基本振型对顺风向风荷载影响分析*
2021-05-13严亚林
建筑结构 2021年7期
严亚林, 陈 凯, 唐 意
(中国建筑科学研究院有限公司, 北京 100013)
0 引言
高层或高耸建筑的顺风向风荷载由平均风荷载和脉动风引起的等效风荷载组成。其中,平均风荷载只与地貌类别、基本风压及体型系数相关,计算比较容易。脉动风引起的等效风荷载(简称等效风振力)与风荷载脉动特性及结构动力特征有关,计算较为复杂。
为了简化顺风向风荷载的计算,自20世纪60年代以来,国内外学者提出了一些实用方法,如:阵风荷载因子法[1]、等效风振力法[2]、基底弯矩阵风因子法[3]等。其中阵风荷载因子法将顺风向风荷载表示为平均风荷载与阵风荷载因子的乘积,形式最为简单,因而被ASCE美国规范[4]、AIJ日本荷载规范[5]、加拿大荷载规范[6]等所采用。
我国《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)[7](简称2012荷载规范)采用了等效风振力法,顺风向风荷载表示为平均风荷载与风振系数的乘积。风振系数βz[8]的表达式为:
(1)
式中I10为10m高度名义湍流强度;R为脉动风荷载的共振分量因子;Bz为背景分量因子,Bz与基本振型有关。
2012荷载规范规定,高层、高耸建筑采用了不同的基本振型。其中高层建筑为基于剪力墙工作为主的弯剪振型;高耸建筑为弯曲振型。规范振型最早由《建筑结构荷载规范》(GBJ 9—1987)[9](简称87荷载规范)给出,由于当时计算条件所限,工程人员计算准确的基本振型相对比较困难,为了方便工程人员应用,规范编制组在实际工程的调研统计基础上给出了弯剪和弯曲这两种振型形式。
经过数十年,高层、高耸建筑形式、结构分析方法及辅助设计软件都得到了非凡的发展,获取准确的结构基本振型已经变得非常容易。……
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