中国规范对比主线采用《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012,同时补充《工程结构通用规范》GB 55001-2021。两者不一致时,以强制性的 GB 55001-2021 为准。住建部公告
一、整本规范的知识地图
| 模块 | 主要内容 | 对应条文 | 中国规范对应内容 |
|---|---|---|---|
| 1 | 适用范围、术语、整体流程 | Section 1、2 | GB 50009 第8章 |
| 2 | 区域风速、重现期 | Section 3 | 基本风压、基本风速 |
| 3 | 风向与气候变化 | 3.3、3.4 | 中国主公式中没有完全对应的独立系数 |
| 4 | 地面粗糙度及高度 | 4.2 | 风压高度变化系数 |
| 5 | 周围建筑遮挡 | 4.3 | 中国规范没有完全相同的独立遮挡系数 |
| 6 | 山丘、山脊和陡坡 | 4.4 | 山峰、山坡地形修正 |
| 7 | 外压、内压、体型 | Section 5 | 体型系数、局部体型系数 |
| 8 | 墙面、屋面和局部风压 | 5.3、5.4、Appendix A | 围护结构、局部风压 |
| 9 | 独立墙、雨篷、太阳能板 | Appendix B | 特殊构件体型系数 |
| 10 | 构件、桁架、塔架、圆形结构 | Appendices C、D | 高耸结构及构件体型系数 |
| 11 | 风振和动力响应 | Section 6 | 风振系数、横风向和扭转风振 |
| 12 | 完整双规范算例 | 综合 | 用同一建筑分别计算 |
第1课:先看懂 AS/NZS 风荷载的总逻辑
对应规范印刷页:
- Section 2:第16~23页
- 核心公式:2.2、2.4(1)
1. AS/NZS 的计算链条
整本规范实际上只是在完成下面这条链:
flowchart LR
A["区域风速 VR"] --> B["场地风速 Vsite"]
B --> C["建筑设计风速 Vdes"]
C --> D["设计风压 p"]
D --> E["构件与结构风作用 W"]
第一步:区域风速
这是由建筑所在地、设计重现期决定的区域阵风风速。
可以先把它理解成中国规范里的“基本风压 ”所扮演的起点角色,但两者不是同一种物理量:
- AS/NZS 从“阵风风速”开始;
- 中国规范通常从“基本风压”开始。
这是两套规范最重要的思维差异。
2. 从区域风速得到场地风速
AS/NZS 1170.2 式2.2:
各符号可以这样记:
| 符号 | 含义 | 通俗理解 |
|---|---|---|
| regional wind speed | 这个地区的基础阵风风速 | |
| climate change multiplier | 气候变化系数 | |
| wind direction multiplier | 不同风向出现强风的概率不同 | |
| terrain/height multiplier | 地面越空旷、位置越高,风越大 | |
| shielding multiplier | 周边建筑的遮挡作用 | |
| topographic multiplier | 山丘、山脊、陡坡的加速作用 |
记忆口诀:
区域 × 气候 × 风向 × 地面高度 × 遮挡 × 地形
注意:这些系数乘在“风速”上,而压力与风速平方成正比。因此一个看似不大的系数,对最终风压影响可能很明显。
3. 场地风速和设计风速不是同一个东西
场地风速
按照八个方位确定:
- N
- NE
- E
- SE
- S
- SW
- W
- NW
这里的 是地理风向,从正北方向顺时针计算。
设计风速
建筑物通常按自身正交轴计算,例如:
- 沿建筑纵向;
- 沿建筑横向;
- 两个相反方向。
对某一个建筑正交方向,规范要求在该方向前后 范围内,取经插值后的最大场地风速。
所以:
- :相对于地理北方向;
- :相对于建筑自身轴线。
这是 AS/NZS 比中国日常计算更强调的地方:先建立八方向场地风速,再转换为建筑方向设计风速。
承载能力极限状态下, 不得小于 。
4. 从设计风速得到设计风压
AS/NZS 式2.4(1):
规范通常取:
因此:
公式可以写成方便计算的形式:
或者:
其中:
- :气动体型系数,可能包括外压、内压、局部压力、面积折减等;
- :动力响应系数;
- 普通、不明显风敏的低层建筑, 通常取1.0;
- 正压力表示指向表面,负压力表示吸力、远离表面。
5. 小算例
假设:
并取:
场地风速:
暂定:
若:
则:
即:
最重要的不是这个结果,而是理解:
前面的系数改变风速,风速平方以后,再乘体型系数和动力系数,得到风压。
6. 与中国规范的核心比较
中国规范主体结构风荷载常用表达式:
围护结构则采用阵风系数和局部体型系数。GB 50009 将基本风压定义为当地空旷平坦地面、10 m高度、10 min平均风速,经概率统计得到50年一遇风速后,再换算成风压。GB 50009相关定义与公式
| AS/NZS 1170.2 | 中国 GB 50009 | 关键区别 |
|---|---|---|
| 区域阵风风速 | 基本风压 | 一个是风速,一个是风压 |
| 前者修正风速,后者修正风压,数值不能直接互换 | ||
| 通常无直接对应项 | AS/NZS明确考虑风向差异 | |
| 无完全相同的常规独立系数 | AS/NZS可明确考虑周围建筑遮挡 | |
| 地形修正相关规定 | 表达方式不同 | |
| 主公式中无直接对应项 | 2021版AS/NZS增加气候变化系数 | |
| 、等 | 都描述气动体型,但组合方法不同 | |
| 、等 | 都考虑脉动和动力效应,但体系不同 |
最需要避免的错误是:
不能把中国规范的基本风速或基本风压,直接塞进 AS/NZS 公式。
因为两者的平均时距、阵风定义、地面条件、方向处理和可靠度体系不同。
第1课过关题
请直接回复答案和简单理由:
- ,,,,,。求 。
- 如果其他条件不变,设计风速提高10%,风压大约提高多少百分比?
- 和 的主要区别是什么?
- 为什么不能把中国规范的基本风速直接作为 AS/NZS 的 ?
