大学课件_建筑结构抗震设计6.1 风灾及其成因.pptx

1、第六章结构抗风设计6.1 风灾及其成因6.2 风荷载计算6.3 结构顺风向抗风设计6.4 结构横风向风振计算6.1风灾及其成因一、风及其产生机理风是地球表面的空气运动，由于在地球表面不同地区的大气层所吸收的太阳能量不同，造成了同一海拔高度处大气压的不同，空气从气压大的地方向气压小的地方流动，就形成了风。风是表示空气水平运动的物理量，包括风向、风速，是个二维矢量。风的大小用风力等级来描述，见表61。风级海浪高（m）名称风速（米）*陆地物象海面波浪海岸渔船征象一般最高000无风0.0-0.2烟直上平静静10.10.1软风0.3-1.5烟示风向微波峰无飞沫寻常渔船略觉摇动20.20.3轻风1.6-3

2、.3感觉有风小波峰未破碎渔船张帆随风移行2-3km/h30.61.0微风3.4-5.4旌旗展开小波峰顶破裂觉簸动，随风移行2-3km/h41.01.5和风5.5-7.9吹起尘土小浪白沫波峰满帆时倾于一方52.02.5劲风8.0-10.7小树摇摆中浪折沫峰群渔船缩帆63.04.0强风10.8-13.8电线有声大浪到个飞沫渔船加倍缩帆74.05.5疾风13.9-17.1步行困难破峰白沫成条渔船停息港中，在海者下锚85.57.5大风17.2-20.7折毁树枝浪长高有浪花近港渔船皆停留不出97.010.0烈风20.8-24.4小损房屋浪峰倒卷汽船航行困难109.012.5狂风24.5-28.4拔起树木

3、海浪翻滚咆哮汽船航行颇危险1111.516.0暴风28.5-32.6损毁普遍波峰全呈飞沫汽船遇之极危险1214.0飓风32.7-摧毁巨大海浪滔天海浪滔天表61风力等级表*注：本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值工程结构中涉及到的风主要有两类：一类是大尺度风(温带及热带气旋)；另一类是小尺度的局部强风(龙卷风、雷暴风、焚风、布拉风及类似喷气效应的风等)。所谓尺度是指一个天气系统的空间大小、或者时间上持续的长短，各种尺度的分级见表62。水平大小垂直大小持续时间例子行星尺度4000公里以上-恒久西风带、东风带大尺度400公里以上10公里左右半个月或以上西风长波、副热带高气压中尺度4公里400公

4、里48公里左右数天西风短波、台风、急流小尺度少于4公里4公里以下数小时或更短龙卷风、海陆风、雷暴表62尺度分级结构抗风设计中主要考虑的是大气边界层内的气流(风)。大气边界层指在对流层下部靠近地面的1.21.5公里范围内的薄层大气。因为贴近地面，空气运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层。大气边界层厚度也称梯度风高度。大气边界层内根据空气受下垫面影响不同又可分为：(1)紧贴地表面小于1厘米的气层，为粘性副层。此层以分子作用为主。(2)50至100米以下气层(包括粘性副层)称为近地面层。这一层大气受下垫面不均匀影响，有明显的湍流特征。(3)近地面层以上至1到 1.5公里为上部摩擦层。这一层除了下垫面的湍流粘性力外，还有气压梯度力和科里奥利力的作用，三力量级相当。自由大气层在大气边界层以上，地面摩擦影响减小到可以忽略不计，只受气压梯度力和科里奥利力的影响。这个风速叫梯度风速。二、风致结构灾害高层建筑桅杆和输电塔悬挑屋盖冷却塔群工程结构在大风作用下，可能发生以下几种破坏情况：（1）由于变形过大，隔墙开裂，甚至主体结构遭到损坏；（2）由于长时间振动，结构因材料疲劳、失稳而破坏；（3）装饰物和玻璃幕墙因较大的局部风压而破坏；（4）高楼不停地大幅度摆动，使居住者感到不适和不安。