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,