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体育场牌受风力计算,结构承载力数值?

2020-09-18

国际风力计算公式:
ωk=βzμsμzω0
 
 ωk-----风荷载标准值,kN/m2;
βz----z高度处的风振系数;
μs----风荷载体型系数;
μz----风压高度变化系数;
ω0----基本风压值,kN/m2。

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βz:风振系数是指风对建筑物的作用是不规则的,风压随风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压或平均风压,实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。对于高度较大,刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,在体育场中必须考虑。目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应,在风压值上乘以风振系数。当房屋高度大于30m、高宽比大于1.5时,以及对于构架、塔架、烟囱等高耸结构,均考虑风振。( PS:对于30m以下且高宽比小于1.5的房屋建筑,可以不考虑脉动风压影响,此时风振系数取βz=1.0)

风力等级表

μs:也称空气动力系数,它是风在工程结构表面形成的压力(或吸力)与按来流风速算出的理论风压的比值。它反映出稳定风压在工程结构及建筑物表面上的分布,并随建筑物形状、尺度、围护和屏蔽状况以及气流方向等而异。对尺度很大的工程结构及建筑物,有可能并非全部迎风面同时承受最大风压。对一个建筑物而言,从风载体型系数得到的反映是:迎风面为压力;背风面及顺风向的侧面为吸力;顶面则随坡角大小可能为压力或吸力。8.3.1房屋和构筑物的风载体型系数,可按下列规定采用:1 房屋和构筑物与表8.3.1  中的体型类同时,可按该表的规定采用;2  房屋和构筑物与表8.3.1  中的体型不同时,可参考有关资料采用;3 房屋和构筑物与表8.3.1  中的体型不同且无参考资料可以借鉴时,宜由风洞试验确定;4   对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。

μz:从某一高度的已知风压(如高度为10米的基本风压),推算另一任意高度风压的系数。风压高度变化系数随离地面高度增加而增大,其变化规律与地面粗糙度及风速廓线直接有关。体育场工程结构时应 风荷载 在不同高度处取用对应高度的风压值。
对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表8.2.1 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。

对于山区的建筑物,风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别,由表8.2.1确定外,还应考虑地形条件的修正,修正系数η分别按下述规定采用:
1 对于山峰和山坡,其顶部B 处的修正系数可按下述公式采用:
式中tg α—山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tg α>0.3 时,取tg α=0.3;
k—系数,对山峰取3.2,对山坡取1.4;
H—山顶或山坡全高(m);
z—建筑物计算位置离建筑物地面的高度,m;当z>2.5H 时,取z=2.5H。
对于山峰和山坡的其他部位,可按图8.2.2 所示,取A、C 处的修正系数ηA、ηC 为1,AB 间和BC 间的修正系数按η的线性插值确定。
2 山间盆地、谷地等闭塞地形η=0.75~0.85;
对于与风向一致的谷口、山口η=1.20~1.50。
1. 8.2.3对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物,风压高度变化系数可按A 类粗糙度类别,由表8.2.1 确定外,还应考虑表8.2.3 中给出的修正系数。
地面粗糙度
地面因障碍物形成影响风速的粗糙程度。风(气流)在接近地面运动时,受到树木、房屋等障碍物的摩擦影响,消耗了一部分动能,使风速逐渐降低。这种影响一般用地面粗糙度衡量。地面粗糙度愈大,同一高度处的风速减弱愈显著。一般地面粗糙度可由小而大列为水面、沙漠、空旷平原、灌木、村、镇、丘陵、森林、大城市等几类。
风速廓线
风速随高度的变化曲线(图2)。风速通常随离地面高度增大而增加。增加程度主要与地面粗糙度和温度梯度有关。达到一定高度后,地面的摩擦影响可忽略不计,该高度称为梯度风高度。梯度风高度随地面粗糙度而异,一般约为300~500 米。梯度风高度以内的风速廓线一般可用指数曲线表示。


ω0:基本风压与风剖面、重现期、离地高度等因素有关,对于不同体育场安全度的荷载规范,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, 基本风压的计算 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


体育场牌受力的实际计算要参考以下数值:

位置:沿海、郊区、市区。
楼高:离地面多少高底
受力面:画面体育场以100%计算,体育场以50-60%计算。

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