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2024-08-08

风速剖面

风荷载是作用在建筑物上的可变气候荷载。 建筑物周围的风压分布。 风荷载通常是垂直于表面的面荷载,具有压力和吸力。

在专门的规范 EN 1991‑1‑4中对风荷载进行了规定,例如 EN 1991‑1‑4 [1], ASCE/SEI 7‑16 [2] 和 NBC 2015 [3]. 在欧洲规范中对高度不超过 200 米的建筑物的适用范围进行了规定。 例如根据“德国国家附录”,对于有效的风剖面,该极限可以增加到 300 m。

在规范中将风荷载换算成标准值,以确定建筑物的承重能力。 因为这些荷载是随时间和几何形状变化的作用,所以这些数值考虑了它们明显的随机特性。

对于设计值,建筑物的位置、当地的风向气候和周围的地形都是很重要的。 屋主通过风荷载分区图记录当地的风气候。 例如在欧洲规范 EN 1991‑1‑4[1] 中给出了基本风速。 风荷载影响的时间范围内获得的平均值。 关于行政区划风荷载分区的详细信息,可以使用Dlubal Geo-Zone Tool,可以很方便地计算基本风速 vb,0和风压 qb

这篇知识库一文详细介绍了如何按照下列规范考虑单坡屋面和双坡屋面的风荷载。按照 EN 1991‑1‑4 [1](德国)。 在另一篇知识库中介绍了在垂直墙壁上施加风荷载的示例。

这些规范提供了关于如何在基本为矩形的建筑物上定义风荷载的信息。 而 RWIND 则可以计算出任何形状建筑物的风压和风速。 通过风洞数值模拟确定建筑物与其他建筑物相互作用时,可以使用基本(或平均)风速来确定建筑物与其他建筑物之间的相关性荷载。 如果对模型的每个层高都单独定义风速,那么除了EN 1991-1-4之外,也可以按照其他规范进行模拟 [1] 或不受规范约束[SCHOOL.INSTITUTION]

EN 1991-1-4 [1] 中描述的风廓线也考虑了地面粗糙度。 根据地形的特征,接近地面的特定湍流效应以及折减的速度相关联。 EN 1991-1-4 [1] 中的表 4.1 给出了相应的地形类别。 这种湍流效应不同于建筑物形状引起的湍流。 在下一章节中将会对作用组合进行详细的介绍。


参考
  1. EN 1991-1-4: Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen - Windlasten. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010.
  2. ASCE/SEI 7-16,建筑物和其他结构的最小设计荷载和相关准则。
  3. 加拿大国家研究委员会。 (2015).加拿大国家建筑规范 2015 年,NBC 2015 年。
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