中美规范风荷载设计规定的比较【ppt】 .ppt

美国新版荷载规美国新版荷载规ASCE 7-10“Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”，对风荷载的设计规定进行，对风荷载的设计规定进行了全面改写：了全面改写：1、将风荷载的设计规定从原规范（、将风荷载的设计规定从原规范（ASCE 7-05“Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”）的第）的第6章章扩充为扩充为ASCE 7-10规范的六个章节（第规范的六个章节（第26章章第第31章）；章）；其中，第其中，第26章为风载计算的一般规定；第章为风载计算的一般规定；第27第第29章为主章为主要抗风结构体系的风载计算规定；第要抗风结构体系的风载计算规定；第30章为构件和围护结章为构件和围护结构的风载计算规定；第构的风载计算规定；第31章为按风洞试验确定风载的相关章为按风洞试验确定风载的相关规定。规定。引言引言重要性级别重要性级别重要性系数重要性系数风险风险级别级别基本风速基本风速50年年的超越概率的超越概率基本风速的重基本风速的重现期现期（MRI）年超越概率年超越概率15%3000.003337%7000.001433%17000.0005883%17000.0005882、3、为了与地震荷载的设计规定相一致，荷载组合中的风荷载、为了与地震荷载的设计规定相一致，荷载组合中的风荷载的分项系数也由原规范的的分项系数也由原规范的1.6改为改为1.0；4、同时，正常使用极限状态设计的基本风速，也采用了不同、同时，正常使用极限状态设计的基本风速，也采用了不同重现期的风速，但与承载能力极限状态设计采用的风速重现重现期的风速，但与承载能力极限状态设计采用的风速重现期是不同的。期是不同的。风险级别和重要性系数风险级别和重要性系数风险级别：风险级别：风险级别是基于洪水荷载、风荷载、雪荷载、覆冰荷载、风险级别是基于洪水荷载、风荷载、雪荷载、覆冰荷载、地震荷载在建筑物和其他结构产生不可接受的风险，对建地震荷载在建筑物和其他结构产生不可接受的风险，对建筑物和其他结构进行风险分级。筑物和其他结构进行风险分级。风险级别风险级别重要性系数重要性系数用途类别用途类别公众生命财公众生命财产安全风险产安全风险洪水荷载洪水荷载覆冰荷载覆冰荷载地震荷载地震荷载雪荷载雪荷载风荷载风荷载雪荷载重要性系数雪荷载重要性系数Is覆冰厚度重要性系数覆冰厚度重要性系数Ii覆冰伴随风荷载重要覆冰伴随风荷载重要性系数性系数Iw地震重要性系数地震重要性系数Ie建筑结构的用途建筑结构的用途 风险风险级别级别建筑物和其他结构失效时对人们的生活或人的生命具有较低风险除风险级别、中定义的建筑和其他结构建筑物和其他结构失效时对人们的生活或人的生命具有重大风险不包括在风险级别中的，失效时可能产生重大经济影响和/或者产生中断人民日常生活的建筑结构。不包括在风险级别中的建筑物和其他结构（包括，但不限于制造、加工、管理、储存、使用、处理危险性燃料、危险性化学品、危险性废品或者爆炸物质的设施），含有有毒或者爆炸性物质，并且含量超过了当局规定的最低标准，一旦释放会对公众造成重大风险。建筑和其他结构被设计为必不可少的设施。建筑和其他结构失效时会对社会产生重大风险。建筑物和其他结构（包括，但不限于制造、加工、管理、储存、使用、处理危险性燃料、危险性化学品、危险性废品或者爆炸物质的设施）含有剧毒物质，并且含量超过了当局规定的最低标准，一旦释放会对公众造成危险和重大风险。建筑物和其他结构需要保持风险级别的功能的结构表表1.关于洪水荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载、覆冰荷载的风险级关于洪水荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载、覆冰荷载的风险级建筑物和其他结构别建筑物和其他结构别表表2.建筑物和其他结构关于雪荷载、覆冰荷载和地震荷载的风险级别建筑物和其他结构关于雪荷载、覆冰荷载和地震荷载的风险级别的重要性系数的重要性系数风险级别风险级别雪荷载重要性系雪荷载重要性系数数Is覆冰厚度重要性覆冰厚度重要性系数系数Ii覆冰伴随风荷载重要覆冰伴随风荷载重要性系数性系数Iw地震重要性系数地震重要性系数Ie0.800.801.01.001.001.001.01.001.101.251.01.251.201.251.01.50注：结构构件的地震荷载重要性系数没有包含在本表中，因为它的取值是由独立构件决定的，而不是根据整体建筑和用途确定的，参见ASCE 7-10 第13.1.3条。ASCE 7-10 风荷载设计规定简介风荷载设计规定简介第第26章章第第27章章风荷载计算的一般规定，给出了计算风荷载的基本参数，适用于风荷载计算的一般规定，给出了计算风荷载的基本参数，适用于27章章31章各种风荷载的计算方法章各种风荷载的计算方法主要抗风体系建筑物的风荷载计算（方向法），适用于各种高度的封闭、主要抗风体系建筑物的风荷载计算（方向法），适用于各种高度的封闭、部分封闭、开敞建筑的风载计算的方向法（部分封闭、开敞建筑的风载计算的方向法（directional procedure）第第28章章第第29章章主要抗风体系建筑物的风荷载计算（包络法），适用于封闭、部分封闭的主要抗风体系建筑物的风荷载计算（包络法），适用于封闭、部分封闭的低层建筑的风载计算的包络法（低层建筑的风载计算的包络法（envelop procedure）主要抗风体系其他结构和附属建筑物的风载计算方法主要抗风体系其他结构和附属建筑物的风载计算方法第第30章章第第31章章构件及围护结构构件及围护结构(C&C)的风荷载构件及围护结构风载计算方法，根据不同的风荷载构件及围护结构风载计算方法，根据不同高度的建筑物提供了相应的分析方法和简化方法高度的建筑物提供了相应的分析方法和简化方法按风洞试验确定风载的方法按风洞试验确定风载的方法 ASCE 7-10第第26.1.1条规定，建筑物和其他结构（包括主要抗风体系及其条规定，建筑物和其他结构（包括主要抗风体系及其构件和围护结构）的风载计算，应符合第构件和围护结构）的风载计算，应符合第26章章31章的规定。本章给出了计章的规定。本章给出了计算风荷载的基本参数，以便与本规范中所给出的其他规定配合使用。算风荷载的基本参数，以便与本规范中所给出的其他规定配合使用。ASCE 7-10第第26.1.1条的条文说明中指出，本规范给出的风载计算方法包条的条文说明中指出，本规范给出的风载计算方法包括：风向和风速的确定方法，合适的阵风影响系数和压力系数的选择。同时括：风向和风速的确定方法，合适的阵风影响系数和压力系数的选择。同时考虑了结构可靠度的设置水平，不同暴露类别所产生的效应，风速增大或特考虑了结构可靠度的设置水平，不同暴露类别所产生的效应，风速增大或特殊地形效应，建筑物和其他结构的几何尺寸效应。计算方法中区分了柔性、殊地形效应，建筑物和其他结构的几何尺寸效应。计算方法中区分了柔性、刚性建筑物和其他结构，结构设计应考虑最不利荷载状态。刚性建筑物和其他结构，结构设计应考虑最不利荷载状态。关于基本风速，关于基本风速，ASCE 7-10第第26.5.1条规定，条规定，ASCE 7-10中的基本风速取中的基本风速取值为地面暴露类别为值为地面暴露类别为C、距地面、距地面10m高度处、时距高度处、时距3s的风速值。的风速值。ASCE 7-10第第26.5.1条的条文说明指出：与本规范以前的版本所不同的是，条的条文说明指出：与本规范以前的版本所不同的是，ASCE 7-10针对不同风险级别的建筑物分别给出了不同的基本风速分布图并针对不同风险级别的建筑物分别给出了不同的基本风速分布图并给出了不同的给出了不同的50年超越概率、年超越概率和平均重现期年超越概率、年超越概率和平均重现期MRI（Mean Recurrence Interval），计算风载时不需再考虑重要性系数和风荷载分项系），计算风载时不需再考虑重要性系数和风荷载分项系数。数。ASCE 7-10第第27.2节第一部分在表节第一部分在表27.2-1给出了主要抗风体系中各种高度给出了主要抗风体系中各种高度的封闭、部分封闭和开敞建筑物的风荷载的主要计算步骤：的封闭、部分封闭和开敞建筑物的风荷载的主要计算步骤：第一步：第一步：按按ASCE 7-10表表1.5-1 确确定建筑物或其他结构的风险级别定建筑物或其他结构的风险级别第二步：根据风险级别按图第二步：根据风险级别按图26.5-1A、B或或C 确定基本风速确定基本风速V第三步：确定风荷载的计算参数：第三步：确定风荷载的计算参数：按按 26.6节和表节和表26.6-1确定风向系数确定风向系数Kd；按按 26.7节确定暴露类别；节确定暴露类别；按按 26.8节确定地形系数节确定地形系数Kzt；按按 26.9节确定阵风影响系数节确定阵风影响系数G（相当于中国（相当于中国规范的风振系数规范的风振系数z）；）；按按 26.10节节 确定开敞程度类别；确定开敞程度类别；按按 26.11节和表节和表26.11-1确定内压系数确定内压系数(GCpi)。第四步：按表第四步：按表27.3-1 确定风速压力暴露系数确定风速压力暴露系数Kz或或Kh（相当于中国规范的风压高度变化系数（相当于中国规范的风压高度变化系数z）。）。第五步第五步：按式（：按式（1）确定风速压力）确定风速压力qz或或qh（相当于中国规（相当于中国规范的范的zw0）：）：（1）式中：式中：Kd 按按26.6节确定的风向系数；节确定的风向系数；Kz 按按27.3.1条确定的风速压力暴露系数（相当条确定的风速压力暴露系数（相当于中国规范的风压高度变化系数于中国规范的风压高度变化系数z）；）；Kzt 按按26.8.2条确定的地形系数；条确定的地形系数；V 按按26.5节确定的基本风速；节确定的基本风速；qz 为按式（为按式（1）确定的高度）确定的高度z处的风速压力；处的风速压力；qh为按式（为按式（1）确定的平均屋面高度）确定的平均屋面高度h处的风处的风速压力。速压力。2ztd0.613zzqK K K V第六步：按图第六步：按图27.4-1图图27.4-7 确定外压系数确定外压系数Cp或或CN（相当于中国规范风载体型系数（相当于中国规范风载体型系数s）。）。第七步：计算建筑物各个面上的风压力第七步：计算建筑物各个面上的风压力p：对于刚性建筑物按式（对于刚性建筑物按式（2）计算）计算 （2）式中：式中：q对于迎风墙为对于迎风墙为q=qz，按地面以上高度，按地面以上高度z处的风速压力计算；处的风速压力计算；对于背风墙、侧墙、屋面为对于背风墙、侧墙、屋面为q=qh，按高度，按高度h处的风速压力计算；对于封处的风速压力计算；对于封闭建筑的迎风墙、侧墙、屋面和部分封闭建筑的内部负压为闭建筑的迎风墙、侧墙、屋面和部分封闭建筑的内部负压为q=qi，对，对于于部分封闭建筑的正风压为部分封闭建筑的正风压为qi=qz，偏于保守地也可取，偏于保守地也可取qi=qh；G按按26.9节确定的阵风影响系数（相当于中国规范的风振系数节确定的阵风影响系数（相当于中国规范的风振系数z）；）；Cp按图按图27.4-1图图27.4-3确定的外压系数（相当于中国规范风确定的外压系数（相当于中国规范风载体型系数载体型系数s）；）；GCpi为按表为按表26.11-1确定的内压系数。确定的内压系数。pipi()pqGCq GC 对于柔性建筑物按式（对于柔性建筑物按式（3）计算）计算 （3）式中：式中：q、qi、Cp和和GCpi的意义同前述；阵风影响系数的意义同前述；阵风影响系数Gf应应26.9.5条确定。条确定。fpipi()pqG Cq GC 对于开敞建筑物按式（对于开敞建筑物按式（4）计算）计算 （4）式中：式中：qh平均屋面高度处的风速压力；平均屋面高度处的风速压力；CN净风压力系数，根据顶盖倾角、风向、所考虑的受荷情净风压力系数，根据顶盖倾角、风向、所考虑的受荷情况等因素，按图况等因素，按图27.4-427.4-7确定。确定。hNp