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,