眾所周知，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，均參考了發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)結(jié)果，包括美國(guó)，日本，加拿大等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我們采用的以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，是世界通用的設(shè)計(jì)理論，荷載分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法則與美國(guó)等主要發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)方法一致，PKPM 系列結(jié)構(gòu)分析軟件更是吸收了最先進(jìn)的有限元空間分析法，能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜形體建筑進(jìn)行精確三維分析，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。因此，根據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其安全度在世界許多國(guó)家和地區(qū)均可得到承認(rèn)。各行各業(yè)均有按中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)完成的EPC 項(xiàng)目，包括水泥，化工，交通，能源等諸多行業(yè)。GB 系列建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的英文版已經(jīng)發(fā)行，PKPM‐E 也已經(jīng)面世，這使得國(guó)際工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)可以更好的與國(guó)際接軌，中國(guó)工程師與各國(guó)工程師之間的交流與溝通變得更加容易。

 

　　然而，在具體的工程設(shè)計(jì)中，依然暴露了一些分歧。比如不同規(guī)范中關(guān)于荷載組合系數(shù)的差異，材料技術(shù)性能和試驗(yàn)要求的差異，鋼筋搭接長(zhǎng)度和構(gòu)造的差異等。國(guó)外項(xiàng)目中關(guān)于設(shè)計(jì)基本風(fēng)速取值的爭(zhēng)論引起了廣泛的關(guān)注。在國(guó)外項(xiàng)目合同中，業(yè)主或咨詢機(jī)構(gòu)均提出了最大設(shè)計(jì)風(fēng)速，例如Maximum wind speed 160km/h。這個(gè)風(fēng)速換算為風(fēng)速壓力約等于1.24KN/M2。從GB50009‐2001“建筑風(fēng)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范”D.4“全國(guó)各城市的雪壓和風(fēng)壓值”表分析，按照50 年一遇最大風(fēng)速看，國(guó)內(nèi)能達(dá)到這個(gè)風(fēng)壓的地區(qū)非常少。浙江省嵊泗1.30KN/m2，嵊山1.5KN/m2，象山縣石浦1.20KN/m2，福建省平潭1.30KN/m2，東山

1.25KN/m2，新疆博樂(lè)市阿拉山口1.35KN/m2，海南省西沙島1.80KN/m2，珊瑚島1.10KN/m2，臺(tái)灣宜蘭1.85KN/m2，馬公1.30KN/m2。這些地區(qū)有的是海島，有的是山口，經(jīng)常有暴風(fēng)出現(xiàn)。內(nèi)陸絕大部分地區(qū)風(fēng)壓在0.5KN/m2 以下。一些欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集年限一般不長(zhǎng)，有些國(guó)家由于歷史或技術(shù)原因，沒(méi)有氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。這些國(guó)家的工程項(xiàng)目，

業(yè)主或咨詢機(jī)構(gòu)提供的場(chǎng)地氣象數(shù)據(jù)可能來(lái)自于別國(guó)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，或借鑒別國(guó)的數(shù)據(jù)，其準(zhǔn)確性不可靠。例如中東各國(guó)，咨詢機(jī)構(gòu)要求EPC 項(xiàng)目以160Km/h 最大風(fēng)速作為基本設(shè)計(jì)風(fēng)速。如果用這個(gè)最大風(fēng)速按照中國(guó)規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，或直接輸入PKPM 進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)荷載效應(yīng)特別大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面偏大，配筋偏高，輕型結(jié)構(gòu)屋面檁條很密，鋼結(jié)構(gòu)重量很大。

 

　　為了使建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于風(fēng)荷載設(shè)計(jì)參數(shù)取值進(jìn)行詳細(xì)研究顯得異常迫切。本文對(duì)美國(guó)規(guī)范ASCE7‐2005 MINIMUM DESIGN LOADS FORBUILDINGS AND OTHER STRUCTURES 關(guān)于風(fēng)荷載條款進(jìn)行分析，找出GB50009‐2001 與ASCE7‐2005 的異同，為國(guó)際EP 項(xiàng)目及EPC 項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)參考。

　　ASCE7‐2005 荷載組合公式：

　　1. 1.4(D+F)

　　2. 1.2(D+F+T)+1.6(L+H)+0.5(Lr or S or R)

　　3. 1.2D+1.6(Lr or S or R)+(L or 0.8W)

　　4. 1.2D+1.6W+L+0.5(Lr or S or R)

　　5. 1.2D+1.0E+L+0.2S

　　6. 0.9D+1.6W+1.6H

　　7. 0.9D+1.0E+1.6H

D—恒載

L—活載

Lr—屋面活載

F—穩(wěn)定的流體荷載，產(chǎn)生壓力的流體高度固定

H—土體，地下水，或散料側(cè)壓力

E—地震荷載

S—雪荷載

R—降雨荷載

T—自身應(yīng)力產(chǎn)生的荷載

　　可以看出，ASCE 對(duì)于風(fēng)荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.6, 組合值系數(shù)為0.8，比GB50009‐2001 對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)1.4, 組合值系數(shù)0.6 高。

 

　　ASCE7‐2005 規(guī)定，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)可按照三種方式進(jìn)行，第一種為簡(jiǎn)化計(jì)算，第二種為分析模式，第三種為風(fēng)洞試驗(yàn)。每種分析方式又區(qū)分主要受力結(jié)構(gòu)(Main Wind Force Resisting Structure)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)(Components & Cladding)。

 

　　ASCE 規(guī)定，滿足以下條件的建筑物可按照簡(jiǎn)化方式計(jì)算風(fēng)荷載，各風(fēng)荷載系數(shù)和不同風(fēng)速下不同部位的壓力均可查表直接得出。

　　對(duì)于主要受力構(gòu)件簡(jiǎn)化計(jì)算，應(yīng)滿足以下條件：

　　1、 建筑簡(jiǎn)單分隔，即風(fēng)荷載直接通過(guò)樓面或屋面?zhèn)鬟f給主要受力構(gòu)件；

　　2、 低矮建筑，即建筑高度不超過(guò)18m，且平均屋面高度不超過(guò)建筑寬度和高度的最小值；

　　3、 建筑為封閉式， 并滿足颶風(fēng)碎片相關(guān)規(guī)定（颶風(fēng)碎片區(qū)域建筑，門窗玻璃必須作相應(yīng)防護(hù)，否則按照開孔處理）；

　　4、 建筑或結(jié)構(gòu)體形規(guī)則；

　　5、 建筑為非彈性建筑。建筑基本自振周期大于或等于1s 為彈性建筑，否則為剛性建筑。

　　6、 建筑沒(méi)有產(chǎn)生以下效應(yīng)的特征：穿堂風(fēng)，渦流脫落，馳振或擺動(dòng)產(chǎn)生失穩(wěn)。建筑也不位于可能產(chǎn)生隧道效應(yīng)或振動(dòng)進(jìn)而需要特別分析的場(chǎng)地內(nèi)。

　　7、 建筑在兩個(gè)方向的截面近似對(duì)稱，人字形屋面或凹形屋面坡度小于或等于45 度；

　　8、 建筑不會(huì)受到扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載作用，或扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載在結(jié)構(gòu)計(jì)算中不起控制作用。

　　ASCE 規(guī)定，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算，應(yīng)滿足以下條件：

　　1、 平均屋面高度小于或等于18m；

　　2、 建筑為封閉式， 并滿足颶風(fēng)碎片相關(guān)規(guī)定；

　　3、 建筑或結(jié)構(gòu)體形規(guī)則；

　　4、 建筑沒(méi)有產(chǎn)生以下效應(yīng)的特征：穿堂風(fēng)，渦流脫落，馳振或擺動(dòng)產(chǎn)生失穩(wěn)。建筑也不能位于可能產(chǎn)生隧道效應(yīng)或振動(dòng)進(jìn)而需要特別分析的場(chǎng)地內(nèi)。

　　5、 建筑為平屋面，或坡度不大于45 度的人這字形屋面，或坡度不大于27 度的凹形屋面。

 

　　ASCE7‐2005 風(fēng)荷載計(jì)算第二種方法為分析法，滿足以下條件的建筑，均可用分析法確定風(fēng)荷載：

　　1、 建筑或結(jié)構(gòu)體形規(guī)則；

　　2、 建筑沒(méi)有產(chǎn)生以下效應(yīng)的特征：穿堂風(fēng)，渦流脫落，馳振或擺動(dòng)產(chǎn)生失穩(wěn)。建筑也不能位于可能產(chǎn)生隧道效應(yīng)或振動(dòng)進(jìn)而需要特別分析的場(chǎng)地內(nèi)。

　　不能滿足方法一和方法二規(guī)定條件的建筑，或者位于特殊場(chǎng)地下的建筑，其風(fēng)荷載應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。能用簡(jiǎn)化方法計(jì)風(fēng)荷載的建筑，也可以用分析法設(shè)計(jì)風(fēng)荷載。

 

　　ASCE 規(guī)定的基本風(fēng)速(Basic wind speed)，為C 類場(chǎng)地10m 高度處3 秒鐘陣風(fēng)風(fēng)速。這與我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)10 分鐘平均風(fēng)速有較大差異，也是影響設(shè)計(jì)結(jié)果的關(guān)鍵。在世界上，除中國(guó)采用10min 平均最大風(fēng)速作為設(shè)計(jì)基本風(fēng)速外，既有采用3s 陣風(fēng)風(fēng)速作為基本設(shè)計(jì)風(fēng)速的，也有采用10 分鐘平均風(fēng)速的國(guó)家，還有采用1 小時(shí)平均風(fēng)速的國(guó)家。

 

表1‐1 主要國(guó)家規(guī)范中基本風(fēng)速取樣時(shí)距表

　　ASCE 場(chǎng)地類別，即地表粗糙度類別劃分：

　　B 類：城區(qū)，郊區(qū)，有樹木的地區(qū)，或有密集單個(gè)家庭或兩個(gè)家庭居住房屋分布的地區(qū)；

　　C 類：稀疏分布高度小于9.1m 的低矮障礙物的空曠地區(qū)；

　　D 類：平坦，沒(méi)有障礙物的地區(qū)，以及颶風(fēng)區(qū)以外的海面，也包括泥地，鹽地或未破壞的冰面。

 

　　可見，ASCE 場(chǎng)地類別劃分與GB50009‐2001 基本一致，只是類別編碼相反，ASCE 的D類場(chǎng)地相當(dāng)于GB50009 的A 類，ASCE 的C 類場(chǎng)地相當(dāng)于GB20009 的B 類，ASCE 的B 類場(chǎng)地相當(dāng)于GB50009 的C 類，而GB50009 的D 類場(chǎng)地，即高層建筑密集且建筑高度較大的中心城區(qū)，在ASCE 中應(yīng)歸類為需要特殊研究的A 類場(chǎng)地，即高樓密集的中心城區(qū)。

 

　　ASCE 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)有兩個(gè)基本概念，風(fēng)速度壓力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)壓。

　　風(fēng)速壓力(Velocity pressure)

　　qz=0.613Kz.Kzt.Kd.V2 .I (N/m2) (6‐15)

　　Kz—風(fēng)速壓力暴露系數(shù)，對(duì)應(yīng)于GB50009 的風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz，但Kz<μz。通過(guò)下表1‐2, 1‐3, 1‐4, 1‐5，可以發(fā)現(xiàn)Kz 與μz 關(guān)系。

 

表1-2  ASCE  Velocity Pressure Exposure Coefficient Kz and Kh　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　 場(chǎng)地類別按照ASCE7‐2005 第6.5.6.2 條劃分。

　　　　　　　　　 Case 1 為建筑受單向風(fēng)均勻作用，無(wú)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；

　　　　　　　　　 Case 2 為建筑受0.75 單項(xiàng)風(fēng)作用，考慮0.15B 偏心作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；

　　　　　　　　　 對(duì)于規(guī)則形體建筑結(jié)構(gòu)，一般僅考慮Case 1 情況。

 

表1-3  GB50009-2001  表7.2.1 風(fēng)壓高度變化系數(shù) μz

                                     場(chǎng)地類別按照GB50009‐2001 7.2.1 條劃分。

 

表1‐4 Kz/μz ASCE 與GB50009 風(fēng)壓高度變化系數(shù)的比值

 

                                       場(chǎng)地類別按照GB50009‐2001 7.2.1 條劃分。

 

表1‐5 Kz/μz ASCE 與GB50009 風(fēng)壓高度不變化系數(shù)比值的平均值

            場(chǎng)地類別按照GB50009‐2001 7.2.1 條劃分。

 

　　可見，ASCE 的風(fēng)速高度變化系數(shù)比GB50009‐2001 的風(fēng)壓高度變化系數(shù)小，高度越高，Kz/μz 比值越小。

　　Kd—風(fēng)向調(diào)整系數(shù)，GB50009‐2001 中無(wú)此項(xiàng)。該系數(shù)是對(duì)風(fēng)速的折減，該系數(shù)對(duì)于矩形煙囪，儲(chǔ)存罐取0.90，其它形狀煙囪，儲(chǔ)存罐取0.95，十字形絎架截面取0.95，對(duì)于其它建筑物取0.85。該系數(shù)僅當(dāng)風(fēng)荷載與其它荷載進(jìn)行組合設(shè)計(jì)時(shí)采用，如果只有風(fēng)荷載作用，Kd=1.0。

　　V—基本設(shè)計(jì)風(fēng)速，即3s 陣風(fēng)風(fēng)速

　　I—建筑重要性系數(shù)。ASCE 按照建筑功能和破壞后果嚴(yán)重性，將建筑分為四個(gè)等級(jí)，I級(jí)為次要建筑，I=0.87，II 級(jí)為一般建筑，I=1.0，III 級(jí)為重要建筑，I=1.15，IV 級(jí)為特別重要建筑，I=1.15。這個(gè)系數(shù)在GB50009‐2001 中已經(jīng)考慮，對(duì)于一般工業(yè)與民用建筑，重要性系數(shù)取1.0，與ASCE 一致。

 

　　主體結(jié)構(gòu)風(fēng)壓

　　P=q.G.Cp‐qi.G.Cpi (6‐17)

 

　　對(duì)于建筑整體計(jì)算，不考慮內(nèi)部壓力，則

　　P= q.G.Cp

 

　　維護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)壓

　　P=qh(G.Cp‐GCpi) (6‐22)

　　計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，G.Cp 作為一個(gè)系數(shù)，根據(jù)不同部位查表獲得。此時(shí)可認(rèn)為陣風(fēng)系數(shù)G=1.0。

 

　　q—建筑外部風(fēng)壓，迎風(fēng)面取高度z 處的風(fēng)速壓力，背風(fēng)面取平均屋面高度h 處的風(fēng)速壓力；

　　qi—建筑內(nèi)部風(fēng)壓，一般取屋面高度h 處的壓力；

　　Cp—外部壓力系數(shù)，對(duì)于墻體，迎風(fēng)面取0.8, 背風(fēng)面按照建筑長(zhǎng)度與寬度比值L/B 取不同數(shù)值。

 

　　當(dāng)風(fēng)作用于建筑尺寸B 面時(shí)，

　　L/B＝0‐1, Cp=‐0.5

　　L/B=2, Cp=‐0.3

　　L/B>=4, Cp=‐0.2

　　側(cè)面墻體風(fēng)壓系數(shù)Cp=‐0.7

 

　　可以看出，Cp 相當(dāng)于GB50009‐2001 7.1.1‐1 中的體形系數(shù)μs，取值也與GB 一致，只是增加了不同建筑長(zhǎng)寬比時(shí)的背風(fēng)面負(fù)壓力系數(shù)。ASCE 考慮建筑平行于風(fēng)方向尺寸與迎風(fēng)尺寸比例越大，背風(fēng)面所受吸力越小。

 

　　G—陣風(fēng)系數(shù)。這個(gè)系數(shù)是與GB50009‐2001 差異的關(guān)鍵。ASCE 公式6‐4—6‐14 給出了剛性建筑和柔性建筑的陣風(fēng)系數(shù)計(jì)算方法。為了獲得ASCE 陣風(fēng)系數(shù)的取值范圍，有必要通過(guò)一些建筑模型來(lái)計(jì)算和分析G 值。假設(shè)這些建筑都是規(guī)則矩形截面，全封閉，平屋頂，場(chǎng)地類別ASCE‐C。

 

表1‐6 不同建筑模型陣風(fēng)系數(shù)G

 

　　ASCE 對(duì)于陣風(fēng)系數(shù)的定義與GB50009‐2001 相反，對(duì)于維護(hù)結(jié)構(gòu)G=1.0，主體結(jié)構(gòu)G<1，原因是ASCE 以最大陣風(fēng)風(fēng)速作為基本設(shè)計(jì)風(fēng)速。而GB50009‐2001 以10min 平均風(fēng)速作為基本設(shè)計(jì)風(fēng)速，對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行陣風(fēng)修正，效果與ASCE 是相同的。這也反映出，不可以直接將3s 最大風(fēng)速作為中國(guó)規(guī)范的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，而應(yīng)該予以折減。具體折減系數(shù)取多少合理，可以通過(guò)ASCE7‐2005 和GB50009‐2001 風(fēng)壓計(jì)算公式比較分析。

 

　　ASCE 中，P= q.G.Cp，q=0.613Kz.Kzt.Kd.V2 .I，則P=0.613Kz.Kzt.Kd.V2 .I.G.Cp (N/m2)

　　GB5009‐2001 中，Wk=η.βz.μs.μz.w0

　　GB50009‐2001 7.4 規(guī)定，建筑自振周期大于0.25S，或建筑高度大于30m，高寬比B/H>1.5m 的高柔建筑，應(yīng)考慮順風(fēng)振動(dòng)效應(yīng)βz（βz>1）。而ASCE7‐2005 規(guī)定建筑自振周期T>1S 時(shí)才算柔性結(jié)構(gòu)，這兩者差別較大。

　

　　GB50009‐2001 對(duì)于βz 的計(jì)算比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化分析，本文假設(shè)βz=1.0，這樣對(duì)于本文分析結(jié)果是偏于安全的。

根據(jù)上述分析可以發(fā)現(xiàn)ASCE7‐2005 用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的風(fēng)壓P 與GB50009‐2001 的WK 之間有三處差別：

　　1、 ASCE 考慮風(fēng)速方向系數(shù)Kd =0.85，GB50009‐2001 無(wú)此項(xiàng)；

　　2、 ASCE 風(fēng)壓高度變化系數(shù)KZ 比GB50009‐2001 的μz 小，見表1‐5 比值；

　　3、 ASCE 計(jì)算主體結(jié)構(gòu)考慮陣風(fēng)系數(shù)G<1，而GB50009‐2001 計(jì)算主體結(jié)構(gòu)時(shí)陣風(fēng)系數(shù)為1.0。

 

　　設(shè)P=Wk，假定βz=1.0，μs＝Cp，η=Kzt，I=1.0，G 值取表1‐6 數(shù)據(jù)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)Kz/μz 取表1‐5 比值，可以推算出V10min 與V3s 的相應(yīng)比值。

表1‐7 V10min / V3s 比值

　　　　　　　　　場(chǎng)地類別按照GB50009‐2001 7.2.1 條劃分。

 

　　例如，如果已知場(chǎng)地陣風(fēng)風(fēng)速為160Km/h，建筑高度為40m，場(chǎng)地類別B，根據(jù)表1‐7可以計(jì)算出按照GB50009‐2001 進(jìn)行風(fēng)荷載設(shè)計(jì)所需要的基本風(fēng)速為0.79x160Km/h=126.4Km/h，設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓W0=0.77KN/m2。

 

　　應(yīng)當(dāng)注意，

　　1、 表1‐7 并非根據(jù)氣象資料分析得出，與實(shí)際情況可能有較大差別。表1‐7 只是為缺乏10min 平均風(fēng)速氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)條件下按照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB50009‐2001 進(jìn)行結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)提供依據(jù)，使計(jì)算結(jié)構(gòu)盡量接近ASCE 要求。

 

　　2、 表1‐7 給出的10min 風(fēng)速與3s 風(fēng)速比值考慮了風(fēng)向系數(shù)Kd=0.85，而ASCE 規(guī)定，如果結(jié)構(gòu)只承受風(fēng)荷載，如圍護(hù)墻墻板和檁條，女兒墻，屋檐，輕質(zhì)屋面檁條等，Kd=1.0。因此，表1‐7 僅使用于主體結(jié)構(gòu)計(jì)算。對(duì)于維護(hù)結(jié)構(gòu)，建議直接采用3s 風(fēng)速作為基本設(shè)計(jì)風(fēng)速按照GB50009‐2001 設(shè)計(jì)，取陣風(fēng)系數(shù)等于1.0，按照不同部位的體形系數(shù)和風(fēng)壓高度變化系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可以按照表1‐5 進(jìn)行折減。

 

　　另?yè)?jù)廣東省深圳，汕頭，汕尾，惠來(lái)，電白，南雄，韶關(guān)，湛江，徐聞等九個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)氣象臺(tái)1995‐1999 風(fēng)速統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析顯示，日極大風(fēng)速與10min 平均風(fēng)速之間有相關(guān)性，可以建立回歸評(píng)估方程。這九個(gè)地區(qū)的50 年一遇基本風(fēng)壓在0.70KPa‐0.85Kpa 之間，即V10min在33m/s‐37m/s 之間。在已知日極大風(fēng)速條件下，可以根據(jù)回歸方程推算10min 平均風(fēng)速，也可以在已知10min 平均風(fēng)速條件下，根據(jù)回歸方程推算日極大風(fēng)速，以此判斷觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性。設(shè)10min 平均最大風(fēng)速為Y，極大風(fēng)速為X，則

　　Y=0.86+0.502X±1.5

　　按照不利情況計(jì)算，即取Y=0.86+0.502X+1.5，計(jì)算不同極大風(fēng)速下的10min 平均風(fēng)速。

 

表1-8 10min 平均風(fēng)速與極大風(fēng)速比值

　　從回歸方程得出的10min 平均風(fēng)速與極大風(fēng)速比值均比表1‐7 比值小，風(fēng)速越高，10min平均風(fēng)速與極大風(fēng)速比值越小，因此，采用表1‐7 比值將3s 陣風(fēng)風(fēng)速換算為10min 基本風(fēng)速用于建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算是偏于保守的。

 

　　結(jié)論與建議

　　進(jìn)行國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)搞清楚業(yè)主或咨詢機(jī)構(gòu)提供的現(xiàn)場(chǎng)最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的具體含義，其可能是3s 極大風(fēng)速，10min 平均基本風(fēng)速，或是1h 平均風(fēng)速。還要注意獲取的風(fēng)速重現(xiàn)周期。一般項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)使用50 重現(xiàn)期，如果獲取的場(chǎng)地風(fēng)速不是50 年重現(xiàn)期，應(yīng)根據(jù)GB50009‐2001 D.3.4 換算為50 年重現(xiàn)期的基本風(fēng)速。

 

　　無(wú)論是ASCE 還是GB50009‐2001，基本設(shè)計(jì)風(fēng)壓均應(yīng)考慮地形修正系數(shù)。當(dāng)擬建項(xiàng)目場(chǎng)地位于山脊，山口，陡坡邊緣等場(chǎng)地，或颶風(fēng)碎片影響區(qū)域，應(yīng)考慮風(fēng)速修正或采取防護(hù)颶風(fēng)碎片措施，可能增加項(xiàng)目成本。項(xiàng)目合同簽訂前除搜集足夠的氣象信息外，應(yīng)當(dāng)對(duì)場(chǎng)地地形進(jìn)行實(shí)地考察，正確判別場(chǎng)地類別。

 

　　如果業(yè)主或咨詢機(jī)構(gòu)提供的場(chǎng)地基本風(fēng)速為3s 極大風(fēng)速，而又無(wú)法獲得10min 平均風(fēng)速氣象資料，無(wú)需進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的形體規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)，可以參考表1‐7 將場(chǎng)地3s 風(fēng)速換算成對(duì)應(yīng)于中國(guó)規(guī)范的10min 平均風(fēng)速，并按照中國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009‐2001 進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)分析，這樣的計(jì)算結(jié)果與ASCE 的Method 2—Analytical procedure比較接近。

 

　　維護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算比較簡(jiǎn)單，建議采用3s 風(fēng)速按照ASCE 要求進(jìn)行受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。也可采用3s 風(fēng)速按照GB50009‐2001 設(shè)計(jì)，此時(shí)應(yīng)取陣風(fēng)系數(shù)等于1.0，風(fēng)壓高度變化系數(shù)根據(jù)表1‐5 折減。

 

 

　　參考資料/References

　　1. ASCE7‐2005 MINIMUM DESIGN LOAD FOR BUILDINGS AND OTHER STRUCTURES,American Society of Civil Engineers(ASCE)

　　2. GB50009‐2001 LOAD CODE FOR THE DESIGN OF BUILDING STRUCTURES, China national code

　　3. Relationship between maximum 10‐minutes average wind speed and instantaneous wind speed and estimating equation—Chen jinguan, and Li shaobin, Guangdong Metrological bureau, China

　　4. Definition of Wind Profiles in ASCE, Yin zhou,and Ahsan Kareem, M.ASCE, USA