3.3 结构抗风计算的几个重要概念 3.3.1 结构的风力与风效应： 1、风力---作用于物体表面的风压沿表面积分,将得到三种力的成分:顺风向力PD、横风向力PL、扭风力矩PM 2、结构风效应 由风力产生的结构位移、速度、加速度响应3.3.2 顺风向平均风与脉动风：,顺风向风速成分 长周期成分(10min) 短周期成分(几秒) 顺风向风效应 平均风(稳定风) 脉动风(阵风脉动),,,,,,,,,,,顺风向风效应特点 平均风: 对结构的动力影响很小,可等效为静力作用 脉动风：使结构产生动力响应是引起结构顺风向振动 的主要原因 脉动风速一般处理为随机过程vf(t),tT 工程上常假定为零均值正态平稳随机工程3.4 顺风向结构风效应,3.4.1 顺风向平均风效应 1、风荷载体型系数（S) (Style) 工程结构物不能理想地使自由气流停滞，而是让气流 以不同方式在结构表面绕过，因此需对风压计算公式进 行修正，修正系数与结构物的体型有关，称为风荷载体 型系数 完全从理论上确定任意受 气流影响的物体表面的压 力尚做不 到。
一般通过试验方法（风洞 试验、实际测量风压分布 ）确定S 脱体,,,外区（伯努利式）,（内区）粘性、湍流影响,p0+ v02 = p + v 2 w=p-p0=(1-v2/v02)v02 = S w0 S =1-v2/v02,,脱体点,,,压力可按伯努利方程式确定,S = w/ w0 = w实际/ w计算 S查荷载规范表7.3.1 验算围护构件及其连接的强度时,采用局部风压体型系数 一、外表面 正压区- 查表； 负压区-对墙面,取-1.0; -对墙角边,取-1.8; -屋面局部,取-2.2; -对檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件，取-2.0 二、内表面 对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2,,实用时将同一部位的S 值进行平均，作为该部位 的风荷载体形系数代表值,,,V
规范条件：对于基本自振周期T1大于0.25 s的工程结构， 如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5的高柔房屋 在原则上应考虑多个振型的影响对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱 等高耸结构，以及对于高度大于30m，高宽比 大于1.5且可忽略扭转影响的高层建筑（由于 频谱比较稀疏，第一振型起到绝对的影响）,均 可仅考虑第一振型影响，结构的风荷载可通过 风振系数z计算 将顺风向平均风压与脉动风压之和表达为 顺风向总风压w(z) w(z)=(z)s(z)z(z)w0 z =1+z/z ---- 脉动增大系数（表3-10） ---- 脉动影响系数 （表3-11、12、13） z ---- 振型系数（应按实际工程由结构力学计算）,,,,,,,,例题---顺风向风效应,已知城市市区一矩形 平面RC高层建筑,平 面沿高度保持不变 H=100m,B=33m 基本风压w0=0.44kN/m2， 结构自振周期T1=2.5s 求风产生的建筑底部 弯矩为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个 区段20m高，区段中点位置风荷载值作为该区段的平均 风荷载值。
解： 1、体型系数 迎风面 0.8(压），背风面-0.5(吸） 顺风向总体型系数 s=1.3 2、风压高度变化系数z 城市市区、地面粗糙度类别C 各区段风压高度及 z 值如下,,,+0.8,-0.5,-0.7,-0.7,,3、风振系数 （z =1+z/z ） ---- 脉动增大系数（表3-10）(C类w0 0.62） w0T12=0.440.62 2.52 =1.705 =1.51 ---- 脉动影响系数 （表3-13） H=100m,B=33m H/B=3.03 C类 =0.49 z ---- 振型系数（规范表F1.2 ） z15 =0.02,0.17,0.38,0.67,0.86 z1 =1+1.51 0.49 0.02/ 0.74=1.02 z2 =1+1.51 0.49 0.17/ 1.00=1.126 z3 = 1+1.51 0.49 0.38/ 1.25=1.225 z4 = 1+1.51 0.49 0.67/ 1.45=1.342 z5 = 1+1.51 0.49 0.86/ 1.62=1.393,,,,4、各区段中点高度处风压值( ) Wk1=1.02 1.3 0.74 0.44=0.43(kN/m2) Wk2=1.126 1.3 1.00 0.44=0.64(kN/m2) Wk3=1.225 1.3 1.25 0.44=0.88(kN/m2) Wk4=1.342 1.3 1.45 0.44=1.11(kN/m2) Wk5=1.393 1.3 1.62 0.44=1.29(kN/m2) 计算单位宽度内底部弯矩 mk =0.4310+0.6430 +0.8850+1.1170+1.2990 =261.3 (kN.m/ m2) Mk =261.3 20 33=1.72 105 (kN.m),wk=zs z w0,。