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1、 香港風效應作業守則香港風效應作業守則 2004 香港特別政區政府 初版：200412月 撰寫：屋宇署 香港九旺角 彌敦道750號 始創中心12-18 如要購買本刊物，可親或致函： 香港中環花園道 美大廈4402室 政府新聞處 刊物銷售小組 傳真：(852)25237195 或： ? 致電政府新聞處刊物銷售小組：(852)25371910 ? 瀏覽香港特別政區政府網上書店： ? 從政府新聞處網頁 http:/www.isd.gov.hk 下載訂購表格，並在網上 或透過傳真（(852) 25237195）訂購 ? 以電郵向政府新聞處訂購：puborderisd.gov.hk 前前 言言 香港風效
2、應作業守則 - 2004 (以下簡稱為守則)是在檢討風效應 專責委員會指導下完成的，以取代香港風效應作業守則 - 1983 。 本守則引入干新概，這些概與解構築物對風反應的發 展，以及本港所得的新風速記一致。 本守則作出的主要改動，是因為我們認到風活動隨時間而變動的 本質。因此，本守則相應加入共振動反應的評估，並對評估風 的平均值及湍風特性提供指引。 關於評估共振動反應，本守則提供一個指標，以衡應否考慮共 振動效應。如需要考慮該效應，本守則載有干新評估元素，使 估計動反應可以加準確。這些元素包括估計湍強、阻尼、自然 頻及其他風能描述符。如共振動反應並顯著，風效應的評 估大致與香港風效應作業守則
3、 - 1983 相。 香港風效應作業守則 - 1983 所採用的地勢，在本守則 已改為一個單一的概括地勢。本守則並就地形對局部受風範圍的影 響提供新的指引。 本守則亦就風測試作出新指引，有關指引是照多個國家的研究 結果和其他國際風守則訂定的。 ( i ) 鳴鳴 謝謝 本守則得以完成，全賴 傑明博士、Professor Alan Jeary、Ir. J. MacArthur、家工程師、黃傑生工程師、炳均工程師、王志超工程 師 和 徐憶中工程師，以及檢討風效應專責委員會主席 張國明工程師 在百忙中抽出時間和付出努，審閱書稿，謹此致謝。 守則的初稿已傳閱於選定的執業工程師、建築界專業人士和政府部 門
4、，並徵求意。擬備本守則的定稿時，我們已考慮各界人士所表 達的意。 封面的雲層影像原為日本氣象廳以地球同步氣象衛星（GMS-5）攝得的 雲圖。感謝香港天文台提供此幀照片。 (ii) 目目 頁 1. 範圍範圍 1 2. 定義定義 1 3. 風荷載計算風荷載計算 2 4. 設計風壓設計風壓 2 5. 建築物承受風建築物承受風 3 6. 建築物構件承受風建築物構件承受風 4 7. 動效應動效應 4 附附 A. 風測試的必要規定風測試的必要規定 6 B. 重現期多於重現期多於 50 的倍增因的倍增因 8 C. 地形因地形因 9 D. 系系 13 E. 個別構件總壓系個別構件總壓系 Cp 16 F. 動分
5、析動分析 18 (iii) 1 1. 範圍範圍 1.1 本守則就如何計算風荷載提供一般方法，俾能在建築物或建築物某些 部分的結構設計中使用。本守則並適用於形獨特的建築物或所在 地點因複雜地形對風況有影響的建築物。如能獲得照建築物附 近環境而建的風測試據，這些據則可用以替代本守則所載的 值。風測試的必要規定載於附 A。 1.2 本守則的設計風壓是根據重現期為 50 的時均風速及最高陣風風 速釐定的。如建築物須有較長的受風期，其設計風壓須根據 50 以上重 現期的風速釐定。附 B 載有重現期多於 50 設計風壓的倍增因。 1.3 除第 4.3 及第 7.4 條款所述建築物外，建築物的設計風壓得根據
6、 重現期少於 50 的風速釐定。 2. 定義定義 以下定義在本守則內適用： “建築物（building）指建築物條第 2 條所界定的建築物。 “寬（breadth）指與風向成直角的建築物水平尺寸。 “深（depth）指與風向平的建築物水平尺寸。 “正面投影面積（frontal projected area）指與風向成直角平面上投影的 建築物面積。 “高（height）指由貼鄰建築物的地面水平之上至建築物頂部的高 。建築物頂部的柱杆或其他附建物應計算在內。 2 3. 風荷載計算風荷載計算 3.1 除非建築物有明顯共振動反應，否則建築物或建築物某些部分的 設計風應按第 4、5、6 部分計算。 3.
7、2 有明顯共振動反應的建築物較那些表現基本屬靜態的建築物需要 詳盡分析。 3.3 就本守則而言，建築物如具備以下其中一項特性，可視作有明 顯共振動反應；如能證明建築物的基本固有頻高於 1 Hz，則作 別：- (a) 高多於最小水平尺寸的五倍。 (b) 建築物的高多於 100 m。 這所指的最小水平尺寸應為包圍建築物主要垂直結構構件矩形範 圍的最小尺寸。 3.4 有明顯共振動反應的建築物，其順風應按第 7 部分予以評估。 4. 設計風壓設計風壓 4.1 除第 4.3 條款的規定外，在高 z 的設計風壓 qz 須為表 1 所載的值。 4.2 如果地形有明顯起伏，設計風壓應乘以地形因，該地形因乃按附
8、 C 評估。 4.3 如屬時建築物或某些存在超逾一時間的建築物，則可選取設計風 壓為少於表 1 所風壓的百分之七十。 4.4 可將其他構築物或天然特徵所形成的一般或特殊遮護計算在內。 表表1：設計風壓：設計風壓 地盤地面水平以上的高 設計風壓 qz 3 （kPa） 5m 10 m 20 m 30 m 50 m 75 m 100 m 150 m 200 m 250 m 300 m 400 m 1.82 2.01 2.23 2.37 2.57 2.73 2.86 3.05 3.20 3.31 3.41 3.58 500 m 3.72 註：如高介乎個值之間，可以按直線插值法計算。 5. 建築物承受風
9、建築物承受風 5.1 建築物承受的總風 F 須設定為對建築物有效投影面積施加的壓 總和，並以下方程式釐定： F = Cf qzAz . (1) 其中 Cf 代表建築物的系，按照附 D 釐定； qz 代表在高 z 的設計風壓，按照第 4 部分釐定；及 Az 代表與 qz 對應的建築物部分的有效投影面積。 5.2 一幢圍封式建築物的有效投影面積應為正面投影面積。至於開敞式構 架構築物如招牌構架和格子形搭架的有效投影面積，應為與風向成直 角的平面上所有構件的總投影面積。 5.3 每幢建築物均須設計每個關鍵方向的風壓效應。 6. 建築物構件承受風建築物構件承受風 6.1 個別構件，如牆壁、屋頂、覆蓋層
10、或開敞式構架構築物的構件，所承受與 構件成直角的總風 Fp 該以下方程式釐定： Fp = Cp qz Am (2) 其中 Cp 代表個別構件的總壓系，按照附 E 釐定； qz 代表與構件高 z 對應的設計風壓，按照第 4 部分釐 定；及 Am 代表構件的表面面積。 6.2 除開敞式構架構築物構件外，建築物底部的設計風壓 qz 須為一個固定 值。這固定值出現的高範圍相等於建築物的寬或建築物的 實際高，以較小者為準。該固定值應視作在這高的設計風 壓。 7. 動效應動效應 7.1 有明顯共振動反應的圍封式建築物，其承受的總順風 F 該以下 方程式釐定： F = G Cf qzAz (3) 4 其中
11、G 代表動放大因，按照附 F 釐定； Cf 代表構築物的系，按照附 D 釐定； qz 代表於表 2 高 z 的設計時均風壓；及 Az 代表有關建築物部分的有效投影面積，該部分與 qz 對應。 7.2 有明顯共振動反應的建築物的個別構件，如牆壁、屋頂、覆蓋層或 開敞式構架構築物的組件所承受的和壓須按第 6 部分釐定。 表表 2：設計時均風壓：設計時均風壓 地盤地面水平以上的高 設計時均風壓 qz （kPa） 5 m 10 m 20 m 30 m 50 m 75 m 100 m 150 m 200 m 250 m 300 m 400 m 500 m 0.77 0.90 1.05 1.15 1.28
12、 1.40 1.49 1.63 1.74 1.83 1.90 2.03 2.13 註：如高介乎個值之間，可以按直線插值法計算。 7.3 如地形有明顯起伏，設計時均風壓應乘以地形因，該地形因乃 按附 C 評估。 7.4 如屬時建築物或某些存在超逾一時間的建築物，則可選取 設計時均風壓為少於表 2 所風壓的百分之七十。 7.5 可將其他構築物或天然地勢所形成的一般或特殊遮護計算在 內。 7.6 有明顯共振動反應的開敞式構架建築物或基本固有頻少於 0.2 Hz 的建築物、或有明顯側風共振反應扭共振反應的建築物， 其共振動效應須根據已發表文獻的建議及或透過進動風 模型研究予以測定。這建築物的總反應通常
13、會以三個基本震 動模式的反應組合計算。 5 6 附附 A：風測試的必要規定：風測試的必要規定 A1. 靜態構築物靜態構築物 (a) 模擬天然風的時均風速和湍強須考慮隨高出現的變 化，並適合該地盤。 (b) 儀器及其反應特徵須合所規定的荷載。 (c) 必須能釐定最高風荷載，並同時符合本守則的原 意。 A2. 動態構築物動態構築物 如有明顯共振動反應，除須符合有關靜態構築物的規定外，還須 按照公認的尺寸比原則，準確標示（實質上或學上的）質分 布和剛，以及恰當反映結構的阻尼作用。 A3. 地形模擬地形模擬 如建築物的荷載會受局部地形的顯著影響，可進小型風測試或 根據已發布的可靠據評定風特性的效應。
14、A4. 鄰近景物模型鄰近景物模型 如建築物的荷載顯著地受到周圍建築物或地形特徵的影響，則必須 在風測試中加入該等鄰近景物的模型。如因局部地形太大而未能 在模型中合顯示，則應如第 A3 條款所述計算其效應。如建築物 明顯被某幢毗鄰建築物或周圍建築物遮擋，則應同時考慮這些建築 物移除後的效果。 A5. 模型比限制模型比限制 風測試採用的幾何比和速比應符合最小的規定。就 帶有尖角的建築物模型而言，根據建築物寬計算的得少 於 1 x 104。一般的準則是建築物模型比通常可少於 1:500，而 測試風速必須高於實際風速的百分之十。 就受效應影響的圓形建築物而言，這些條件可能並足 夠，或須取得進一步資，以
15、證明測試條件的合適性。 除非使用有耐阻的風，否則風的阻通常應少於百分之十。 如阻超逾百分之十，則須使用特別的方式修正阻。 A6. 風剖面和設計風壓風剖面和設計風壓 在風內，在移除鄰近景物及測試模型後，風內的時均風速和湍 強隨高出現的變化應近似（根據合適的幾何比和速比 按比增大後）附 F 所的實比時均風速和湍強。 風值和實比值應予調校，使風測試中考高的最高陣風 風壓與表 1 所載的設計風壓相符。所採用的考高通常須是 90 m（實比的）或相當於建築物高的三分之二，以較大者為準。 如按第 A3 條款模擬地形的影響，建築物模型測試應採用由小型地 形模型所釐定的風剖面。 為方對照，風的最高陣風風壓應計算如下： q = 1/2 (1+3.7 I) = 空氣密 = 1.2 kg/m3 = 時均風速 I = 湍強 7 附附 B：重現期多於重現期多於 50 的倍增因的倍增因
