框架结构手算实例：风荷载计算

风对建筑结构的作用具有以下特点：

（1）风力作用与建筑物的外形有关，圆形与正多边形受到风力较小，对抗风有利；用风荷载体型系数μs来反映不同建筑外形受风力的大小；

（2）风力作用与建筑物所处环境位置有关，用风压高度变化系数μz来反映不同地面粗糙度、不同建筑物高度的建筑受风力的大小；

（3）风力作用具有静力作用与动力作用两重性质，一方面使建筑物受到一个基本上比较稳定的风压力，另一方面又使建筑物产生风振，用βz来表示高度z处的风振对建筑物的影响。

受风面积A

下图为本案例结构正立面图，图示阴影部分为各层节点的受风面积。

【TIPS】受风面积应取计算节点上下各一半楼层高度，顶层受风面积应考虑女儿墙高度，底层不考虑地下部分高度。

故屋面层的受风面积A5=4.2X(1+3.3/2)=11.13m2

1层的受风面积A1=4.2X(3.6/2+3.3/2)=14.49m2

风荷载体型系数μs

对于矩形平面，可取1.3。其他平面取值可参考《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。

风压高度变化系数μz

风压高度变化系数应由地面粗糙度和计算点离地面高度查表可得，本案例按地面粗糙度为B类考虑，计算高度z为框架节点至室外地面的高度。如1层，z=3.6m，其他层依次叠加层高3.3m。

按地面粗糙度B类查表内插求值得，

当z=3.6m，μz=（3.6/5）x1=0.72

当z=16.8m，μz=1.13+(16.8-15)x（1.23-1.13）/(20-15)=1.166

以此类推。

风振系数βz

因结构高度H=17.3m<30m，可取βz=1.0。

计算结果如下表所示

结构计算简图

绘制结构计算简图如下图所示：

图 风荷载作用下结构计算简图