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8，4。順風(fēng)向風(fēng)振和風(fēng)振系數(shù)8.4 1，參考國外規(guī)范及我國建筑工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)和理論研究的實(shí)踐情況 當(dāng)結(jié)構(gòu)基本自振周期T 0,25s時(shí) 以及對(duì)于高度超過30m且高寬比大于1.5的高柔房屋。由風(fēng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)比較明顯。而且隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增長、風(fēng)振也隨之增強(qiáng) 因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮風(fēng)振的影響。而且原則上還應(yīng)考慮多個(gè)振型的影響 對(duì)于前幾階頻率比較密集的結(jié)構(gòu)，例如桅桿 屋蓋等結(jié)構(gòu) 需要考慮的振型可多達(dá)10個(gè)及以上、應(yīng)按隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于T。0,25s的結(jié)構(gòu)和高度小于30m或高寬比小于1，5的房屋.原則上也應(yīng)考慮風(fēng)振影響。但已有研究表明,對(duì)這類結(jié)構(gòu).往往按構(gòu)造要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)已有足夠的剛度,所以這類結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)一般不大,一般來說,不考慮風(fēng)振響應(yīng)不會(huì)影響這類結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全性、8。4，2 對(duì)如何考慮屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問題過去沒有提及.這次修訂予以補(bǔ)充，需考慮風(fēng)振的屋蓋結(jié)構(gòu)指的是跨度大于36m的柔性屋蓋結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量輕剛度小的索膜結(jié)構(gòu)，屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的問題，國內(nèi)外規(guī)范均沒有給出一般性計(jì)算方法，目前比較一致的觀點(diǎn)是。屋蓋結(jié)構(gòu)不宜采用與高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)相同的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算方法、這是因?yàn)?高層及高聳結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)方法.本質(zhì)上是直接采用風(fēng)速譜估計(jì)風(fēng)壓譜，準(zhǔn)定常方法，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向振動(dòng)響應(yīng).對(duì)于高層.聳，結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向風(fēng)振，這種方法是合適的,但屋蓋結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)風(fēng)壓除了和風(fēng)速脈動(dòng)有關(guān)外 還和流動(dòng)分離,再附、旋渦脫落等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象有關(guān),所以風(fēng)壓譜不能直接用風(fēng)速譜來表示。此外。屋蓋結(jié)構(gòu)多階模態(tài)及模態(tài)耦合效應(yīng)比較明顯。難以簡單采用風(fēng)振系數(shù)方法。懸挑型大跨屋蓋結(jié)構(gòu)與一般懸臂型結(jié)構(gòu)類似、第1階振型對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的貢獻(xiàn)最大。另有研究表明，單側(cè)獨(dú)立懸挑型大跨屋蓋結(jié)構(gòu)可按照準(zhǔn)定常方法計(jì)算風(fēng)振響應(yīng) 比如澳洲規(guī)范.AS。NZS，1170.2.2002，基于準(zhǔn)定常方法給出懸挑型大跨屋蓋的設(shè)計(jì)風(fēng)荷載，但需要注意的是 當(dāng)存在另一側(cè)看臺(tái)挑篷或其他建筑物干擾時(shí)，準(zhǔn)定常方法有可能也不適用.8，4,3.8 4、6,對(duì)于一般懸臂型結(jié)構(gòu)、例如框架.塔架,煙囪等高聳結(jié)構(gòu)。高度大于30m且高寬比大于1.5的高柔房屋 由于頻譜比較稀疏,第一振型起到絕對(duì)的作用、此時(shí)可以僅考慮結(jié)構(gòu)的第一振型，并通過下式的風(fēng)振系數(shù)來表達(dá)。式中、為順風(fēng)向單位高度平均風(fēng)力。kN,m?？砂聪率接?jì)算.為順風(fēng)向單位高度第1階風(fēng)振慣性力峰值,kN m、對(duì)于重量沿高度無變化的等截面結(jié)構(gòu).采用下式計(jì)算，式中,ω為結(jié)構(gòu)順風(fēng)向第1階自振圓頻率 g為峰值因子 取為2,5,與原規(guī)范取值2.2相比有適當(dāng)提高.σq1為順風(fēng)向一階廣義位移均方根，當(dāng)假定相干函數(shù)與頻率無關(guān)時(shí)、σq1可按下式計(jì)算、將風(fēng)振響應(yīng)近似取為準(zhǔn)靜態(tài)的背景分量及窄帶共振響應(yīng)分量之和.則式。4.與頻率有關(guān)的積分項(xiàng)可近似表示為,而式，4。中與頻率無關(guān)的積分項(xiàng)乘以φ1。z,μz。z.后以背景分量因子表達(dá),將式、2,式，6、代人式,1、就得到規(guī)范規(guī)定的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算式。8 4，3。共振因子R的一般計(jì)算式為、Sf為歸一化風(fēng)速譜，若采用Davenport建議的風(fēng)速譜密度經(jīng)驗(yàn)公式。則,利用式、7、和式 8,可得到規(guī)范的共振因子計(jì)算公式,8，4、4 1、在背景因子計(jì)算中、可采用Shiotani提出的與頻率無關(guān)的豎向和水平向相干函數(shù)，湍流度沿高度的分布可按下式計(jì)算、式中α為地面粗糙度指數(shù) 對(duì)應(yīng)于A B，C和D類地貌、分別取為0、12.0,15。0。22和0 30，I10為10m高名義湍流度，對(duì)應(yīng)A,B、C和D類地面粗糙度，可分別取0，12。0，14、0 23和0。39,取值比原規(guī)范有適當(dāng)提高.式，6。為多重積分式 為方便使用,經(jīng)過大量試算及回歸分析,采用非線性最小二乘法擬合得到簡化經(jīng)驗(yàn)公式，8、4，5、擬合計(jì)算過程中?？紤]了迎風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)壓相關(guān)性，同時(shí)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)乘以了0 7的折減系數(shù)，對(duì)于體型或質(zhì)量沿高度變化的高聳結(jié)構(gòu).在應(yīng)用公式.8.4,5，時(shí)應(yīng)注意如下問題,對(duì)于進(jìn)深尺寸比較均勻的構(gòu)筑物 即使迎風(fēng)面寬度沿高度有變化 計(jì)算結(jié)果也和按等截面計(jì)算的結(jié)果十分接近。故對(duì)這種情況仍可采用公式，8,4，5,計(jì)算背景分量因子。對(duì)于進(jìn)深尺寸和寬度沿高度按線性或近似于線性變化、而重量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的構(gòu)筑物。例如截面為正方形或三角形的高聳塔架及圓形截面的煙囪 計(jì)算結(jié)果表明.必須考慮外形的影響，對(duì)背景分量因子予以修正 本次修訂在附錄J中增加了順風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的內(nèi)容。順風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的理論與上述風(fēng)振系數(shù)計(jì)算所采用的相同 在僅考慮第一振型情況下.加速度響應(yīng)峰值可按下式計(jì)算、式中，Sq1 ω、為順風(fēng)向第1階廣義位移響應(yīng)功率譜，采用Davenport風(fēng)速譜和Shiotani空間相關(guān)性公式，上式可表示為.為便于使用。上式中的根號(hào)項(xiàng)用順風(fēng)向風(fēng)振加速度的脈動(dòng)系數(shù)ηa表示.則可得到本規(guī)范附錄J的公式 J 1 1、經(jīng)計(jì)算整理得到ηa的計(jì)算用表 即本規(guī)范表J.1.2。8。4、7,結(jié)構(gòu)振型系數(shù)按理應(yīng)通過結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析確定、為了簡化 在確定風(fēng)荷載時(shí)、可采用近似公式,按結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)。對(duì)高聳構(gòu)筑物可按彎曲型考慮,采用下述近似公式。對(duì)高層建筑 當(dāng)以剪力墻的工作為主時(shí)、可按彎剪型考慮 采用下述近似公式 對(duì)高層建筑也可進(jìn)一步考慮框架和剪力墻各自的彎曲和剪切剛度,根據(jù)不同的綜合剛度參數(shù)λ.給出不同的振型系數(shù),附錄G對(duì)高層建筑給出前四個(gè)振型系數(shù)、它是假設(shè)框架和剪力墻均起主要作用時(shí)的情況、即取λ，3。綜合剛度參數(shù)λ可按下式確定，式中.C.建筑物的剪切剛度。EIw，剪力墻的彎曲剛度，EIN,考慮墻柱軸向變形的等效剛度，Cf,框架剪切剛度。Cw。剪力墻剪切剛度 H。房屋總高、