【正文】 －－ 結(jié)構(gòu)風(fēng)壓體形系數(shù) －－ 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 順風(fēng)向等效風(fēng)荷載 ＝ 平均風(fēng)壓 ＋ 等效脈動風(fēng)壓 即： zdzsz ?? 0??s? z?0ww zszz ????01wwzszdz ??? ??風(fēng)振系數(shù)： 上式可變?yōu)椋? 二、風(fēng)壓高度變化系數(shù) 梯度風(fēng)高度 ：在一定高度不受地面粗糙的影響。重現(xiàn)期為年通常俗稱為 年一遇。 風(fēng)的流動水平方向是主要的，但也可能在一定的仰角下流動，從而除水平風(fēng)力外，還存在豎向風(fēng)力，由于高層建筑主要荷載是水平側(cè)向荷載，豎向荷載的適當增加并不起著很大的影響，因此對于高層建筑來說，主要考慮水平側(cè)向風(fēng)力的影響。 結(jié)構(gòu)在順風(fēng)向和橫風(fēng)向風(fēng)力甚至扭力矩作用下，當有微小風(fēng)力攻角時，在某種截面形式下，這些風(fēng)力可以產(chǎn)生負號阻尼效應(yīng)的力。 ???????????????BvpBvpBvpMMLLDD222212121??????（ 2－ 2） 圖 2－ 1結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力 D?L? M?阻力系數(shù) 橫向力系數(shù)（水平向結(jié)構(gòu)也稱升力系數(shù)） 扭矩系數(shù) B 結(jié)構(gòu)的參數(shù)尺度，常取截面垂直于流動方向的最大尺度（ m） 三種類型的振動 順風(fēng)向彎剪振動 或彎扭耦合振動 橫風(fēng)向風(fēng)力下 渦流脫落振動 空氣動力失穩(wěn) （馳振、顫振） 當無偏心風(fēng)力矩時，在順力向風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生順風(fēng)向的振動，對高層結(jié)構(gòu)來說，一般可為彎曲型（剪力墻），也有剪切型（框架），當為框剪結(jié)構(gòu)時，可為彎剪型 。 ? 風(fēng)荷載是高層建筑主要側(cè)向荷載之一。 2－ 3 順風(fēng)向的等效風(fēng)荷載 167。高層結(jié)構(gòu)抗風(fēng)與抗震設(shè)計 李正良 重慶大學(xué)土木工程學(xué)院 教授、博士生導(dǎo)師 ? 前言 ? 第一章 ? 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響 ? 第三章 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析與設(shè)計 前言 結(jié)構(gòu)體系的概念 剪切： (a)不被剪斷 (b)剪切變形不能過大 彎曲： (a)必須不被傾覆 (b)不發(fā)生因拉或壓縮的破壞 （ c）彎曲變形不能過大 兩個系數(shù) : BRI （ Bending Rigidity Index ） SRI ( Shear Rigidity Index ) BRI: 100 世貿(mào)中心： 33 帝國大廈： 33 （ a） BRI: 33 （ b） （ c） （ d） BRI: 33 外框筒＋內(nèi)框架 成束筒 BRI: 33 BRI: 33 ( 花旗銀行大廈 ) BRI:56 BRI: 63 （ e） （ f） （ g） 抗剪：理想的抗剪體系是一片無洞口的板塊或墻體 SRI=100 SRI= 與桿件的長度、截面、高度有關(guān) SRI= SRI,BRI的概念設(shè)計及應(yīng)用 wind design, seismic design. 第一章 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響 167。 2－ 4 橫風(fēng)向渦流脫落共振等效風(fēng)荷載 第二章 風(fēng)荷載及風(fēng)致影響 高層建筑在風(fēng)力遭到損壞的例子 ： 1926年 9月美國邁阿密市芽咯薩大樓 （ 17層鋼框架 ） 臺風(fēng)襲擊后發(fā)生塑性變形，頂部水平殘余位移竟達 。 ? 結(jié)構(gòu)抗風(fēng)分析（包括荷載、內(nèi)力、位移、加 速度）是高層建筑設(shè)計計算的重要因素 。 當風(fēng)吹向結(jié)構(gòu)，可在結(jié)構(gòu)周圍產(chǎn)生旋渦，當旋渦脫落不對成時，可在橫風(fēng)向產(chǎn)生橫風(fēng)向風(fēng)力，所以橫風(fēng)向振動在任意風(fēng)力情況下都能發(fā)生渦激振動現(xiàn)象。如果結(jié)構(gòu)阻尼力小于這些力，則結(jié)構(gòu)將處在總體負阻尼效應(yīng)中，振動將不能隨著時間增長而逐漸衰減，卻反而不斷增長從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 標準高度 最大風(fēng)速 的概率分布 或概率密度 曲線（線型） 最大風(fēng)速 的重現(xiàn)期 最大風(fēng)速的樣本 平均風(fēng)速的時距 標準地貌 基本風(fēng)速 或基本風(fēng)壓 167。 0T－－平均值 －－根方差 －－設(shè)計最大風(fēng)速 －－保證系數(shù) （六） 最大風(fēng)速的概率或概率密度曲線（線型） 采用 極值型 分布曲線，它的概率分布函數(shù)為： I? ?? ?)(e x pe x p ?? ???? xP I設(shè)計值與平均值及根方差的關(guān)系 ????????xxx ????4 5 0 0 2 8 2 5 xde xx ????? ?)lnl n (5 7 7 2 0P???? ??dex ?x x?????年，年，1005000??TT 基于上述六個條件，我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定，基本風(fēng)壓系以當?shù)乇容^空曠平坦地面、離地10m高，統(tǒng)計所得 30年一遇 10分鐘平均最大風(fēng)速 為標準 。 設(shè)標準地面下的梯度風(fēng)高度為 ，粗糙度系數(shù)為 ，任意地貌下相應(yīng)值為 ，則： z?0TH?TH?????????????????????????????2020200)10()(1010zwzwHwHw TT002200 )10()10()10()( 0 wwzHHwzwzTT ??????????? ?解得上兩式得到： 我國規(guī)范修訂稿將地貌分成 A， B， C， D四類 ? A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)。取 ， 。當取空間相關(guān)性系數(shù)與風(fēng)的頻率無關(guān)僅與位置有關(guān)的 1u1?時， 值分別為： ),( zzxxxz ??? 11,u?? ???????????????????? ? ? ???????HxzzsH H zl zlfzsffdzzzmzd zdxd x dzzzzxxzzzzzzudSiHx x02121110 0)(0)(0121211)()()()(),()()()()()()()()(???????????????（ 3） －－ 第 1振型頻率影響函數(shù)（傳遞函數(shù)） －－ 風(fēng)譜， 代表風(fēng)能在各個頻率上的分布函數(shù)（ 此時平均值＝ 0，根方差＝ 1） －－ 脈動系數(shù) －－ 風(fēng)壓空間相關(guān)性系數(shù) 有關(guān)值可采用： )(1 iwH)(?fS)(zf?),( zzxxxz ????????????????????????????????? ??????????? ????????????????????????????????????????????的試驗確定出由 S h i o t a mzzzzxxxxzzxxzzxxzzTwvxxxSiHzxzxxzff60e x p),(50e x p),(),(),(),()10()(306 0 0)1(32)(2)(11)()(201003420202112214121???????????????????（ 3） 式亦可改寫成 )0()0(11 mlu xs?????則： 相應(yīng)的風(fēng)振力 )()(121 zyzm d??)(1 zpdBzxzssdzzzluzzmuzpzp ???????????)(1)()()(1)()(1 11111111 ??????其中： －－第一振型脈動增大系數(shù) －－等截面結(jié)構(gòu)第一振型影響系數(shù) －－振型函數(shù) －－截面變化時的修正系數(shù)（若為等截面，其值均為 1） 1?)(1 z?B???,1?（ 4） xlH?地貌 房屋總高度 H（ m） 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 A B C D 1 A B C D 2 A B C 044 D 3 A B C D 等截面高層結(jié)構(gòu) 值 1?? ??? ? ??????HH Hzzfzfdzzd z dzzzzzzzz021210 0 11)()(),()()()()(???????? ? ?xl llxd x dxxx x 210 0),(? ? ??? ?1?0． 01 0． 02 0． 04 0． 06 0． 08 0． 10 0． 20 0． 40 0． 60 0． 80 1． 00 2． 00 4． 00 6． 00 8． 00 10． 00 20． 00 30． 00 鋼結(jié)構(gòu) 1． 47 1． 57 1． 69 1． 77 1． 83 1． 88 2． 04 2． 24 2． 36 2． 46 2． 53 2． 80 3． 09 3． 28 3． 42 3． 54 3． 91 4． 14 鋼砼 及 磚石 結(jié)構(gòu) 1． 11 1． 14 1． 17 1． 19 1． 21 1． 23 1． 28 1． 34 1． 38 1． 42 1． 44 1． 54 1． 65 1． 72 1． 77 1． 77 1． 96 2． 06 脈動增大系數(shù) ?210T?Hz)(1 z?相對高度 ?????? ???????1 4)( Hztgz ?? 高層建筑彎剪型振型系數(shù) )(1 z? )0( )(xxlHl??1 寬度變化 1 寬深變化 1