,逆风屋顶,侧墙,内压等)同时对一个主要结
38、构元件施加结构作用效应(例如,元力)时,则表5.5中给出的合系数(Kc)可以用来计算极限外表面和内表面的合力。这一系数不适用于如桁条等包覆层或直接支撑结构。对于所有表面,Kc不小于0.8/Ka(参见5.4.2)。表5.5由2个或更多个建筑物表面对主结构元件施加影响的风压合作用系数设计案例合系数(Kc)示意图(a)当一个单独表面的风力作用对作用效应所起的作用为75%或更多时1.0-(b)来自迎风墙或下风墙的压力与正或负的屋顶压力的合成0.8(c)屋顶正压与内部负压的合成(来自墙上的开口)0.8(d)屋顶或墙壁上的负压与内部正压力的合成0.95(e) 其它所有情况1.0-注示:小于1.0的作用合成
39、系数是可以调整的,因为风压波动很大,并且不会同时发生在建筑物的所有表面上。5.4.4. 覆盖层的局部压力系数(Kl)所有情况下,局部压力系数(Kl)可视为1.0,但是在确定覆盖层、覆盖层固定件、直接支撑覆盖层的元件以及这些构件上的直接固定件上作用的风力的情况除外。对于这些情况,Kl可视为1.0,也可以从表5.6中按指示的区域和位置选取,只要在与外压力和内压力合成时,其作用是最相反的。对于一个以上例子适用的地方,使用表5.6中Kl的最大值。当覆盖层或支撑元件超过表5.6给出的区域a时,数值Kl=1.0适用于该区外施加的风力作用。尺寸a的值如图5.3所示,是0.2b,0.2d或高度(h)的最小值。
40、在可能有相互作用的地方,外压力可视为与表5.3中给定的内压力,与第5.4.1章中屋檐下压力同时起作用,并且要计算合力。表5.6中负压的设计案例是另一种情况,不同时起作用。对于矩形建筑物,在任何情况下,乘积的负极限为-2.0。对于带女儿墙的平或近乎平的屋顶(坡度不大于10度),女儿墙背风处的RA1和RA2位置的Kl数值可以通过乘以表5.6中的女儿墙换算系数来进行修改,Kl在表5.7中给出。表5.6局部压力系数(Kl)设计案例图5.3参考号h (m) 面积, A 接近边Kl 正压迎风墙 WA1 全部A 0.25a 2任何地方1.25 其它所有地方全部 1.0 负压屋顶边缘四坡顶和屋脊,屋顶坡度10靠近迎风墙边缘的侧壁 RA1 RA2 全部全部0.25a2 Aa2 A 0.25 a2 a 0.5a 1.5 2.0 RA3RA4 全部全部0.25a2 Aa2 A 0.25 a2 a 0.5a 1.5 2.0 SA1 SA2 25 0.25a2 Aa2 A 0.25 a2 a 25 A 0.25 a2 0.25 a2 a a 0.5a 1.5 2.0 3.0 其它所有地方全部 1.0 备注:尺寸a和图纸参考号在图5.3中定义。图5.7 女儿墙因素的换算系数h hp (参见注示) 25 m 0.07 h 1.0 0.1 h 0.8 0.2