计算屋面围护结构时风荷载标准值计算公式

w_k=βμ_wμ_zw₀

  w_k=β_gzμ_s1μ_zw₀

对比这两个公式，区别在于阵风系数和体型系数的选取两个方面。后面内容将分为两个方面介绍：1.阵风系数；2.μ_s

β：系数。

(1) 《门刚》计算檩条、墙梁、屋面板和墙面板即其连接时，取1.5。计算围护结构时，脉动风相当于放大系数1.5来考虑。

(2)  《通规》4.6.5第2条，围护结构的风荷载放大系数应根据地形特征，脉动风特性和流场特征等因素确定，且不应小于。将公式计算得到β，见表1。

表1 系数β（根据《通规》公式计算）

由表1可见，通规计算所得β的均大于1.5，故当采用《门规》计算围护结构风荷载标准值时，应采用通规计算风荷载放大系数β。 

β_gz：高度Z处的阵风系数，围护结构通过对阵风系数的考虑来反映脉动风。表2为《荷规》计算所得的阵风系数β_gz。

《通规》4.6.5第2条，围护结构的风荷载放大系数应根据地形特征，脉动风特性和流场特征等因素确定，且不应小于。

由于《通范》属于强条，因此我们在对围护结构风荷载计算时，必须按《通规》规定计算脉动风的增大系数，并综合考虑《荷规》的阵风系数，取最大值。

表2  阵风系数β_gz（《荷规》表8.6.1摘录）

由表1和表2的对比可知：B类粗糙度下两者放大系数是相同的；A类粗糙度下，《通规》的放大系数较大；C，D粗糙度下《荷规》放大系数的取值比《通规》取值大。

μ_w：风荷载系数

以常见的0°≤ θ  ≤10°单跨双坡屋面封闭式房屋为例。表3、4为双坡屋面0°≤ θ ≤10°时，风荷载体型系数，用于围护结构和屋面板。

图1 双坡屋面和挑檐风荷载系数分区（0°≤ θ  ≤10°）

注：a为计算围护结构构件时房屋边缘带宽度，取房屋最小水平尺寸的10%或0.4h之中较小值，但不得小于房屋最小尺寸的4%或1m。

表3  双坡屋面风荷载系数（风吸力）

表4 双坡屋面风荷载系数（风压力）

以双坡屋面风荷载系数（风吸力）为例，计算得到风荷载系数表5。

表5 风荷载系数（风吸力）

表6 风荷载系数（风压力）

注：A为有效风荷载面积（m²）。

图3 各区域下风荷载体型系数随受荷面积变化曲线

将表5及表8中的风荷载体型系数(风吸力）整理并绘制出图3。由于《荷规》中Ra、Rb、Rc区域与《门规》中角区，边区、中间区近似一致，故将其进行对比分析。对于角区（Ra）来说，当受荷面积<6.5m²时，《门规》的风荷载体型系数大于《荷规》，反之，《荷规》风荷载体型系数更大。对于边区（Rb）来说，《荷规》风荷载体型系数大于《门规》。对于中间区（Rc）来说，当受荷面积<8m²时，《荷规》风荷载体型系数大于《门规》，反之，《门规》风荷载体型系数更大。

μ_s1：风荷载局部体型系数

以封闭式矩形平面房屋的双坡屋面为例。

图2 封闭式矩形平面房屋的双坡屋面

风荷载系数分区

注：E应取2H和迎风宽度B中较小者

表7  封闭式矩形平面房屋的双坡屋面

风荷载局部体型系数

《荷规》8.3.4条，计算非直接承受风荷载的围护构件（如檩条等）风荷载时，局部体型系数μ_s1可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：

1. 当从属面积不大于1m²时，折减系数取1.0；

2. 当从属面积大于或属于25m²时，对墙面的折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其他屋面区域折减系数取1.0；

3. 当从属面积大于1m²小于25m²时，墙面和绝对值大于1.0的屋面体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：

《荷规》 8.3.5条，计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：

1. 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2。

整理出坡度 α≤5°时封闭式矩形平面房屋的双坡屋面风荷载局部体型系数μ_s1见表8。

表8 风荷载局部体型系数μ_s1

各区风压力均为+0.2。