8。4、顺风向风振和风振系数8 4 1，参考国外规范及我国建筑工程抗风设计和理论研究的实践情况.当结构基本自振周期T、0,25s时.以及对于高度超过30m且高宽比大于1.5的高柔房屋。由风引起的结构振动比较明显.而且随着结构自振周期的增长，风振也随之增强。因此在设计中应考虑风振的影响。而且原则上还应考虑多个振型的影响.对于前几阶频率比较密集的结构 例如桅杆、屋盖等结构 需要考虑的振型可多达10个及以上.应按随机振动理论对结构的响应进行计算、对于T 0 25s的结构和高度小于30m或高宽比小于1,5的房屋、原则上也应考虑风振影响、但已有研究表明.对这类结构、往往按构造要求进行结构设计,结构已有足够的刚度、所以这类结构的风振响应一般不大、一般来说。不考虑风振响应不会影响这类结构的抗风安全性，8 4。2，对如何考虑屋盖结构的风振问题过去没有提及,这次修订予以补充 需考虑风振的屋盖结构指的是跨度大于36m的柔性屋盖结构以及质量轻刚度小的索膜结构.屋盖结构风振响应和等效静力风荷载计算是一个复杂的问题、国内外规范均没有给出一般性计算方法。目前比较一致的观点是、屋盖结构不宜采用与高层建筑和高耸结构相同的风振系数计算方法。这是因为，高层及高耸结构的顺风向风振系数方法，本质上是直接采用风速谱估计风压谱,准定常方法.然后计算结构的顺风向振动响应.对于高层 耸。结构的顺风向风振.这种方法是合适的。但屋盖结构的脉动风压除了和风速脉动有关外、还和流动分离,再附.旋涡脱落等复杂流动现象有关。所以风压谱不能直接用风速谱来表示 此外 屋盖结构多阶模态及模态耦合效应比较明显。难以简单采用风振系数方法.悬挑型大跨屋盖结构与一般悬臂型结构类似 第1阶振型对风振响应的贡献最大 另有研究表明 单侧独立悬挑型大跨屋盖结构可按照准定常方法计算风振响应、比如澳洲规范 AS NZS,1170.2,2002 基于准定常方法给出悬挑型大跨屋盖的设计风荷载.但需要注意的是,当存在另一侧看台挑篷或其他建筑物干扰时。准定常方法有可能也不适用,8，4,3、8，4.6.对于一般悬臂型结构。例如框架,塔架、烟囱等高耸结构、高度大于30m且高宽比大于1,5的高柔房屋，由于频谱比较稀疏.第一振型起到绝对的作用，此时可以仅考虑结构的第一振型，并通过下式的风振系数来表达 式中.为顺风向单位高度平均风力。kN.m,可按下式计算 为顺风向单位高度第1阶风振惯性力峰值。kN、m，对于重量沿高度无变化的等截面结构.采用下式计算，式中 ω为结构顺风向第1阶自振圆频率 g为峰值因子，取为2,5、与原规范取值2.2相比有适当提高,σq1为顺风向一阶广义位移均方根.当假定相干函数与频率无关时.σq1可按下式计算，将风振响应近似取为准静态的背景分量及窄带共振响应分量之和，则式，4。与频率有关的积分项可近似表示为.而式。4、中与频率无关的积分项乘以φ1,z。μz.z，后以背景分量因子表达，将式、2。式。6。代人式，1，就得到规范规定的风振系数计算式,8。4。3，共振因子R的一般计算式为。Sf为归一化风速谱、若采用Davenport建议的风速谱密度经验公式。则、利用式，7.和式.8,可得到规范的共振因子计算公式.8，4 4、1 在背景因子计算中，可采用Shiotani提出的与频率无关的竖向和水平向相干函数,湍流度沿高度的分布可按下式计算 式中α为地面粗糙度指数,对应于A、B,C和D类地貌,分别取为0，12、0。15,0。22和0.30。I10为10m高名义湍流度、对应A，B。C和D类地面粗糙度 可分别取0，12，0 14。0、23和0,39 取值比原规范有适当提高 式。6，为多重积分式。为方便使用,经过大量试算及回归分析,采用非线性最小二乘法拟合得到简化经验公式，8,4，5、拟合计算过程中。考虑了迎风面和背风面的风压相关性，同时结合工程经验乘以了0，7的折减系数，对于体型或质量沿高度变化的高耸结构。在应用公式,8 4，5，时应注意如下问题,对于进深尺寸比较均匀的构筑物，即使迎风面宽度沿高度有变化、计算结果也和按等截面计算的结果十分接近。故对这种情况仍可采用公式 8.4。5，计算背景分量因子.对于进深尺寸和宽度沿高度按线性或近似于线性变化。而重量沿高度按连续规律变化的构筑物 例如截面为正方形或三角形的高耸塔架及圆形截面的烟囱。计算结果表明。必须考虑外形的影响、对背景分量因子予以修正,本次修订在附录J中增加了顺风向风振加速度计算的内容、顺风向风振加速度计算的理论与上述风振系数计算所采用的相同 在仅考虑第一振型情况下.加速度响应峰值可按下式计算。式中、Sq1。ω、为顺风向第1阶广义位移响应功率谱,采用Davenport风速谱和Shiotani空间相关性公式。上式可表示为.为便于使用.上式中的根号项用顺风向风振加速度的脉动系数ηa表示 则可得到本规范附录J的公式 J.1。1。经计算整理得到ηa的计算用表 即本规范表J、1，2,8，4。7 结构振型系数按理应通过结构动力分析确定.为了简化.在确定风荷载时、可采用近似公式、按结构变形特点、对高耸构筑物可按弯曲型考虑、采用下述近似公式，对高层建筑.当以剪力墙的工作为主时,可按弯剪型考虑、采用下述近似公式，对高层建筑也可进一步考虑框架和剪力墙各自的弯曲和剪切刚度、根据不同的综合刚度参数λ。给出不同的振型系数.附录G对高层建筑给出前四个振型系数、它是假设框架和剪力墙均起主要作用时的情况、即取λ。3。综合刚度参数λ可按下式确定，式中.C、建筑物的剪切刚度。EIw、剪力墙的弯曲刚度，EIN、考虑墙柱轴向变形的等效刚度，Cf 框架剪切刚度,Cw，剪力墙剪切刚度 H、房屋总高.