风压高度变化系数
-
风压：
风压（
wind pressure
）
由于建筑物的阻挡，使四周空气受阻，
动压下降，静压升高。侧面和背面产生局部涡流，
静压下降，动压升
高。
和远处未受干扰的气流相比，
这种静压的升高和降低统称为风压。
简言之：风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
风荷载：
风荷载空气流动对工程结构
所产生的压力。
其大小与风速的平方
成正比，
< br>即式中
ρ
为空气质量密度，
va
和
vb
分别为风法结构表面前
与结构表面后的风速。
基本含义：
风荷载也称风的动压力，
是空气流动对工程结构所产生的压力。
风荷载
ш
与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑
体型等诸因素有关。<
/p>
中国的地理位置和气候条件造成的大风为：
夏季
< br>东南沿海多台风，
内陆多雷暴及雹线大风；
冬季北部地区
多寒潮大风，
其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。
台风造成
的风灾事故较多，
影响范围也较大。
雷暴大风可能引起小范围内的风
灾事故。
计算公式：
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
1
当计算主要承重结构时
,
按式：wk=βzμsμzWo
式中
wk
—风荷载标准值
(kN/m2)
；
βz—高度
z
处的风振系数；
μs—风荷载体型系数；
μz—风压高度变化系数；
Wo
—基本风压
(kN/
㎡
)
。
2
当计算围护结构时，按式：wk=βgzμslμzWo
式中
βgz—高度
z
处的阵风系数；
μsl
--
风荷载局部体型系数。
风荷载参数：
基本风压
中国规定的基本风压
w0
以一般空旷
平坦地面、
离地面
10
米高、
风速时距为
10
分钟平均的最大风速为标准，按
结构类别考虑重现期
(
一般结构重现期为
30
年，
高层建筑和高耸结构为
50
年
,
特别重要的
结构为
100
年
),
统计得最大风速
v
（即年最大风速分布的
96.67%
分
位值，并按
w0=ρv2/2
确定。式中
ρ
为空气
质量密度；
v
为风速）。
根据统计，认
为离地面
10
米高、时距为
10
分钟平均的年最大风压，
统计分布可按极值
I
型考虑。
基本风压因地而异，在中国
的分布情
况是：台湾和海南岛等沿海岛屿、东南沿海是最大风压区，由台风造
成。东北、华北、西北的北部是风压次大区，主要与强冷气活动相联
系。青
藏高原为风压较大区，主要由海拔高度较高所造成。其他内陆
地区风压都较小。
风速
风速随时间不断变化
,
在一定的时距
Δt
内将风速分解为两部分：
一部分是平均风速的稳
定部分；
另一部分是
指风速的脉动部分。为了对变化的风速确定
其代表值作为基本风压，
一般用规定时距内风速的稳定部分作为取值标准。
建筑设计中的取用：
基本风压应按《建筑结构荷载规范》附录
D.4
中附表
D.4
给出的
50
年一遇的风压采用，但不
得小于
0.3kN/m2
。
对于高层建筑、
高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，
基
本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。
当城市或建设地点的基本风压值在本规范全国基本风压图上没
有给出时，
基本风压值可根据当地年最大风速资料，
按基本风压定义，
通过统计分析确定
,
分析时应考虑样本数量的影响
(
参见附录
D)
。
当地
没有风速资料时，
可根据附近地区规定的基本风压或长期资料，
通过
气象和地形条件的对比分析确定；也可按本规范附录
D
中全
国基本
风压分布图
(
附图
D.5.3)
近似确定。
风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取
0.6
、
0.4
和
0
。
平均时距
按风速记录为确定最大平均
风速而规定的时间间隔（图
1
）。规
定
的时距愈短，所得的最大平均风速愈大，也即基本风压愈大。当前
世界各国所采用的平均
时距标准并不一致，例如，中国时距取
10
分
< br>钟
,
苏联取
2
< br>分钟，
英国根据建筑物或构件的尺寸不同，
分别取
3
秒、
5
秒和
15
秒，日本取瞬时。美国以风程
1609.
3
米（
1
英里）作为确
定平均风速的标准，
这相当于对不同风速取不同的平均时距。
< br>因而各
国基本风压值的标准也有差别。
风压高度变化系数
从某一高度的已知风压（如高度为
1
0
米的基本风压），推算另
一任意高度风压的系数。风压高度变
化系数随离地面高度增加而增
大，
其变化规律与地面粗糙度及风
速廓线直接有关。
设计工程结构时
应在不同高度处取用对应高度
的风压值。
对于平坦或稍有起伏的地形，
风压高度变化系数应根据地面粗糙
度类别按表
8.2.1
确定。
地面粗糙度可分为
A
、
B
、
C
、
D
四类：
——
A
类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
——
B
类指田野、乡村、丛林、丘陵
以及房屋比较稀疏的乡镇
和城市郊区；
——
C
类指有密集建筑群的城市市区；
——
D
类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
< br>8.2.2
对于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗
糙度类别，由表
8.2.1
确定外，还应考虑地形条
件的修正，修正系数
η
分别按下述规定采用
:
1
对于山峰和山坡，
其顶部
B
处的修正系数可按下述公式采用：
式中
tg
α—山峰或山坡在迎风面一侧的坡度；当
tg α>0.3
时，
取
tg
α=0.3；
k
—系数，对山峰取<
/p>
3.2
，对山坡取
1.4
；
H
—山顶或山坡全高
(m)
；
z
—建筑物计算位置离建筑物地面的高度，
m
；当
z>2.5H
时，
取
z=2.5H
。
对于山峰和山坡的其他部位，
可按图
8.2.2
所示，
取
A
、
C
处的
修正系数
ηA、ηC
为
1
，
AB
间和
BC
间的修正系数按
η
的线性插
值确定。
2
山间盆地、谷地等闭塞地形
η=0
.75～
0.85
；
对于与风向一致的谷口、山口
η=1.20～
1.50
。
8.2.3
对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高度变化系
数可按
A
类粗糙度类别，由表
8.2.1
确定外，还应考虑表
8.2.3
中
给出的修正系数。
地面粗糙度
地面因障碍物形成影响风
速的粗糙程度。风（气流）在接近地面
运动时，受到树木、房屋等障碍物的摩擦影响，消
耗了一部分动能，
使风速逐渐降低。
这种影响一般用地面粗糙度
衡量。
地面粗糙度愈大，
同一高度处的风速减弱愈显著。一般地
面粗糙度可由小而大列为水
面、沙漠、空旷平原、灌木、村、镇、丘陵、森林、大城市等
几类。
风速廓线
< br>风速随高度的变化曲线
(
图
2)
。风速通常随离地面高度增大而增
加。增加程度主要与地面粗糙
度和温度梯度有关。达到一定高度后，
地面的摩擦影响可忽略不计，
该高度称为梯度风高度。
梯度风高度随
地面粗糙度而异
,
一般约为
300
～
500
米。梯度风高度以内的风速廓
线一般可用指数曲线表示。
风载体型系数