8 4 顺风向风振和风振系数8，4、1 参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况，当结构基本自振周期T,0，25s时。以及对于高度超过30m且高宽比大于1,5的高柔房屋 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振的影响 而且原则上还应考虑多个振型的影响，对于前几阶频率比较密集的结构。例如桅杆.屋盖等结构,需要考虑的振型可多达10个及以上.应按随机振动理论对结构的响应进行计算，对于T,0.25s的结构和高度小于30m或高宽比小于1、5的房屋，原则上也应考虑风振影响 但已有研究表明,对这类结构.往往按构造要求进行结构设计,结构已有足够的刚度.所以这类结构的风振响应一般不大,一般来说,不考虑风振响应不会影响这类结构的抗风安全性。8.4。2,对如何考虑屋盖结构的风振问题过去没有提及 这次修订予以补充.需考虑风振的屋盖结构指的是跨度大于36m的柔性屋盖结构以及质量轻刚度小的索膜结构、屋盖结构风振响应和等效静力风荷载计算是一个复杂的问题、国内外规范均没有给出一般性计算方法、目前比较一致的观点是.屋盖结构不宜采用与高层建筑和高耸结构相同的风振系数计算方法，这是因为 高层及高耸结构的顺风向风振系数方法 本质上是直接采用风速谱估计风压谱。准定常方法。然后计算结构的顺风向振动响应，对于高层。耸。结构的顺风向风振 这种方法是合适的 但屋盖结构的脉动风压除了和风速脉动有关外 还和流动分离，再附.旋涡脱落等复杂流动现象有关 所以风压谱不能直接用风速谱来表示，此外.屋盖结构多阶模态及模态耦合效应比较明显，难以简单采用风振系数方法,悬挑型大跨屋盖结构与一般悬臂型结构类似，第1阶振型对风振响应的贡献最大.另有研究表明。单侧独立悬挑型大跨屋盖结构可按照准定常方法计算风振响应.比如澳洲规范 AS NZS、1170,2.2002 基于准定常方法给出悬挑型大跨屋盖的设计风荷载.但需要注意的是、当存在另一侧看台挑篷或其他建筑物干扰时 准定常方法有可能也不适用。8 4 3.8.4、6,对于一般悬臂型结构.例如框架.塔架。烟囱等高耸结构、高度大于30m且高宽比大于1、5的高柔房屋。由于频谱比较稀疏,第一振型起到绝对的作用、此时可以仅考虑结构的第一振型 并通过下式的风振系数来表达，式中.为顺风向单位高度平均风力。kN。m、可按下式计算。为顺风向单位高度第1阶风振惯性力峰值,kN。m、对于重量沿高度无变化的等截面结构,采用下式计算 式中.ω为结构顺风向第1阶自振圆频率。g为峰值因子 取为2，5、与原规范取值2。2相比有适当提高,σq1为顺风向一阶广义位移均方根.当假定相干函数与频率无关时.σq1可按下式计算.将风振响应近似取为准静态的背景分量及窄带共振响应分量之和。则式 4 与频率有关的积分项可近似表示为。而式，4、中与频率无关的积分项乘以φ1。z，μz z、后以背景分量因子表达 将式 2,式。6。代人式。1，就得到规范规定的风振系数计算式,8 4、3.共振因子R的一般计算式为、Sf为归一化风速谱.若采用Davenport建议的风速谱密度经验公式、则.利用式，7.和式 8,可得到规范的共振因子计算公式.8,4，4,1，在背景因子计算中,可采用Shiotani提出的与频率无关的竖向和水平向相干函数、湍流度沿高度的分布可按下式计算，式中α为地面粗糙度指数 对应于A。B，C和D类地貌、分别取为0 12 0。15,0.22和0,30、I10为10m高名义湍流度,对应A.B、C和D类地面粗糙度 可分别取0.12 0 14.0。23和0,39、取值比原规范有适当提高 式,6，为多重积分式，为方便使用。经过大量试算及回归分析.采用非线性最小二乘法拟合得到简化经验公式，8、4.5,拟合计算过程中，考虑了迎风面和背风面的风压相关性 同时结合工程经验乘以了0.7的折减系数、对于体型或质量沿高度变化的高耸结构，在应用公式 8、4 5。时应注意如下问题、对于进深尺寸比较均匀的构筑物 即使迎风面宽度沿高度有变化。计算结果也和按等截面计算的结果十分接近 故对这种情况仍可采用公式、8.4、5,计算背景分量因子、对于进深尺寸和宽度沿高度按线性或近似于线性变化。而重量沿高度按连续规律变化的构筑物，例如截面为正方形或三角形的高耸塔架及圆形截面的烟囱.计算结果表明.必须考虑外形的影响，对背景分量因子予以修正,本次修订在附录J中增加了顺风向风振加速度计算的内容，顺风向风振加速度计算的理论与上述风振系数计算所采用的相同。在仅考虑第一振型情况下。加速度响应峰值可按下式计算，式中.Sq1.ω、为顺风向第1阶广义位移响应功率谱、采用Davenport风速谱和Shiotani空间相关性公式.上式可表示为.为便于使用、上式中的根号项用顺风向风振加速度的脉动系数ηa表示.则可得到本规范附录J的公式。J,1,1 经计算整理得到ηa的计算用表。即本规范表J.1 2，8 4.7。结构振型系数按理应通过结构动力分析确定、为了简化 在确定风荷载时，可采用近似公式.按结构变形特点.对高耸构筑物可按弯曲型考虑.采用下述近似公式。对高层建筑.当以剪力墙的工作为主时 可按弯剪型考虑.采用下述近似公式，对高层建筑也可进一步考虑框架和剪力墙各自的弯曲和剪切刚度，根据不同的综合刚度参数λ。给出不同的振型系数、附录G对高层建筑给出前四个振型系数。它是假设框架和剪力墙均起主要作用时的情况。即取λ、3 综合刚度参数λ可按下式确定,式中、C。建筑物的剪切刚度 EIw 剪力墙的弯曲刚度.EIN 考虑墙柱轴向变形的等效刚度、Cf。框架剪切刚度。Cw 剪力墙剪切刚度.H,房屋总高。