7.3.1
风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力(或吸力)与来流风的速度压的比值,它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律,主要与建筑物的体型和尺度有关,也与周围环境和地面粗糙度有关。由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体动力学问题,对于不规则形状的固体,问题尤为复杂,无法给出理论上的结果,一般均应由试验确定。鉴于原型实测的方法对结构设计的不现实性,目前只能采用相似原理,在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行测试。
表7.3.1列出38项不同类型的建筑物和各类结构体型及其体型系数,这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中的建议性规定整理而成,当建筑物与表中列出的体型类同时可参考应用。有关本规范中列出的各类建筑物体型的体型系数的说明,可参见《建筑结构荷载规范》GBJ 9—87的条文说明。
这次修订将原第26项封闭式皮带通廊取消;原第34项塔架的内容,为了便于计算,将原来的安单片桁架的体型系数改为整体塔架的体型系数;将原第40项高层建筑改为封闭式房屋和构筑物,并将其中的矩形平面用原第37项(封闭式正方形及多边形构筑物)的内容代替。
必须指出,表7.3.1中的系数是有局限性的,这次修订强调了将风洞试验作为抗风设计辅助工具的必要性,尤其是对于体型复杂而且性质重要的房屋结构。
7.3.2
当建筑群,尤其是高层建筑群,房屋相互间距较近时,由于旋涡的相互干扰,房屋某些部位的局部风压会显著增大,设计时应予注意。对比较重要的高层建筑,建议在风洞试验中考虑周围建筑物的干扰因素。
根据国内有关资料(张相庭:《工程抗风设计计算手册》,中国建筑工业出版社,1998,第72~73页),提供的增大系数,是根据国内试验研究报告取较低的下限而得出,其取值基本上与澳大利亚规范接近。当与邻近房屋的间距小于3.5倍的迎风面宽度且两栋房屋中心连线与风向成450时,可取大值;当房屋连线与风向一致时,可取小值;当与风向垂直时不考虑;当间距大于7.5倍的迎风面宽度时,也可不考虑。
7.3.3
风力作用在高层建筑表面,与作用在一般建筑物表面上一样,压力分布很不均匀,在角隅、檐口、边棱处和在附属结构的部位(如阳台、雨篷等外挑构件),局部风压会超过按表7.3.1所得的平均风压。
局部风压体型系数是考虑建筑物表面风压分配不均匀而导致局部部位的风压超过全表面平均风压的实际情况作出的调整。
根据风洞实验资料和一些实测结果,并参考国外的风荷载规范,对负压区可根据不同部位分别取体型系数为-1.0~-2.2。
对封闭式建筑物,考虑到建筑物内实际存在的个别孔口和缝隙,以及机械通风等因素,室内可能存在正负不同的气压,参照国外规范,大多取±(0.2~0.25)的压力系数,现取±0.2。
由于局部部位面积的大小不同,修正的程度也应有所不同,本规范参考国外规范的资料给出插值公式以予适当的调整。