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第六节 风荷载（W） 一 、概要 应该根据这部分来确定风荷载。 二 、基本风速度 为了计算风荷载，场地的风速度应该基于所在区域里提规定的阵风速度。 注：在本书里的基本风速度是基于阵风计量单位，而不是持续不变的（平均1分钟）或最大风速英里计量单位。在大多数美国风图里，都是采用最大风速英里作为风速度的计量单位。如果采用老的最大风速英里风速图，就必须要按照下面的换算方式换算成阵风计量单位： 三 、风位向 应该按照下面图8-3里示范的种类之一来指定特殊建筑物场地的风位向： 开阔地形——暴露于开阔的地形上，带有很少的，充分分散的，高度一般小于9144mm障碍物，它包括平坦的空旷地区、草原和直接暴露的海岸。 郊区地形——市内、郊外和混合的森林区域，或其它带有许多尺寸和单个家庭住所一般大或更大的障碍物的地形，以及分散的开阔地和包括庄稼地在内的区域。 受保护地形——浓密的森林地形，所有的建筑物都没有超过周围障碍物（即树或建筑物）的平均高度，并且场地设计风速度小于209km/hr。 注：在低层建筑物里，风位向是影响风荷载的一种最重要的因数，然而，它也是最难以统一定义的参数。大多数住宅都位于郊区或受保护（即屏蔽了的）位向。出于这个原因，住宅设计常常采用郊区位向（为了决定保守的设计风荷载，它自身就基于相当开阔的地形条件上）作为合理的“默认”条件。然而，当住宅是位于突出的开阔地形上时，例如孤立在草原或海滨的住宅，就必须要采用开阔位向条件。在混合的位向情况里，设计师可能要采用不同的风位向方向或采用“平均”条件来考虑评估建筑物。，在适中的高密度住宅开发项目里，通常是混合有受保护和郊区的位向，那儿邻近的住宅在一个方向上遮蔽着另一栋住宅，并且一般地形条件（即郊区）是由其它（相交的）风方向定义的。经过验证，也应该有例外，比如由于树长大和开发项目的成熟与扩大，位向条件很可能还会随着时间的过去而变化。 图8-3风位向示意图 四 、基本速度压力 采用场地的基本风速度，应该根据表8-7确定基本速度压力。 注：表7-7的基本风速度压力是采用常见的关系形成的，这儿的速度压力（N/m2）等于0.0473KDKZV2,这儿的KZ是在郊外地形里，在建筑物的平均屋顶高度处，和垂直风速度外形有关的速度压力位向系数。KD是风方向性系数，数值为0.85。对于三层以下的建筑物（平均屋顶高度大约没有超过10668mm），采用0.75的KZ值。因为表格是基于“默认的”郊外位向的假设，所以在表格注释里提供了到其它位向条件的调整值。另外，位于或靠近大的暴露的山丘和悬崖顶部的住宅可能会经历重大的地形风加速和增强的荷载。位于这样的条件下的住宅，应该根据ASCE 7-98，采用额外的地形系数调整值来设计。 注： ① 开阔地风位向条件要用1.4乘以表格数据。 ② 保护地位向条件要用0.8乘以表格数据。 ③ 在或靠近突出的地形地貌的顶部时，应该根据ASCE7-98来考虑经历的地形风加速影响。 ④ 对于二层的建筑物，要用0.9乘以表格数据；对于一层的建筑物，要用0.8乘以表格数据； ⑤ 允许插值法。 五 、在整栋建筑物上的侧向荷载 把表8-7的基本风速度压力乘以表7-8的适当的侧向压力系数，来确定建筑物主风力抵抗系统（MWFRS）上的侧向风压力。对于二面坡屋顶建筑物，就像图8-4里显示的一样，应该把这些压力作为二个垂直方向的荷载（平行于屋脊和垂直于屋脊）施加到屋顶和墙的垂直投影上。对于四面坡屋顶建筑物，应该把二个方向上的荷载施加到屋顶垂直投影面面积上。
注： ①这些数值是复合压力系数，它们包括了在建筑物迎风面上正压的影响和在建筑物下风面上负压（吸入）的影响。 注：这个简单的确定侧向风荷载的方法是打算使建筑物的剪力墙和水平横隔层（楼层或屋顶）所抵抗的侧向荷载的确定更加容易。因为最早在考虑建筑物上的风荷载时，已经存在这样的方法。分配到剪力墙和水平横隔层上的侧向荷载通常都是采用附属区域方法（即基于垂直投影面积的附属部分来分配侧向风荷载）来确定的。更加准确的分配侧向荷载到剪力墙的方法基于墙的相对刚度（假设刚性的横隔层）。
图7-4主风力抵抗系统的设计风荷载 六 、在部件、覆盖层和不同组件上的风荷载 把表7-7里的基本风速度压力乘以表8-9里的适当的压力系数就确定出部件、覆盖层风压力。除了屋顶抬起系数以外，应该把采用这些系数计算的所有压力都垂直施加到实际的建筑物表面面积，附属到所考虑的部件上。正如在图8-4里所显示的一样，应该把采用屋抬起压力系数确定的单独的风压力施加到屋顶组件的水平投影面积上，以确定屋顶束缚连接力和求出建筑物倾覆力所分担的屋顶抬起力的值。 注：表8-9的压力系数是基于简化的ASCE7-98规定。另外，系数是为通常在住宅上发现的不同的系统和部件而提出的。处于二个原因，系数不是为外挂板和屋顶材料规定的：⑴透气覆盖层系统（例如屋顶板和重叠的外挂板）就会由于通风而微微减少压力，⑵经常把装修材料考虑为使用性项目，与安全用途所用的材料比较，就很少有设计标准。因而，当采用使用性目的荷载（即校核建筑物吹积物或附属的装修）时，用0.75的系数乘以设计风荷载就不值得奇怪了。在和完整的屋顶或墙系统上所经历的+1.1到-2.2的值比较后，能透过空气的覆盖层系统，例如屋顶板和重叠的外挂板，或砖块可能会经历±0.6到±0.9的有效表面压力系数。另外，像屋顶瓦这样的项目，通常都是针对而飓风“设计”的，每片瓦都采用了特别多数量的钉子（即用每片瓦6颗钉子代替4颗钉子），并且需要用胶粘剂来粘合周边的瓦突出物。因此，实际和全面的风荷载设计常常是简单计算和良好的习惯做法的混和。
注： ①根据被围合的建筑物条件（即没有开口），所有的系数都包括内部的压力。根据第六节第七段，应该考虑较高的内部压力和调整过的表格值。 ②正的和负的符号分别代表向建筑物表面内和向建筑物表面外作用的压力。负压力是吸入或相对真空。这二个压力条件都应该考虑。 ③为了确定抬起连接力，要把采用屋顶抬起压力系数确定的抬起压力施加到屋顶的水平投影面积上。也应该包括由迎风屋顶悬挑在屋顶连接上引起的额外的抬起力。必须通过连续的荷载路径把抬起力转移到基础或指定的点上，在那儿它能充分抵抗建筑物的乘系数的静荷载。 ④把迎风悬挑压力系数施加到迎风屋顶悬挑的下面，并且在屋顶悬挑的底部表面向上作用。如果屋顶悬挑的底部表面也是屋顶覆盖物，那么就应该把悬挑压力添加到屋顶覆盖物压力上。 |
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