山区地势起伏多变,对风速影响较为显著,因而山区的基本风压与邻近平坦地区的基本风压有所不同。有如下特点:
(1)山间盆地、谷地等闭塞地形,由于四周高山对风的屏障作用,一般比空旷平坦地面风速减小10%~25%,相应风压减小20%~40%。
(2)谷口、山口等开敞地形,当风向与谷口或山口趋于一致时,气流由开敞区流入狭窄区,风速必然增大,风速比一般空旷平坦地区增大10%~20%。
(3)山顶、山坡等弧尖地形,由于风速随高度增加和气流越过山峰时的抬升作用,山顶和山坡的风速比山麓要大。
因此,《建筑结构荷载规范》规定:
8.2.2 对于山区的建筑物,风压高度变化系数除可按平坦地面的粗糙度类别由本规范表8.2.1确定外,还应考虑地形条件的修正,修正系数η应按下列规定采用:
1 对于山峰和山坡,修正系数应按下列规定采用:
1)顶部B处的修正系数可按下式计算:
式中 tanα——山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tanα大于0.3时,取0.3;
κ——系数,对山峰取2.2,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。
2)其他部位的修正系数,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。
图8.2.2 山峰和山坡的示意
2 对于山间盆地、谷地等闭塞地形,η可在0.75~0.85选取。
3 对于与风向一致的谷口、山口,η可在1.20~1.50选取。
真题 【5.3.2】 (2003年一级考题,因规范改版,本题已作相应调整)
图 5.3.6
若一建筑物位于高度为55m的山坡顶部,如图5.3.6所示,试问建筑屋面D处的地形条件修正系数η,与下列何项数值最为接近。
(A)1.0 (B)1.03
(C)1.1 (D)1.24
【答案】 (D)
【详解】 由《建筑结构荷载规范》8.2.2条式(8.2.2):
,取tanα=0.3
z=100m<2.5H=137.5m,取z=100m
,(D)正确。
【简解】 根据《荷规》8.2.2条:
,取tanα=0.3
z=100m<2.5H=137.5m,取z=100m
,(D)正确。
真题 【5.3.3】 (2005年二级考题)
一幢平面为矩形的框架结构,长40m,宽20m,高30m,位于山区。该建筑物原拟建在山坡下平坦地带A处,现拟改在山坡上的B处,如图5.3.7所示。建筑物顶部相同部位在两个不同位置所受到的风荷载标准值分别为wA、wB(kN/m2)。试问,wB/wA的比值与下列何项数值最为接近?
图 5.3.7
提示:不考虑风振系数的变化。
(A)1.0 (B)1.1 (C)1.3 (D)1.4
【答案】 (C)
【详解】
(1)wB/wA=μZB/μZA=ηB,即求B处考虑地形的修正系数ηB。
(2)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条,O点处的修正系数为
(3)根据《建筑结构荷载规范》(8.2.2-1-2)条,离O点4d=4×20=80m位置η=1,B处的线性插值为:,(C)正确。
【简解】
(1)根据《荷规》8.2.2条,O点处修正系数:
(2)B处:,(C)正确。
真题 【5.3.4】 (2010年一级考题,因规范改版,本题已作相应调整)
某建筑拟建于山区平坦地A处,或建于高度为50m的山坡顶B处,如图5.3.8所示。在两地的楼高距地面100m处的顺风向荷载标准值分别为wA与wB,试确定其比值(wB/wA)最接近于下列何项数值?
图 5.3.8
提示:2gI10Bz,为方便计算取,仅考虑μz的影响。
(A)0.95 (B)1.00
(C)1.12 (D)1.36
【答案】 (C)
【详解】(www.daowen.com)
(1)根据《建筑结构荷载规范》8.1.1条,wk=βzμsμzw0,则。
(2)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条,B处的修正系数:
κ=1.4 tanα=0.5>0.3取tanα=0.3
z=100m<2.5H=125m取z=100m
(3)根据《建筑结构荷载规范》8.4.3条、8.4.5条及本题提示:
(4)查《建筑结构荷载规范》表8.2.1,地面粗糙度为B类,100m高处风压高度变化系数为:
μzA=2.00,μzB=ηBμzB=1.18×2.00=2.36
(5),(C)正确。
【简解】
(1)根据《荷规》8.1.1条,wk=βzμsμzw0,则。
(2)根据《荷规》8.2.2条,B处的修正系数:
κ=1.4 tanα=0.5>0.3取tanα=0.3
z=100m<2.5H=125m取z=100m
(3)根据《荷规》8.4.3条、8.4.5条及本题提示:
(4)根据《荷规》表8.2.1,B类,100m:μzA=2.00,μzB=ηBμzB=1.18×2.00=2.36
(5),(C)正确。
【5.3.5】 坡顶地表和房顶的风压值计算
条件:某房屋修建在山坡高处,如图5.3.9所示,山麓附近的基本风压为0.35kN/m2,山坡坡度如图所示,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。
图 5.3.9
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。
【解答】
(1)求D处的风压:
1)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条,B处的地形修正系数为
tanα=0.36>0.3,取tanα=0.3;z=0<2.5H=75m;κ=1.4
2)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2-1-2条,离B点4d=332m位置η=1,D处的修正系数:
3)D处风压:wk=μzηDw0=1.0×1.41×0.35=0.49kN/m2
(2)求E处的风压
1)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条,B处的风压修正系数:
tanα=0.36>0.3,取tanα=0.3;z=20m<2.5H=75m;κ=1.4
2)E处的风压修正系数:
3)查《建筑结构荷载规范》表8.2.1得μzA=1.23。
4)E处的风压为:wk=μzAηEw0=1.23×1.28×0.35=0.55kN/m2。
【5.3.6】 求山间盆地内的风压高度变化系数
条件:某房屋修建于地面粗糙度为B类的山间盆地内,其屋檐距地面15m。
要求:试求屋檐处的风压高度变化系数。
【解答】
(1)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条第2款,对于山间盆地、谷地等闭塞地形,η可在0.75~0.85选取。本题取0.85。
(2)根据《建筑结构荷载规范》表8.2.1,B类地面,15m高的风压高度变化系数μz=1.13。
(3)修正后的风压高度变化系数:μz=1.13×0.85=0.96。
【5.3.7】 山口基本风压的确定
条件:某房屋修建在与大风方向一致的山口处,相邻地区的基本风压为0.3kN/m2。
要求:确定该房屋修建处的基本风压值。
【解答】
(1)根据《建筑结构荷载规范》8.2.2条,对于与风向一致的谷口、山口,η可在1.20~1.50选取。
(2)本题取系数为1.5,该房屋修建处的基本风压为:w0=1.5×0.3=0.45kN/m2。
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