【風(fēng)荷載放大系數(shù)】的具體用法
發(fā)布時間：2024-08-20 人瀏覽
全文強制標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》已于今年1月1日起實施。規(guī)范中的“風(fēng)荷載放大系數(shù)”引起大家的廣泛關(guān)注和討論。
1、風(fēng)荷載放大系數(shù)和荷載規(guī)范的風(fēng)振系數(shù)、陣風(fēng)系數(shù)有什么關(guān)系？
風(fēng)荷載放大系數(shù)是風(fēng)振系數(shù)、陣風(fēng)系數(shù)的統(tǒng)稱。
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中的風(fēng)振系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)都是在平均風(fēng)壓基礎(chǔ)上的放大系數(shù)。它們都是因為要考慮風(fēng)壓隨時間的上下波動（風(fēng)荷載脈動）而引入的，只不過陣風(fēng)系數(shù)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，只取決于風(fēng)場特性；而風(fēng)振系數(shù)用于主要受力結(jié)構(gòu)，除了風(fēng)場特性之外還和結(jié)構(gòu)的動力特性相關(guān)。規(guī)范的“風(fēng)荷載放大系數(shù)”是這兩個系數(shù)的統(tǒng)稱，第4.6.5條的第1款和第2款分別規(guī)定了主要受力結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載放大系數(shù)的取值要求。
2、主要受力結(jié)構(gòu)的放大系數(shù)不能小于1.2，是對所有工程結(jié)構(gòu)都適用嗎？和原來荷載規(guī)范的風(fēng)振系數(shù)適用范圍似乎不同？
是的。和原來荷載規(guī)范的規(guī)定有所不同，主要受力結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載放大系數(shù)的規(guī)定，適用于所有工程結(jié)構(gòu)。
作用于結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓時時刻刻都在發(fā)生變化，即使不考慮動力放大效應(yīng)、將結(jié)構(gòu)作為準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)構(gòu)（即根據(jù)Kx(t)=P(t)計算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)），風(fēng)荷載引起的響應(yīng)也是圍繞均值波動的（見下圖）。只用平均風(fēng)荷載進(jìn)行設(shè)計，將會低估結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。因此，所有工程結(jié)構(gòu)在進(jìn)行主要受力結(jié)構(gòu)設(shè)計時，都應(yīng)當(dāng)考慮風(fēng)荷載脈動的增大效應(yīng)，在平均風(fēng)荷載基礎(chǔ)上乘以放大系數(shù)。而且根據(jù)通用規(guī)范，主要受力結(jié)構(gòu)的放大系數(shù)不應(yīng)小于1.2。
黑實線是結(jié)構(gòu)實際響應(yīng)隨時間的變化，圍繞著平均響應(yīng)（黑色虛線）上下波動。藍(lán)色曲線是將結(jié)構(gòu)作為準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)構(gòu)時得到的響應(yīng)，其脈動部分即荷載規(guī)范中的“背景分量”。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第8.4.1條，規(guī)定了順風(fēng)向風(fēng)振的考慮對象，一些低矮房屋和剛度較大的高聳結(jié)構(gòu)不在此列。但荷載規(guī)范的條文說明也指出：這些結(jié)構(gòu)原則上也應(yīng)考慮風(fēng)振影響，只是由于這類結(jié)構(gòu)剛度較大，風(fēng)振響應(yīng)一般不大，不考慮風(fēng)振一般不會影響其抗風(fēng)安全性。《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》本次明確了所有工程結(jié)構(gòu)均應(yīng)考慮風(fēng)荷載脈動的增大效應(yīng)，這是一個重要變化。
3、對于原先不考慮順風(fēng)向風(fēng)振的結(jié)構(gòu)，是否將放大系數(shù)取為1.2即可？
可以但未必準(zhǔn)確。
作為全文強制的《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》，其定位是技術(shù)法規(guī)，作用不是直接指導(dǎo)設(shè)計，重點在于提要求、明底線，所以規(guī)范中所規(guī)定的都是工程建設(shè)中的控制性底線要求，其中的量化指標(biāo)都是最低取值標(biāo)準(zhǔn)，不能將1.2作為風(fēng)荷載放大系數(shù)的一般取值依據(jù)。主要受力結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載放大系數(shù)取1.2，不違反通用規(guī)范的強制要求，但取值不一定合理準(zhǔn)確。
4、那風(fēng)振系數(shù)應(yīng)該如何取值呢？
風(fēng)振系數(shù)仍然可以按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計算。此外，對于剛度較大的結(jié)構(gòu)，風(fēng)振系數(shù)可以參考陣風(fēng)系數(shù)取值；細(xì)長、柔性的重要結(jié)構(gòu)，建議進(jìn)行風(fēng)洞試驗。
荷載規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容經(jīng)受了長期的工程實踐考驗，所以風(fēng)振系數(shù)仍然可以按照荷載規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行計算。只是風(fēng)振系數(shù)計算值低于1.2的，需要提高取值。原先不考慮風(fēng)振系數(shù)的，需要考慮乘以不小于1.2的風(fēng)振系數(shù)。
在荷載規(guī)范未修訂以前，對于剛度較大、荷載規(guī)范規(guī)定可以不考慮風(fēng)振的結(jié)構(gòu)，其風(fēng)振效應(yīng)可以只考慮“背景分量”造成的荷載放大，即將陣風(fēng)系數(shù)乘以0.85當(dāng)作風(fēng)振系數(shù)來使用。而對于荷載規(guī)范無法涵蓋的重要復(fù)雜結(jié)構(gòu)或者重要的柔性建筑結(jié)構(gòu)，建議進(jìn)行風(fēng)洞試驗。
5、《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定計算主剛架時的放大系數(shù)取1.1。通用規(guī)范實施后，是將原來的放大系數(shù)由1.1改為1.2，還是在原來1.1的基礎(chǔ)上再乘以1.2？
具體情況具體分析，需要以門剛規(guī)范編制組的意見為準(zhǔn)。通用規(guī)范的風(fēng)荷載放大系數(shù)，是考慮風(fēng)荷載脈動的增大效應(yīng)，在平均風(fēng)荷載基礎(chǔ)上的放大系數(shù)。因此，主剛架的放大系數(shù)應(yīng)該如何取值，取決于門剛規(guī)范風(fēng)荷載計算公式的物理含義。如果該系數(shù)是在平均風(fēng)荷載基礎(chǔ)上、考慮風(fēng)荷載脈動的放大系數(shù)，則1.1低于1.2的最低限值，需要提高該系數(shù)取值；而如果該系數(shù)只是考慮門剛屬于風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)而對基本風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整，則計算得到的仍然是平均風(fēng)荷載，還需要另行乘以通用規(guī)范規(guī)定的“風(fēng)荷載放大系數(shù)”。但需再次強調(diào)，1.2并不是一般性的取值依據(jù)，所以既不是將1.1改為1.2即可，也不是將二者連乘就行，需要具體情況具體分析。
另外，按照現(xiàn)行荷載規(guī)范主剛架設(shè)計是可以不考慮風(fēng)振的，而根據(jù)通用規(guī)范的要求，所有結(jié)構(gòu)都需要考慮風(fēng)振。這個重要變化會影響門剛規(guī)范的修編思路。因此門剛主剛架風(fēng)荷載的取值方法，應(yīng)當(dāng)以門剛規(guī)范編制組的意見為準(zhǔn)。
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