文档介绍：§2-3 顺风向的等效风荷载
平均风速和脉动风速
在风的顺风向时程曲线中,会有两种成分:
长周期部分,持续10分钟以上--平均风(稳定风) 静力作用
短周期部分,只有几秒钟左右-- 脉动风动力作用
[1]
--结构风压体形系数--风压高度变化系数
顺风向等效风荷载=平均风压+等效脉动风压
即:
风振系数:
上式可变为:
一、顺风向等效风荷载基本公式
二、风压高度变化系数
梯度风高度:在一定高度不受地面粗糙的影响。
设标准地面下的梯度风高度为,粗糙度系数为,任意地貌下相应值为,则:
解得上两式得到:
我国规范修订稿将地貌分成A,B,C,D四类
A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。取, ;
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区为标准地貌。取, ;
C类指有密集建筑群的城市市区。取,
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。取, 。将以上数据代入上述公式,即得A,B,C,D四类风压高度变化系数为
三、风压体型系数
1、单体风压体型系数
2、群体风压体型系数
根据风洞实验确定
注:风洞试验将在本章第七节介绍
*
*
四、风振及阵风系数
的结构
1、无扭转时
(1)基本方法
脉动风为随机动力风载,用随机振动理论求解。
当考虑风和空间相关系性时,一般用一维连续杆件来模拟高层结构。
无限自由度体系的振动方程:
式中m(z)、c(z)、I(z)、p(z)均沿高度上的质量、阻尼系数、惯性和水平风力
f(t)为时间函数,最大值为1,而w(x,z)为坐标(x,z)处的单位面积上的风力
(1)
-- 振型的广义坐标
--振型函数,与和有关
设用振型分解法求解,位移按振型展开为:
无限自由度体系:
上式的简化利用质量、刚度、阻尼(比例阻尼)的正交性
(2)
将(2)代入(1),得:
只考虑第一振型,求出风振位移根方差,再乘以保证系数,即得风振位移值
式中为考虑风压空间相关性后单位基本风压下第一振型广义脉动风力与广义质量的比值, 则为相应的动力系数。当取空间相关性系数与风的频率无关仅与位置有关的
时, 值分别为:
(3)
--第1振型频率影响函数(传递函数)
--风谱,代表风能在各个频率上的分布函数(此时平均值=0,根方差=1)
--脉动系数
--风压空间相关性系数
有关值可采用:
(3)式亦可改写成
则:
相应的风振力
其中:
--第一振型脉动增大系数
--等截面结构第一振型影响系数
--振型函数
--截面变化时的修正系数(若为等截面,其值均为1)
(4)