18.何谓风振系数βz、阵风系数βzg?
(1)风振系数βz
对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋,以及基本自振周期大于0.25s的各种高耸结构,由风引起的结构振动比较明显,而且随着结构自振周期的增长,风振也随之增强。因此在设计中应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。顺风向风振相应的计算应按结构随机振动理论进行。对于一般的竖向悬臂型结构,可仅考虑结构第一振型的影响。z高度处的风振系数βz可按下式计算:
式中 g——峰值因子,可取2.5;
I10——10m高度名义湍流强度,对应A类、B类、C类和D类地面粗糙度,可分别取0.12、0.11、0.23和0.39;
R——脉动风荷载的共振分量因子;
Bz——脉动风荷载的背景分量因子。
1)脉动风荷载的共振分量因子R
脉动风荷载的共振分量因子R可按下列公式计算:
式中 f1——结构第1阶自振频率(Hz);
kw——地面粗糙度修正系数,对应A类、B类、C类和D类地面粗糙度,可分别取1.28、1.0、0.54和0.26;
ζ1——结构阻尼比,对钢结构可取0.01,对有填充墙的钢结构房屋可取0.02,对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05,对其他结构可根据工程经验确定。
2)脉动风荷载的背景分量因子Bz
对体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑和高耸结构,可按下式计算:
式中 φ1(z)——结构第1阶振型系数;
H——结构总高度(m),对A、B、C和D类场地粗糙度,H的取值分别不应大于300m、350m、450m和550m;
ρx——脉动风荷载水平方向的相关系数;
ρz——脉动风荷载竖直方向相关系数;
k、α1——系数,按表2-16取值。
表2-16 系数k和αl取值
脉动风荷载水平方向的相关系数ρx可按下式计算:
式中 B——结构迎风面宽度(m),B≤2H。
脉动风荷载竖直方向相关系数ρz可按下式计算:
式中 H——结构总高度(m),对A、B、C和D类地面粗糙度,H的取值分别不应大于300m、350m、450m和550m。
风压高度变化系数μz可按下列公式计算:
式中 z——风压计算点离地面高度(m);
ψ——地面粗糙度、梯度风高度影响系数,见表2-14;
α——地面粗糙度指数,见表2-14。
(2)阵风系数βzg
计算围护结构风荷载时所采用的阵风系数βzg(表2-17),不再区分幕墙和其他构件,统一按下式计算:
表2-17 阵风系数βzg