介绍: 课程主题:风洞试验数据利用及风荷载计算分析 课程内容:风洞试验结果的重点在于体型系数和风振系数。结合实际工程、规范、教材等进一步认识体型系数和风振系数。小跨度结构是否可以不用考虑风振系数?结构的风振系数与其跨度成正比关系吗?什么时候需要采用阵风系数?两者有何区别?通过这一节的讲解,将对风荷载计算作系统的梳理和探讨。 知识点:风洞试验数据分析与运用、风荷载计算 一、风荷载计算 二、体型系数 风速压仅代表自由气流所具有的功能 ,不能直接作为风荷载的取值。为获得作用在建筑物表面的平均风压值 ,需根据气流在受到阻碍后的运动情况 ,用风速压乘上体型系数 。 所谓 “敏感” 指的是流动情况的微小变化 (屋面倾角的小幅变化 、来流方向的微小改变或风速脉动强度的变化等各种因素) 就可能造成风荷 载作用方向的改变。 右图给出了某屋面整体风荷载的作用时程 ,尽管平均风荷载体现为风吸力( Fz < 0 ) ,但在某些时刻 ,可能会出现反向作用的风荷载 (Fz > 0) 。因此 ,设计时应考虑μs变号的情况 。 由此带来的问题是 μs变号后如何取值。由右图可知 ,风荷载反向的主要原因是风荷载脉动幅度过大 ,超过了平均风荷 载。因此 ,μs 变号只是为了获得反向风荷载的技术处理 ,其取值水平应 当小于表征平均风压大小的真实的 μs 值。鉴于反向作用的风荷载情况较为复杂 ,规范并没有对 μs 变号后的取值方法做出明确规定 ,应用中可根据屋面的体型特征 、结合工程经验适当取值。基本原则是 :表征平均风压大小的真实的μs值绝对值越高 ,则考虑反 向作用的风荷载时 ,取定的 μs 的绝对值应当越小 。 在未获得相关风洞试验资料或未取得可靠依据时,us反号取值可取0.2。 三、风振系数 在风力作用下,结构将产生振动;振动着的结构又会改变其表面风荷载分布 ,即和风力之间产生了相互耦合作用。风对结构的动 力作用可用空气动力学方法进行描述 ,而结构和风力之间的搞合作用可用气动弹性力学方法进行描述。 当结构振动幅度不大时 ,结构和风力之间的搁合作用可以忽略不计。此时,可将风对 结构的作用理解为是一种理想动力荷载作用。由于风是具有随机性的空气流动 ,因而其对 结构的动力作用也具有随机性 ,由此产生的结构振动也具有随机性。从这个意义上讲 ,结构风振问题可以归结为在随机动力荷载作用下的结构动力学问题。