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JGJT481-2019屋盖结构风荷载标OCR.pdf

“风敏感屋盖结构”。在屋盖结构抗风设计中，可根据屋盖主要承 重结构的风振响应各组成部分的比例，由结构风工程科研人员确 定是否将屋盖结构看作“风敏感结构”，并为工程设计人员提供 风荷载取值建议。对于跨度很大和结构自振频率低的屋盖结构， 当无法明确确定是否为“风敏感屋盖结构”，偏于安全地将其视 作风敏感屋盖结构

3.0.3屋盖结构在建造过程中，由于建筑体型和结构状态在不

变化，建筑物表面风荷载和结构性能与完全成型后存在较大美 ，风荷载可能引发建造阶段的安全事故。因此，建议在屋盖主 承重结构完成、安装屋面板完成50%等关键施工阶段，验算 盖结构的抗风安全性。考虑到屋盖建造的工期较短，将屋盖 看作临时状态下的结构，其风压取10年重现期风压。

3.0.4建筑物表面风荷载的大小与建筑物的体型形状密切相关。

电体玺的 时，在侧墙面、屋面部位易产生气流分离，形成较大风吸力。选 择流线型的屋盖结构可有效减小屋盖结构承受的整体风荷载；相 反，屋盖结构的钝体特征越明显，其承受的风荷载可能越大。大 跨度屋盖、轻柔屋盖通常属于风荷载敏感性结构，其整体外形常 常需要经过优化，以减小屋盖主要承重结构的风荷载。 在尖锐的墙角、屋檐、屋脊等部位产生气流分离，建筑物表 面形成锥形涡、柱状涡等流动现象；在这些涡的作用下新建大桥施工方案及施工方法，建筑物 表面形成极大的局部吸力。因此，对于封闭式房屋的屋盖结构， 在屋盖边区、屋脊等部位适当地改变建筑物局部外形，避免气流 分流，可大大减小屋盖围护结构的风荷载。重要的天跨度建筑亦 应在风洞中对气动优化前后的建筑物进行试验，评价减小整体风 荷载和局部风荷载气动措施的有效性。 风荷载作用下，悬挑结构上下表面叠加后的净体型系数很 大，而且当悬挑长度过大时，结构轻柔将导致结构的动力放大作 用更为显著，风荷载将在悬挑根部产生很天的弯矩，故应尽量减 少使用大悬挑的结构体型

3.0.5屋盖结构设计时，风荷载的分项系数、组合值系数、频 遇值系数和准永久值系数按照现行国家标准《建筑结构荷载规 范》GB50009的规定确定。按照结构构件的可靠度理论可得到 这些系数具体值，现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标 准》GB50153、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068中 有明确规定。 对于线性结构，可分别进行单一荷载作用下的计算分析，其 组合作用效应可以采用叠加法。因此，线性结构的荷载组合作用 下的效应与效应组合是等价的，效应组合系数与荷载组合系数相 同。对于材料非线性或儿何非线性结构，荷载作用效应不具有可 加性，此时，应先进行荷载组合，再计算其结构效应 3.0.6根据国外现行规范的规定，主要承重结构抗风设计至少 考虑4个风向角进行计算分析；本标准引用了这一规定。对于对 称建筑物，本标准附录A、附录B提供了2个风向角情况下的体 型系数和脉动风效应等效风压系数；根据对称性，相当于提供了 4个或者8个风向角的风荷载。对于重要且体型复杂建筑物的抗 风设计，宜考虑增加不利风向角的数量。 3.0.7在不同风向角风荷载作用下，围护结构的风压最值是不 相同的：如果不考虑风气候的风向效应，建筑物外表面所有风向 中的风压最不利值是确定围护结构外表面风荷载的依据。美国、 加拿大、日本等国家的荷载规范采用风压最值的全风向包络值规 定了围护结构的风压标准值。另一方面，英国、欧洲和澳大利亚

考虑4个风向角进行计算分析；本标准引用了这一规定。对于 你建筑物，本标准附录A、附录B提供了2个风向角情况下的 型系数和脉动风效应等效风压系数；根据对称性，相当于提供 个或者8个风向角的风荷载。对于重要且体型复杂建筑物的 风设计，宜考虑增加不利风向角的数量

3.0.7在不同风向角风荷载作用下，围护结构的风压最

相同的；如果不考虑风气候的风向效应，建筑物外表面所有风向 中的风压最不利值是确定围护结构外表面风荷载的依据。美国、 加拿大、日本等国家的荷载规范采用风压最值的全风向包络值规 定了围护结构的风压标准值。另一方面，英国、欧洲和澳大利亚 规范将对称建筑物的风荷载分为4个风向区间，每个风向区间包 含90°风向范围，以每个风向区间内风压最不利值规定了围护结 构的风压标准值。 在我国建筑结构设计时，基于风洞试验确定围护结构风荷 载，通常给出全风向情况下的围护结构最不利风荷载，作为围护 结构承载力和变形验算的依据。本标准总结了国外规范和我国工 程设计实践经验，给出了全风向最不利情况的风荷载标准值，为 设计人员提供了概念科学合理、简单易用的围护结构风荷载标准

值，发展和完善了我国有关标准的内容

3.0.8对于轻质屋盖结构，上吸风荷载效应可能大于重力荷载 效应；上吸风荷载是控制荷载，重力荷载与上吸风荷载方向相 又，重力荷载对围护结构有利。在荷载基本组合中，本条明确了 重力荷载对围护构件有利情况下的荷载分项系数不应大于0.9， 通常取0.9。

3.0.9轻型屋盖结构（例如金属屋盖）的围护结构由条与面

板组成，面板与標条的连接往往是保证抗风安全性的主要环节。 目前，屋盖结构的风致破坏主要发生在屋面板与標条之间的连接 牛破坏，容易成为结构的薄弱位置。因此，对连接件强度、变形 的设计验算及构造措施是屋盖结构抗风设计的重要内容之一。 3.0.10屋面围护系统包括屋面板、防水层、保温隔热层、隔气 层、標条及连接件等。当新型屋面围护系统首次应用时，需要进 行抗风揭试验确定抗风承载力和变形能力，而对于已有形式的屋 面围护系统，则可以根据以往风揭试验的试验报告确定围护系统 的抗风承载力和变形能力。 本条中的“连接强度”是指压型金属板与支架、支座之间的 锁缝强度。围护构件之间的连接强度根据力学性能试验确定，

4屋盖主要承重结构风荷载

4.1.1现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009计算多种

4.1I.I现行国家标准《建巩结构何载规范》GB50009计算多科 荷载共同作用下的结构响应时，采用荷载组合方法，在结构上施 加风荷载并与其他荷载进行组合，进行结构计算和验算；该标准 给出了规则体型高层、高结构风荷载的具体计算公式，工程设 计时，采用荷载组合方法十分方便 对于复杂体型和重要的屋盖结构，需要进行风洞试验和随机 振动分析，得到结构的风振响应，此时若采用荷载组合方法，则 需要根据随机振动分析得到的结构风振响应计算等效静风荷载。 实际上，若采用荷载效应组合，不需要进行等效静风荷载计算 将风振响应直接与其他荷载效应组合，更为方便。此外，复杂结 构的等效静风荷载计算是一个难点问题，难以保证结构所有位置 响应的高精度等效。基于上述考虑，本条既规定了荷载组合方 法，亦规定了荷载效应组合方法；从结构可靠度理论可知，荷载 效应组合系数与荷载组合系数是相同的。 4.1.2现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的条文说 明指出，屋盖结构不宜采用与高层建筑和高算结构相同的风振系 数计算方法，其中一个重要原因在于屋盖表面经常出现平均风压

4.1.2现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的

明指出，屋盖结构不宜采用与高层建筑和高聋结构相同的风振系 数计算方法，其中一个重要原因在于屋盖表面经常出现平均风压 幅值较小，基至为0的区域，此时若按风振系数概念，平均风压 幅值较小处风振系数很大，或出现奇异值，从概念上将导致动力 放大作用更为显著的错觉，屋面区域内风振系数变化剧烈 本标准采用平均风荷载与脉动风效应的等效静风荷载之和的 形式，表达屋盖主要承重结构的风荷载标准值，提出了脉动风效 应等效风压系数。从数值上来看，体型系数与脉动风效应等效风 压系数之和相当王现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB

4.1.3结构风效应包括结构平均风效应和脉动风效应。根

4.2.1多年来，编制组及多家研究机构积累了大量建筑屋盖风 洞试验数据，总结了常见体型屋盖结构的体型系数。考虑到屋面 尺度较大，屋面风压变化梯度较大，本标准附录A规定的屋面 本型系数分区比现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 更细致。因此，当本标准规定的体型系数与现行国家标准《建筑

结构荷载规范》GB50009不一致时，宜采用本标准数值；本标 准未做规定的，可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定。相对于实际工程的建筑体型种类，本标准所给数据 仍然是有限的，风洞试验仍应作为抗风设计重要的辅助工具，尤 其是对于体型复杂而且重要的屋盖结构。 4.2.2高层、高结构的等效静风荷载针对的等效目标十分明 确，如项点侧移或者基底弯矩，由于风致振动响应主要由第一振 型起控制作用，经理论分析可以比较方便地得到高层、高算结构 的等效静风荷载，能同时适用于计算不同位置和不同类型结构响 应。与此不同，大跨屋盖结构等效静风荷载计算是一个十分复杂 的问题。大跨屋盖结构常常自振频率分布密集，风振响应具有多 振型参与的特点，振动过程中不同位置的响应不再保持同步，即 不在同一时刻达到其极值。屋盖结构的等效静风荷载需要考虑的 等效目标多种多样，以不同位置的风效应最值作为等效目标就会 得到不同的等效荷载分布，针对多目标的最不利等效静风荷载难 以准确确定。 以往的大跨屋盖结构抗风设计中，如何合理确定主承重结 构风荷载标准值一直是一个难点问题。为了解决这一问题，近 十年来国内外研究人员提出了同时针对结构多个最值响应的多 目标等效静风荷载分析方法，并在风洞试验和风振咨询分析中 逐渐被采用。本标准编制组针对该问题，开展了近20年的研究 工作，对于一些常见的体型规则的屋盖结构形式，编制组通过 大量参数分析工作，分析风荷载参数和结构参数（矢跨比、跨 度和屋面质量）对各类结构形式的等效静风荷载影响规律，总 结归纳出其脉动风效应等效风压系数的取值，具体结果见本标 准附录B。对于更多的复杂体型屋盖结构，则应开展风洞试验 进行风振动力分析，通过等效静风荷载分析方法确定其脉动风 效应等效风压系数，本标准附录C给出了代表性的等效静风荷 载计算方法。

4.3.3屋盖主要承重结构自由度众多、频率密集，已

明，一些结构的振型耦合效应对结构风振响应的影响可达10% 左右，当采用基于振型叠加的时程分析法或频域分析法时，需要 考虑振型间的耦合效应，建议采用可考虑参振振型间相关性的 CQC法、虚拟激励法或其他能够考虑模态耦合效应的分析方法。

值的概率分析和估计，确定开敲式建筑物围护结构风压最值。本 标准采用外表面净风压表达开敲式建筑物围护结构的风荷载，此 时不考虑内压。 2）平均速压与阵风速压 在国外荷载标准的风荷载条文规定中，参考速压采用平均速 玉或者阵风速压；其中平均速压时距为10min或者1h，阵风速 玉的时距为3s。对于围护结构风荷载，外表面风压最值表达为 风压系数最值与平均速压或阵风速压之积的形式，内压表达为内 玉系数与平均速压或阵风速压之积的形式。加拿天、日本规范分 别采用1h、10min平均速压和相应的风压系数最值表达围护结 构外表面风荷载标准值；美国、澳大利亚规范采用3s阵风速压 和相应的风压系数最值表达围护结构外表面风荷载标准值。 在英国规范中，定义了时距1h基本风速及阵风风速，二者 之间的变换关系包含风速阵风系数、风速高度变化系数等参数； 由阵风风速得到阵风速压，利用阵风速压和相应的风压系数最值 表达围护结构的风荷载标准值。在欧洲规范中，定义了时距 10min基本风速、基本速压及阵风速压，阵风速压与基本速压之 间的比值称为速压阵风系数；利用阵风速压和相应的风压系数最 值表达围护结构的风荷载最值。 本标准沿用了现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中基本风压的规定，规定以屋盖平均高度处的10min平均 速压作为参考速压确定风压系数最值和内压系数。 3）风压系数最值与局部体型系数的关系 采用风压系数最值表达围护结构风荷载标准值，明确了围护 结构风荷载的物理含义，并且与加拿大、日本等国家的现行规范 的规定一致或者类似。另一方面，本标准给出了风压系数最值的 全风向最不利值作为确定围护结构风荷载标准值的依据，简化了 表达方式，方便工程设计人员应用。因此，本标准围护结构风荷 载的规定是对现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的 发展和完善，并且借鉴了多个国外规范的相关规定。

5.0.2根据建筑物表面洞口、孔隙的尺寸、位置、数量等因素，

房屋建筑分为封闭式房屋、半开敬式房屋和开敬式房屋。墙面开 同率小于1%并且墙面无主导洞口的建筑物称为封闭式建筑物； 单面外墙开洞率大于80%的建筑物称为开敲式建筑物；其他建 筑物称为半开式建筑物。开敬式建筑物的内压系数为零；半开 敬式建筑物的内压系数与洞口位置、面积、数量等因素有关，其 取值范围较大；封闭式房屋的内压系数在各国规范中的取值相对 比较统一。鉴于此，本条只规定了封闭式房屋的内压系数 对于通常意义上的封闭式房屋，由于存在烟岗、通风管道 换气扇以及门窗缝隙等孔隙，室内外气流仍然可以发生交换，从 而在建筑物室内产生内压。通常情况下，室内外温差、烟窗效 应、机械通风等现象导致气流经过空隙流出室内或流进室内，室 内呈现负压或正压，对室内墙面、屋面产生吸力或压力。本条考 虑封团式房屋室内出现负压、正压的不利情况，规定室内出现负 压的内压系数为一0.3、室内出现正压的内压系数为十0.2；按照 外吸内顶、外压内吸两种风荷载工况，对屋盖围护结构施加风 荷载。

直接承受风荷载的围护结构可按风荷载从属面积进行折减。本 召用了这一规定，并且明确规定直接承受风荷载的围护结构风 系数最值不考虑从属面积折减，

5.0.4风及作用在建筑物表面的风荷载具有方向性效应

定场地条件下，不同方向、相同发生概率的风速最值是不相同 的，此现象称为风气候的方向性效应。对于特定的建筑物，不同 方向的风与建筑物表面的相互作用产生不同的风压系数，此现象 称为风压系数的方向性效应。当不考虑风荷载方向效应时，将指 定重现期的速压与最不利风压系数的乘积作为建筑物的最不利风 荷载。实际上，最大速压与最不利风压系数的方向可能是不同 的，不考虑方向性效应高估了风荷载。因此，当气象资料充分 时，可考虑风荷载的方向性效应，对风荷载或风速进行风向

荷载风向折减系数，但其最小值不应小于0.9。 在台风地区，对台风路径、风速、气压的长时间观测数据相 对较少，观测数据非常有限，通常利用蒙特卡洛模拟方法生成台 风的大量数据，建立台风风速、风向以及风压系数最值的联合概 率分布，确定围护结构的风向折减系数。本条规定不包含台风地 区的风向折减问题

6风洞试验和计算流体动力学模拟

6.1.1本条规定了屋盖结构风洞试验过程中，各个技术参数 如阻塞率、风向角间隔、测点布置、测压管道修正等）应符合 现行行业标准《建筑工程风洞试验方法标准》JGJ/T338的 规定。

面大气边界层影响，风洞试验过程中，应重点要求近地面屋盖高 度区域内风场参数满足现行国家标准和行业标准。本条借鉴美国 风洞试验标准中部分边界层模拟的规定，给出了近地面部分边界 层的平均风速部面、瑞流强度部面应符合国家现行标准的相关 规定。

验风速要求及雷诺数要求。计算雷诺数所用到的特征尺度取屋盖 平均高度。

分尺度之比，应尽量接近于建筑物几何缩尺比。但在实际风洞实 验过程中，采用被动模拟方法（尖劈、粗糙元和挡板等）模拟大 气边界层时，瑞流积分尺度相似比常常在1/300～1/800范围内。 与此同时，若采用过小的建筑物儿何缩尺比，将难以刻画低矮建 筑物的几何细节，同时，模拟边界层底部区域与实际边界层参数 吻合精度相对较差，由于大跨度建筑物高度较低，若采用过小缩 尺比，屋盖表面影响范围内的风场模拟误差相对较大，故当屋盖 结构尺度较小时，适当降低对流积分尺度的相似性要求，但不 应与建筑物儿何缩尺比相差过于悬殊，具体要求借鉴美国风洞试 验标准的规定。由于现行国家标准《建筑结构荷载规范》G

50009未规定大气边界层积分尺度取值，可借鉴现行行业标准 《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T3360－01的规定，积分尺度 可按表1取值。

表1大气边界层200m高度范围的瑞流积分尺度

6.2计算流体动力学模拟要求

6.2.1本条规定了计算流体动力学（CFD）模拟应符合现行行 业标准《建筑工程风洞试验方法标准》JGJ/T338的规定 5.2.2本条规定了大涡模拟得到的体型系数可以用于初步确定 主要承重结构的平均风荷载。工程设计人员可根据经验确定风振 系数，利用本标准或现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009计算屋盖结构风荷载，进行计算分析，用于初步阶段的结 构设计。

6.2.3本条规定了对计算模型的要求

6.2.4本条规定了对风场的要求。

编制组的科研人员对平屋盖、球面屋盖、柱面屋盖、悬挑屋 盖进行了大量的风洞测压试验，根据这些试验数据，经综合分析 制订了本附录条文。 在结构设计过程中，需要考虑多个风向的影响。考虑到建筑 物体型的对称性，本附录仅给2～3个风向的体型系数，结构设 计人员可以根据建筑物对称性获得更多风向的体型系数，计算相 应风向的风荷载，分别施加在结构上。当建筑物体型与本附录规 定相同或相近时，可直接采用本附录列出的体型系数。对于体型 复杂或重要的房屋结构，风洞试验仍应作为抗风设计重要的辅助 工具。 本附录给出的体型系数是在B类地貌风场的风洞试验中得 到的，建筑模型的屋檐高度与跨度的比值在1/5～1/3。需要指 出的是，影响屋盖表面风荷载的因素众多，风洞试验难以充分考 虑所有因素的影响，大量风洞试验结果和研究表明，地貌类型对 体型系数的影响较小，但屋盖的屋檐高度对屋面体型系数有较大 影响，敌屋檐高度与跨度的比值超出上述试验范围时，需要采用 风洞试验或相关资料评估屋檐高度对屋面体型系数的影响。另 外，本附录规定的体型系数适用于没有受到建筑物干扰效应影响 的单体建筑；当建筑物周围近距离存在其他建筑物时，不可直接 套用本附录中给出的体型系数值，需要评估周围建筑物的干扰效 应影响。 柱状屋面的体型系数是依据长宽比为1：1、2：1和3：1的 试验模型测压数据制订的。对于矩形平面的柱状屋面，多篇文献 的研究结果表明，当长宽比小于2时，长宽比对屋面的平均风压 分布有较大影响；当长宽比在2～3时，平均风压分布较为接近。

因此，本附录分别给出了当长宽比小于或等于1，或长宽比在 23的体型系数值；当长宽比介于1～2时，按照线性插值方法 确定屋面体型系数。 悬挑屋盖体型系数适用于悬挑长度为10m～25m、长跨比在 2～4、通风率不超过30%、倾角在0°～10°的平面矩形或弧形悬 挑屋盖结构

附录B典型屋盖结构脉动风效应等效风压系数

基于屋盖主要承重结构脉动风效应及其等效静风荷载的大量 参数化分析，制订了本附录条文。当屋盖主要承重结构受力体系 与本附录规定相同时，可直接应用脉动风效应等效风压系数确定 屋盖主要承重结构脉动风效应等效静风荷载标准值。 针对每一类典型类型屋盖主要承重结构，在等效静风荷载的 参数化研究过程中，首先确定参数化分析方案，确定各个重要影 响因素的变化范围，并进行屋盖结构设计，涵盖实际工程的主要 应用范围；然后，根据风洞试验得到的脉动风压系数及现行国家 标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定施加脉动风荷 载，采用随机振动分析方法计算结构在脉动风荷载作用下的风振 响应；最后，按本标准附录C计算脉动风效应等效风压系数， 针对具体结构的风振响应特点和结构动力特性，对参数化分析结 果进行归纳总结，并考虑工程应用的方便性，给出脉动风效应等 效风压系数的简化表达形式。 针对各类结构体型，进行脉动风效应等效风压系数参数化研 究的过程中，失跨比、结构跨度、屋盖自重等结构参数在工程常 用范围内变化，结构分析模型满足构件强度、稳定和变形等规范 限值要求，屋面质量变化范围在40kg/m²～120kg/m；结构跨 度的参数分析范围和结构体系有关。风荷载影响参数中，基本风 压变化范围在0.25kN/m²～1.0kN/m²，考虑了A、B、C、D等 地貌类型的影响。 需要指出，脉动风效应等效风压系数与风荷载特性密切相 关，与本标准附录A相同，风洞试验过程中建筑物模型屋檐高 度与跨度之比在1/5～1/3。主要选取各节点的竖向位移和各构 件的杆件应力作为等效且标，采用本标准附录C规定的多且标

等效静风荷载分析方法，计算各类结构形式的脉动风效应等效风 压系数。为了应用方便，脉动风效应等效风压系数仅用结构一阶 或二阶振型表示。按照本附录计算的屋盖主承重结构风荷载主要 用于结构的位移和杆件内力计算；对于风振响应由单一振型起控 制作用时（如平屋盖），脉动风效应等效风压系数用结构近似振 型表示时，用来计算下部支承结构支座反力的偏差较小；对于多 振型参与结构振动十分显著的结构（主要是指球面网壳结构）， 脉动风效应等效风压系数分布用虚拟的荷载分布形式表示，用来 计算下部支承结构的支座反力将可能存在较大偏差。 需要特别指出的是：尽管本附录给出的各类典型结构脉动风 效应等效风压系数仅用少量振型或分布形式表示，但在计算等效 静风荷载所用到的风效应最值，已经考虑了足够多振型的贡献 满足计算精度要求。这一处理方式，主要是方便结构工程师 使用

B.0.1本条规定了地貌类型和结构阻尼比对脉动风效应等效风 压系数的调整系数

B.0.1本条规定了地貌类型和结构阻尼比对脉动风效应等效风

地貌类型主要影响风场中的瑞流度和风速部面分布，从而对 屋面脉动风荷载产生较大影响，进一步对风振响应和等效静风荷 载产生较大影响。从地貌类型A至地貌类型D，流度逐渐增 大，屋面的脉动风荷载幅值也相应逐渐增大，其他参数相同的条 下，脉动风效应等效风压系数也有增大的趋势。 阻尼比是影响结构动力放大作用的重要参数，阻尼比越大， 结构风振响应和脉动风效应等效风压系数越小。本附录第B.0.2 条～第B.0.5条的脉动风效应等效风压系数主要针对B类地貌、 阻尼比为0.02情况的计算结果。通过大量分析，给出了地貌类 型为A、C、D以及结构阻尼比为0.03的脉动风效应等效风压系 数调整系数。 B.0.2本条规定了平面桁架、平面张弦桁架和平板网架的脉动

当风向与桁架跨度方向平行时，位于端部和中间位置桁架白

B.0.4本条规定了单层球面网壳结构的脉动风效应等效

在风荷载作用下，周边固定铰支承单层球面网壳的三维空间 作用效应十分明显，风振响应特性十分复杂，需要考虑大量振型 的影响，此时难以采用少量简化函数来表示脉动风效应等效风压 系数。通过对大量算例参数化分析，按照本标准附录C计算脉 动风效应对应的等效静风荷载，对其分布规律进行总结发现，等 效静风荷载具有图B.0.4的分块特征，每块内的脉动风效应等 效风压系数相近。因此，单层球面网壳的脉动风效应等效风压系 数采用目前的分区形式表达，给出了分区脉动风效应等效风压系 数与结构折算频率的拟合公式。同时，根据对称性，可确定其他 风向的脉动风效应等效风压系数。需要指出的是，由于该类结构 的多振型参数特性十分显著，脉动风效应等效风压系数分布是用 虚拟的荷载分布形式表示，不是用结构振型表示的可能存在的最 不利荷载分布形式，所给出的脉动风效应等效风压系数是根据位 移和构件内力等效计算确定，用来计算下部支承结构的支座反力 将可能存在较大偏差。与此同时，为了工程应用方便，位移和构 件内力计算采用了相同的脉动风效应等效风压系数，此时将高估 构件内力10%~20%。

B.0.5本条规定了悬挑平板网架及桁架的脉动风效应等效风压

.0.5本杀规定了态挑平 系数，其适用范围为结构跨度在10m～25m。 矩形及弧形悬挑屋盖结构在风荷载作用下，三维空间作用效 应较为明显，端部及中间跨所作用的脉动风荷载特性差异较大， 且风荷载空间相关性较为复杂。对于纵向联系较弱的屋面桁架体 系，可分榻简化为二维桁架进行计算，等效静风荷载应根据桁架 立置确定。对于整体受力为主的网架体系结构，在参数化分析时 发现一般以前三阶振型及其耦合作用为主，等效静风荷载的形式 不易用某阶振型函数进行表达，因此采用分区形式表送，并给出 了分区脉动风效应等效风压系数与结构折算频率的拟合公式。通 过对比分析，采用拟合得到的等效静风荷载表达式计算的风振响 应最值能够包络动力分析结果

附录C脉动风效应等效静风荷载计算方法

C.0.1本条规定了等效静风荷载计算可选用单目标等效或多目 标等效方法。 等效静风荷载能够保证在该荷载作用下的结构静力响应与实 际动力响应最值相同或相近。等效静风荷载的分布与所等效的目 标效应密切相关，一般选择结构的关键响应。屋盖结构的关键响 应包括结构不同位置的最大位移响应、不同构件的最大内力响应 和最大支座反力等，有时还需要考虑不同的响应方向。单目标 （以单个最值响应作为等效目标）等效静风荷载法的计算相对简 单，但是仅能保证单目标响应等效，在该等效静风荷载作用下， 其他响应可能与其实际最值响应不能保证完全吻合。对于形体较 为规则、以单一振型振动为主的屋盖结构，脉动风作用下结构各 位置振动保持同相位，各响应同时达到响应极值，针对某一个目 标效应的等效静风荷载也适用于其他位置响应，适合采用单目标 等效静风荷载分析方法。 当风振响应中多振型参与效应明显时，针对某一目标响应的 等效静风荷载计算其他响应易出现较大误差；此时若考虑多个单 目标响应等效，需要多个单目标等效静风荷载分布形式，分别施 加在结构上，与其他荷载效应进行组合。显然，结构工程师需要 施加多个单目标等效静风荷载，工作量较大。多目标（以多个最 直响应为等效目标）等效静风荷载可同时考虑多个目标响应与真 实响应等效，相对更加精确，但计算过程也更加复杂。对于复杂 屋盖结构，宜采用多目标等效静风荷载方法计算。

为等效。其原理如下所述。 若等效静风荷载可实现N个最值响应等效，则应该满 式

(β)i(pe)=<β)iLpm](c)=ri ()2(e)=()2[m](c)=2 (B)(e)= (B)pm(c)=r

式中：（pe) 等效静风荷载； (β)T一一第i个等效目标的影响线函数； r：一一脉动风荷载作用下第i个等效目标的最值响应； ［PM］一一多目标等效静风荷载的M个基向量，称之为荷 载基本分布形式； (c）一一多目标等效静风荷载的M个基向量的组合系数， 是一个待求系数矩阵。 多目标等效静风荷载（力）的计算主要包括三个步骤： 1）根据风振响应动力分析，得到所需要等效的N个最值响应 (r1，r2，，r）；2）构造表示多目标等效静风荷载的M个基向 量，构成荷载基本分布形式矩阵［pM］；3）根据公式（1），计 算M个基向量的组合系数（c。），相应地，脉动风效应所对应的 多目标等效静风荷载可表示为：

《e}=［p](co）

对于公式（1），等效目标响应数量N越多，所得到的多目 标等效静风荷载越难以保证在该荷载的静力作用下，所有等效目 标处的响应均与实际风效应最值均完全吻合。一般需要根据工程 结构体系和受力特征，选择关键位置节点位移、关键构件内力和 关键支座反力作为等效目标，或者分别计算针对位移响应、杆件 内力或支座反力的多目标等效静风荷载。 计算多目标等效静风荷载过程中，构造荷载分布形式矩阵 「力M1有很多方法，没有唯一标准，从数学计算的角度，任何向

量都可以用来构造荷载分布形式矩阵，可以是单位矩阵的列向 量、平均风荷载、脉动风荷载均方根、脉动风荷载的本征模态 结构振型惯性力以及其他任意向量，不同的构造方式，其计算效 率和精度不同。在荷载分布形式矩阵的列向量数量相同的情况 下，采用能反映风振响应特征的向量构造荷载分布形式矩阵，其 计算精度更高，即是更多位置响应能与实际动力响应最值取得更 好的吻合精度，如选择对结构风振响应贡献起主要控制作用的多 阶振型惯性力。一般情况下，荷载分布形式矩阵包含越多的荷载 分布形式列向量，所得到的等效静风荷载能够取得更好的吻合精 度。需要指出的是，在计算过程中，若是将某类响应作为等效目 标，当增加荷载分布形式矩阵的列向量数量时，该类响应的计算 精度能够提高，但是可能增大其他类型响应的计算误差，此时需 要明确该等效静风荷载仅仅适用于所针对的响应类型。 当荷载分布形式矩阵「PM1构造完成之后，计算公式（1） 中组合系数（c）变成一个线性代数计算问题。若记公式（1）中 未知向量3c>的系数矩阵秩数为n1，组合系数c>的解为： 1）当ni=N时，方程组有唯一解；2）当ni>N时，方程组有 无穷多个可行解；3）当ni

C.0.3本条规定了单目标等效静风荷载计算方法。

单目标等效静风荷载分析可采用的方法较多，包括阵风荷载 因子法、惯性力法、适合背景分量的荷载响应相关系数法（LRC 法）、三分量分析方法，以及扩展的荷载响应相关系数法等，其 中扩展的荷载响应相关系数法表达形式和计算过程简单，本标准 推荐采用该方法。 荷载响应相关系数法（LRC法）由Kasperski和Niemann

荷载响应相关系数法（LRC法）由Kasperski和Niemann

提出，利用荷载和响应之间的相关系数来确定低矮建筑实际可能 发生的最不利最值风压分布，该方法主要用于确定忽略结构的动 力放大作用时的等效静风荷载，也即是等效静风荷载的背景分 量。根据LRC法，结构等效静风荷载背景分量可表示为：

Fe.k = grPr.FkOFk

式中：g一 峰值因子； Pr,Fk 所关心的目标响应（风效应的背景响应）与点风 荷载之间的相关系数； OFk一k点脉动风荷载的根方差。 随着理论研究的发展，一些学者提出将最开始广泛应用于计 算等效静风荷载背景分量的荷载响应相关系数法，扩展应用于可 司时用于计算等效静风荷载背景分量和共振分量（称之为扩展的 荷载响应相关系数法），脉动风效应对应的等效静风荷载直接按 照公式（3）计算，此时，公式（3）中用到的是脉动风响应不再 是背景响应，而是同时包括了背景响应和共振响应的脉动风响 应，即公式（3）中的βr.Fk表示所关心的目标响应（包括背景响 应和共振响应的脉动风效应）时程与k点风荷载之间时程的相关 系数。

附录D典型屋盖围护结构的

本附录按照屋盖形状分为单坡屋盖、双坡屋盖、四坡屋盖、 曲面屋盖，分别给出了四类体型多种屋盖形式的风压系数最值： 其中，单坡屋盖包括封闭式单跨单坡屋盖、封闭式锯齿形屋盖、 开式单坡屋盖和悬挑式罩篷，双坡屋盖包括低矮房屋单跨双坡 屋盖、多跨双坡屋盖、不等高多跨双坡屋盖、屋盖挑檐、中高层 平/坡屋盖、开敲式双坡/槽形屋盖等，四坡屋盖包括单跨四坡屋 盖，曲面屋盖包括球面屋盖、柱面屋盖、鞍形屋盖。 本附录围护结构风压系数最值的制订有四个依据。 其一，充分研究比较了美国规范、加拿大规范、日本规范 澳大利亚规范、英国规范和其他欧洲规范、现行国家标准《建筑 结构荷载规范》GB50009中风压系数最值的风速时距、风向折 减系数、面积折减系数等问题，借鉴美国、加拿大、日本和我国 规范关于双坡屋盖、单坡屋盖的有关条文及其风洞试验数据文 献，制订了单坡屋盖类（除悬挑罩蓬）、双坡屋盖类体型的屋盖 风压系数最值或净风压系数最值。 其二，以编制组在曲面屋盖（包括球面屋盖、柱面屋盖、鞍 形屋盖）和悬挑罩方面进行的系列风洞试验结果为基础，同时 借鉴、融合了上述六部国内外规范的有关规定，制订了三类曲面 屋盖和悬挑罩蓬屋盖的风压系数最值。 其三，以编制组的风洞试验室对平屋盖、双坡屋盖、球面屋 盖、柱面屋盖的风洞试验结果为依据，调整了球面屋盖、柱面屋 盖的风压系数最值。 其四，在风压系数最值的确定方法方面，以编制组的科研人 员反复验证、校核，提出了短时距风压系数时程的风压系数最值

的简化计算方法，丰富了风压系数最值的估计方法。在本附录制 订过程中，参考、借鉴的数据列于表2。

围护结构风压系数最值的数据来

据及气象资料，还没有考虑风向折减系数。 本附录列出了鞍形屋盖、悬挑屋盖围护结构风压系数最值， 分别借鉴了编制组开展的系列风洞试验研究结果。由于目前尚没 有充足的风洞试验数据及气象资料，没有考虑风向折减系数

附录E全风向风压系数最值的确定方法

E.0.1本条规定了全风向风压系数最值与单风向风压系数最值 之间的关系。 E.0.2根据风压系数样本的数量和持续时间，本条规定了风压 系数最值的不同估计方法。 通常，假定风压系数最值服从极值I型分布，即：

P(α) = exp exp a

其平均值为6十0.5772a，平均值的概率为57%；最值出现次数 最多的众数为6，众数的概率为37%。当采用单一样本时程的 最值作为其估计值时，最值的概率是37%的可能性最大，此时 低估最值的可能性大。因此，应采用多个样本估计风压系数最 直。由于最值的离散性大，在风洞试验中实测风压系数样本数目 越多，得到的最值估计值可能越准确、精确（图1）。

E.0.3本条规定超过25个足尺结构10min风压系数时程样本 时，可直接计算风压系数最大值、最小值的平均值作为单风向风

E.0.4本条采用最好线性无偏估计计算单风向风压系数最

在建筑物迎风墙面，利用时程的前四阶矩，Hermite矩模型 变换建立了非正态分布时程与正态分布时程之间的一一对应关 系，由此可得到正态分布峰值因子（本标准取3.5）与非正态分 布峰值因子之间的变换关系。 1）峰态系数大于3.0 利用Hermite矩模型理论，风压系数最值的变换公式如下：

、h3、h4 矩模型的变换系数； Cpe 非正态风压时程的风压系数最值： Cp,m、p 非正态风压时程的平均风压系数和标准差 风压系数； g一 正态风压时程的峰值因子，本标准取3.5。 E态风压时程的峰值因子g士3.5代入公式（5），得到 数最大值、最小值为：

系数 k、h3、h4 的取值采用简化

式中：m3、m4 风压时程的第三、四阶中心矩。 但是，简化公式高估了h3、h4某坝长江大桥工程施工组织设计，从而高估了最值。采用风洞 式验数据对公式（6）、公式（7）中h3、h4的系数进行拟合分析， 得到以下结论： ①当风压系数时程C,（t）的三阶中心矩m3<0并且四阶中

心矩m4≥3.0时，按下式计算风压系数最值：

②当风压系数时程Cp（t）的三阶中心矩m3≥0并且四阶中 心矩m ≥3. 0 时，按下式计算风压系数最值：

Cpe,max=Cp,m+op·k(3.5+4h3十27h4)

2）当峰态系数小于3.0时，不再考虑非高斯特性，按下式 算

Cp,m+3.5gp pe,max —3.5g pemin

附录F围护结构风荷载的风向折减系数

本附录规定的围护构件风荷载风向折减系数适用于李风地区 的案例分析。根据长期、可靠的气象资料和风洞试验结果，相关 科研人员可采用本附录的方法确定建筑物围护构件的风荷载风向 折减系数。

北京某医院二部病房楼工程结构施工组织设计统一书号：15112：35459 定 价：28.00元