1、求单层厂房的风荷载

条件：某厂房处于大城市郊区，各部尺寸如图2．1．8所示，纵向柱距为6m，基本风压

w0＝0．55kN／m2，室外地坪标高为－0．150。

要求：求作用于排架上的风荷载设计值。

答案：

风荷载体型系数如图2．1．8所示。

风荷载高度变化系数，由《荷载规范》按B类地面粗糙度确定。

柱顶处(标高11．4m处) μz＝1+(1．14－1)×[(11．4+0. 5－10)／(1 5－10)]＝1．044 屋顶（标高12.5m处）?z?1.075 （标高13.0m处）?z?1.089

（标高15.55m处）?z?1.14?(1.24?1.14)?[(15.55?0.15?15)/(20?15)]?1.151 （标高15.8m处为坡面且却是吸力，二面水平分力的合力为零） 垂直作用在纵墙上的风荷载标准值：

迎风面：w1k??s1?zw0?0.8?1.044?0.55?0.459kN/m2 背风面：w2k??s2?zw0?0.5?1.044?0.55?0.287kN/m2 排架边柱上作用的均布风荷载设计值： 迎风面：q1?rQw1kB?1.4?0.459?6?3.85kN/m2

1

背风面：q2?rQw2kB?1.4?0.287?6?2.41kN/m2 作用在柱顶的集中风荷载的设计值：

Fw?rQ(??si?zihi)w0B?1.4[(0.8?0.5)?1.075?1.10?(?0.2?0.6)?1.089?0.5?(0.6?0.6)?1.151?2.55]?0.55?6?24.3kN2、求双坡屋面的风压

条件：地处B类地面粗糙程度的某建筑物，长10m，横剖面如图2．1．10a，两端为山墙，

w0＝0．35kN／m2。

要求：确定各墙(屋)面所受水平方向风力。

答案：1、已知w0?0.35kN/m2

?1 ??tan00(3?/12)?1，相应屋面的4.041?5??0.6。

s L?100m

2、各墙（屋）面所受水平方向风力列表计算如表2.1.1所示。

2

3、七层楼房的风荷载计算

条件：某七层框架结构如图所示，基本风压为0.7kN/m2，地面粗糙度为A类。 要求：在图示风向作用下，房屋横向各楼层的风力标准值。

答案：

（1）房屋高度28m?30m，高宽比H/B?28/14.1?1.99?1.5，根据规范7.4.1的规定可不考虑顺风向风振的影响，取?z?1.0。 （2）查规范表7.3.1得体型系数?s?0.8?0.5?1.3。

（3）查《荷载规范》7.2.1得风压高度变化系数?z，具体数值见下表。 （4）应用《荷载规范》式7.1.1-1求风荷载标准值wk,计算结果见表。

1 Wk??z?s?zw0(hi?hj)B

2

3

（5）各楼层风力Fi?Ai?wk?L?hi?wk?50.15?hi?wk，计算结果见表。 各层楼受风面积Ai＝房长?相邻楼层的平均高度＝L?hi 楼层编号 z(m) 高度变化系数风荷载标准值平均层高hi（m） 风力标准值?z 1 2 3 4 5 6 7 5.5 10 13.6 17.2 20.8 24.4 28 1.19 1.38 1.48 1.57 1.64 1.70 1.77 Wk(kN/m2) 1.083 1.256 1.347 1.429 1.492 1.574 1.611 Fi（kN） 271.6 255.1 243.2 257.9 269.4 279.3 145.4 5.0 4.05 3.6 3.6 3.6 3.6 1.8 4、10层楼房的风荷载

条件：某10层现浇钢筋混凝土结构框架－剪力墙办公楼，平面及剖面如图2．1．16所示。当地基本风压为0.7kN／m2，地面粗糙度为A类。

要求：建筑物各楼层的风力标准值。

答案：

（1）基本风压：w0＝0．7kN／m2(>0．3kN／m2)。

（2）风压高度变化系数：?z由《高规》表3.2.3查得，结果见表2.1.4。 （3）房屋横向自振周期T1?0.06n?0.06?10?0.6s?0.25s（按高规确定）

4

2H2?339.3 T1?0.25?0.53?103?0.25?0.53?103?0.585s（按荷规确定） B14.65?3 要考虑顺风向风振，风振系数?z计算如下：

①由w0T12?0.7?0.62?0.252kN?s2/m2，按《高规》表3.2.6-1查得??1.32。 ②脉动影响系数?：H/B?39.3/50.15?0.78，由《高规》表3.2.6-2查得??0.455。 ③振型系数?z：按《高规》3.2.6条近似采用计算点距室外地面的高度z与H的比值，

振型系数?z与风振系数?z的计算结果见表2.1.3。

（4）风荷载体型系数?s：按《高规》3.2.5条第5项由附录A公式计算如下：

H39.3?0.8?0.48?0.03?1.30L49.6

（5）各楼层风载计算：各楼层受风面积A＝相邻两楼层平均层高?房屋长度；

?s??s1??s2?0.8?0.48?0.03 各楼层风力Fi?Aw?wi?s?wiw0，计算结果见表2.1.4。

5

5、楼房的风荷载计算

已知：在某大城市中心有一钢筋混凝土框架——核心筒结构的大楼(图3.10)，外形和质量沿房屋高度方向均基本呈均匀分布。房屋总高H=120m，40层，房屋的平面

L?B=40m?30m，该市100年一遇的风压为0.6kN/m2。 试求：计算该楼迎风面顶点(H=120m)处的风荷载标准值。

答案：

1、确定基本风压：w0?0.6kN/m2。 2、确定风振系数?z和风压高度变化系数?z

自振周期T1?0.07n?0.07?40?2.8s，由w0T12?0.6?2.82?4.7kN?s2/m2及地面粗糙

度类别D类，查《高规》表3.2.6-1得??1.491；求脉动影响系数? 查《高规》表3.2.6-2，且利用插值法得??0.49；

6

查《高规》或查《荷规》，根据H?120m，D类地面，得?z?1.406。

求振型系数?z

大楼的刚度和质量沿房屋高度分布较均匀，为简起见，?z? ?z?1?z?1。 H??z?1.4?91?0.491?1??1 .52?z1.4063、求风荷载体型系数?s ?s?0.8?(0.48?0.03?120)?1.37 404、作用于屋顶处的风荷载标准值wk

wk??z?s?zw0?1.52?1.37?1.406?0.6?1.757kN/m2

6、 计算风荷载引起的内力值

条件：某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1～3层层高为4m，其他各层

层高3m，室外地面至檐口的高度为120m，平面尺寸为30m×40m，地下室筏板基础底面埋深为12m，如图2．1．1 7所示。已知基本风压为w0＝0．45kN／m2，建筑场地位于大城市郊区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN。为简化计算，将建筑物沿高度划分为6个区段，每个区段为20m，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值。

要求：计算在风荷载作用下结构底部(一层)的剪力设计值和筏板基础底面的弯矩设计

值。

答案：

（1）基本自振周期根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为：

7

T1?0.0n5?20?.05?3s8

1.902wT?0.4?51

1?.9k1N.?26s2m

/（2）风荷载体型系数对于矩形平面，由《高规》附录A可求得

?s1?0.80

?s2??(0.48?0.03H120)??(0.48?0.03)??0.57L40

（3）风振系数

由条件可知地面粗糙度类别为B类，由《高规》表3.2.6-1可查得脉动增大系数

??1.502，脉动影响系数?根据H/B和建筑总高度H由《高规》表3.2.6-2确定，其中B为迎风面的房屋宽度，由H/B=3可从《高规》表3.2.6-2经插值求得??0.474；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度H的比值，即?z?Hi/H，Hi为第i层标高；H为建筑总高度，则由《高规》式（3.2.6）可求得风振系数为：

?z?1?

???z??Hi1.502?0.474Hi?1???1???z?zH?zH

（4）风荷载计算

风荷载作用下，按《高规》式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为：

q(z)?0.45?(0.8?0.57)?40?z?z?24.66?z?z

按上述方法可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力，见表2.1.5，如图2.1.17所示。

风荷载作用下各层的剪力计算 表2.1.5 区段合力Hiq(z)(kN/m) ?z ?z Hi(m) 区段 Fi（kN） H 突出屋面 6 110 0．917 2．15 1．304 5 90 0．750 2．02 1．261 4 70 0．583 1．86 1．223 3 50 0．417 1．67 1．178 2 30 0．250 1．42 1．125 1 10 0．083 1．00 1．059 则可计算求得在风荷载作用下结构底部一层的剪力设计值为： 69．04 62．81 56．10 48．58 39．46 26．11 800 1380．8 1256．2 1122．0 971．6 789．2 522．2 V?1.4?(800?1380.8?1256.2?1122.0?971.6?789.2?522.2)?9578.8kN

M?1.4?(800?132?1380.8?122?1256.2?102?1122.0?82?971.6?62?789.2?42?522.2?22)?838695.2kN?m

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7、计算风荷载

条件：图2．1．19表示一框架－剪力墙结构的平面图，图上标出了风荷载及其合力的作

用位置，18层房屋总高58m，位于大城市效区，地区标准风压w0＝0．385kN／m2，风向为图中箭头所示方向。

要求：计算屋顶处垂直于建筑物表面的风荷载。

答案：

由《高规》3．2．1条，可得到第i个表面沿建筑物高度z处，每延米长的风荷载在风作用方向的投影的计算公式是：

wk??z?zw0Bi?sicos?i

wi?w0Bi?sicos?i

wk??z?zwi

式中Bi是第i个表面的宽度，?i是第i个表面的法线与x轴的夹角，?si、?z、?z分别为第i个表面的体型系数、风压高度变化系数及风振系数。

由《高规》3.2.3条，为B类粗糙度地貌，由表3.2.3得?z?1.75。 框架结构的基本自振周期T1?0.08n，n?18，所以T1?1.44s。

w0T12?0.385?1.442?0.8kN?s2/m2

查《高规》3.2.6条，得B类粗糙度地貌的脉动增大系数??1.42；

H/B=58/20=2.9及B类地面得??0.50。屋顶处的振型系数?z?1.0，由《高规》3.2.6得风振系数?z?1????z1.42?0.5?1?1??1.41 ?z1.759

本建筑有5个建筑面，在图示风的作用下，各面风载体型系数见图2.1.19，w1~w5在x 方向分力及合力计算见表2.1.6。因为?wiyi?0，合力作用线在x轴上。表中yi为wi到

x轴的距离。

屋顶处垂直于建筑物表面的风荷载wz??z?z?w?1.41?1.75?10?24.675kN/m。

i各面的合力作用线在第1个面的中间与x轴重合。

8、山坡上建筑物的风压

条件：某房屋修建在山坡高处，见图2．1．24，山麓附近的基本风压为0．35kN／m2，

山坡坡度α＝22．08°，高差H＝30m，离坡顶200m处有一高度为20m的房屋， 地面粗糙度为B类。

要求：确定离坡顶200m地表D处的风压及房屋顶部E处的风压。

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答案：

1、离坡顶200m地表D处的风压

9、围护结构的风荷载

条件：某城市郊区有一30层的一般钢筋混凝土高层建筑，如图2．1．25所示。地

面以上高度为100m，迎风面宽度为25m，按100年重现期的基本风压 w0＝0．55kN／m2。

要求：确定高度100m处迎风面围护结构的风荷载标准值(kN／m2)。

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答案：

1、根据《荷载规范》7．2．1条，城市郊区的地面粗糙度为B类。

2、查《荷载规范》表7．2．1得高度为100m处的风压高度变化系数?z?2.09。 3、查《荷载规范》表7．5．1得阵风系数βgz＝1．51。

4、根据《荷载规范》7．3．3的规定，外表面正压区外表面的局部风压体型系数查《规范》 表7．3．1，得μs＝＋0．8。

5、根据《荷载规范》7．3．3“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”的规定。取内表面的局部风压体型系数0．2。 6、应用《荷载规范》式(7．1．1—2)得

wz??z?s?zw0?1.51?(0.8?0.2)?2.09?0.55?1.736kN/m2

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10、山坡处建筑的风压

条件：在城市郊区有一高100m的建筑物，位于一高度为45m的山坡顶部，如图2．1．23

所示。

要求：确定建筑屋面D处的风压高度变化系数μz和B点的地形条件修正系数ηB。

答案：

该建筑物位于城市郊区，地面粗糙度属于B类，查《荷载规范》表7．2．1得建 筑屋面D处的风压高度变化系数μD＝2．09。

应用《荷载规范》式(7．2．2)求B点的地形条件修正系数ηB。

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11、 求舒适度

条件：有一高175m、46层的钢框架－核心筒结构的办公大厦一座(图2．1．26)。平面呈正

方形，L×B＝35m×35m，平均层高3．8m，每层的建筑物质量为1．55t／m2，位于基本风压w0＝0．75kN／m2的该市市中心，属D类的地面粗糙度类别。经计算得该结构的基本自振周期T1＝3．5秒。

要求：确定该楼的顺风向顶点最大加速度值。判断是否满足舒适度要求。

图2.1.26 轮廓尺寸图

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（注：此顺风向顶点加速度的公式见《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ137－2001）第

5.5.1条）

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