为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个 区段20m高，区段中点位置风荷载值作为该区段的平均 风荷载值。 解： 1、体型系数。 迎风面 0.8(压），背风面-0.5(吸） -0.7 顺风向总体型系数 μs=1.3 2、风压高度变化系数μz 城市市区、地面粗糙度类别C 各区段风压高度及 μz 值如下
3.4 顺风向结构风效应
3.4.1 顺风向平均风效应
1、风荷载体型系数（μS)
(Style)
工程结构物不能理想地使自由气流停滞，而是让气流 以不同方式在结构表面绕过，因此需对风压计算公式进 行修正，修正系数与结构物的体型有关，称为风荷载体 型系数。 外区（伯努利式） 完全从理论上确定任意受 气流影响的物体表面的压 力尚做不 到。 一般通过试验方法（风洞 （内区） 试验、实际测量风压分布 粘性、湍 流影响 ）确定μS 。
3.3 结构抗风计算的几个重要概念
3.3.1 结构的风力与风效应：
1、风力---作用于物体表面的风压沿表面积分,将得到三种 力的成分:顺风向力PD、横风向力PL、扭风力矩PM。 2、结构风效应—— 由风力产生的结构位移、速度、加速 度响应。
3.3.2 顺风向平均风与脉动风：
顺风向风速成分 长周期成分(10min) 顺风向风效应 平均风(稳定风) 短周期成分(几秒)
V>V0或V=0 μS〈 0
V<V0或V=0 0〈μS ≤1
实用时将同一部位的μS
值进行平均，作为该部位 的风荷载体形系数代表值
2、平均风下结构的等效静风压
平均风对结构的作用可等效为静力荷载，考虑高度、体 型修正，等效静风压为：
3.4.1 顺风向脉动风效应
顺风向脉动风作用下结构的动力响应--风振计算应按随 机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。 规范条件：对于基本自振周期T1大于0.25 s的工程结构， 如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m 且高宽比大于1.5的高柔房屋。 在原则上应考虑多个振型的影响。
ξ ---- 脉动增大系数（表3-10） υ ---- 脉动影响系数 （表3-11、12、13） φz ---- 振型系数（应按实际工程由结构力学计算）
例题---顺风向风效应 已知城市市区一矩形 平面RC高层建筑,平 面沿高度保持不变。 H=100m,B=33m。 基本风压w0=0.44kN/m2， 结构自振周期T1=2.5s。 求风产生的建筑底部 弯矩。
对于一般悬臂型结构，例如构架、塔架、烟囱 等高耸结构，以及对于高度大于30m，高宽比 大于1.5且可忽略扭转影响的高层建筑（由于 频谱比较稀疏，第一振型起到绝对的影响）,均 可仅考虑第一振型影响，结构的风荷载可通过 风振系数βz计算。
将顺风向平均风压与脉动风压之和表达为 顺风向总风压w(z)
w(z)=β(z)μs(z)μz(z)w0 βz =1+ξυφz/μz
4、各区段中点高度处风压值( wk=βzμs μz w0 ) Wk1=1.02 ×1.3 ×0.74 ×0.44=0.43(kN/m2) Wk2=1.126 ×1.3 ×1.00 ×0.44=0.64(kN/m2) Wk3=1.225 ×1.3 ×1.25 ×0.44=0.88(kN/m2) Wk4=1.342 ×1.3 ×1.45 ×0.44=1.11(kN/m2) Wk5=1.393 ×1.3 ×1.62 ×0.44=1.29(kN/m2) 计算单位宽度内底部弯矩 mk =0.43×10+0.64×30 +0.88×50+1.11×70+1.29×90 =261.3 (kN.m/ m2) Mk =261.3 ×20 ×33=1.72 ×105 (kN.m)
脉动风(阵风脉动)
顺风向风效应特点 平均风: 对结构的动力影响很小,可等效为静力作用。 脉动风：使结构产生动力响应。是引起结构顺风向振动 的主要原因。
地面粗糙度大的上空 平均风 风速小 地面粗糙度小的上空 风速大
脉动风
脉动风幅值大且频率高
脉动风幅值小且频率低
脉动风速一般处理为随机过程[vf(t),t∈T] 工程上常假定为零均值正态平稳随机工程。
-0.5
+0.8 -0.7 高度 10
30
50
70
90
μz
0.74
1.00
1.25
1.45
1.62

3、风振系数 （βz =1+ξυφz/μz ） 。 ξ ---- 脉动增大系数（表3-10）(C类w0 ×0.62） w0T12=0.44×0.62 ×2.52 =1.705 ξ =1.51 υ ---- 脉动影响系数 （表3-13） H=100m,B=33m H/B=3.03 C类 υ =0.49 φ z ---- 振型系数（规范表F1.2 ） φ z1~5 =0.02,0.17,0.38,0.67,0.86 βz1 =1+1.51 ×0.49 ×0.02/ 0.74=1.02 βz2 =1+1.51 ×0.49 ×0.17/ 1.00=1.126 βz3 = 1+1.51 ×0.49 ×0.38/ 1.25=1.225 βz4 = 1+1.51 ×0.49 ×0.67/ 1.45=1.342 βz5 = 1+1.51 ×0.49 ×0.86/ 1.62=1.393
脱体
压力可 按伯努 利方程 式确定
脱体点
p0+½ ρv02 = p +½ ρv 2 w=p-p0=(1-v2/v02)½ρv02 = μS w0 μS =1-v2/v02
• μS = w/ w0 = w实际/ w计算
μS查荷载规范表7.3.1
• 验算围护构件及其连接的强度时,采用局部风压体型
系数 • 一、外表面 • 正压区- 查表； • 负压区-对墙面,取-1.0; -对墙角边,取-1.8; -屋面局部,取-2.2; -对檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件，取-2.0。 二、内表面 对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2