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    正確理解和應用風洞試驗報告

    來源:中國幕墻網收集整理  作者:張芹  日期:2011-3-29
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      玻璃幕墻風荷載是玻璃幕墻設計諸荷載(作用)中最重要的一項。它的取值直接影響玻璃幕墻的安全,尤其是體型復雜的高層建筑玻璃幕墻的設計風荷載更要慎重采用。
     
      玻璃幕墻荷載是玻璃幕墻設計諸荷載(作用)中最重要的一項。它的取值直接影響玻璃幕墻的安全,尤其是體型復雜的高層建筑玻璃幕墻的設計風荷載更要慎重采用!恫A粔こ碳夹g規范》JG102-2003規定:“玻璃幕墻的風荷載標準值可按風洞試驗結果確定;玻璃幕墻高度大于200m或體型、風荷載環境復雜時,宜進行風洞試驗確定風荷載!睂τ谶@一規定要有正確的理解。
      GB50009規定圍護結構風荷載標準值為:Wk=βgzμslμzW0          (7.1.1-2)
    (而風洞試驗報告為:平均風壓  Wk=C/ W0  ;峰值風壓  Wk=Cmax(min)/ W0)。
    下面對式(7.1.1-2)的四個要素進行分析。
     。1)基本風壓W0
      基本風壓系以當地比較空曠地面上(B類地區)離地10m高、統計所得的50年一遇10min平均最大風速V0(m/s)為標準確定的風壓值。
      風壓是速度壓,由規定的基本風速V0 ,按計算速度壓的伯努利方程導出下式計算:
                   W0= 1/2ρV02                              
                   式中:ρ—空氣密度
      使用風杯式測風儀時,考慮空氣密度受溫度、氣壓影響,可按下式確定空氣密度:
              ρ=[0.001276/(1+0.00366t )]×(ρ-0.378e/1000000);  t/m3          
      式中:  t—空氣溫度,0C;    
                 ρ—氣壓,Pa;      
                 e—水氣壓,Pa  。
      也可根據所在地點的海撥高度Z(m)按下式近似估算空氣密度:
      ρ=0.00125e –0.0001Z,t/m3                                          
      GB50009規定的基本風壓是根據全國氣象臺站歷年來的最大風速紀錄,按基本風速的標準要求,將不同風速儀高度和時距的年最大風速,統一換算為離地10m高、自記10min平均年最大風速(m/s)。根據該風速數據(選取最大風速數據,一般應有25年以上的資料;當無法滿足時,至少不少于10年的風速資料)經統計分析確定重現期為50年的最大風速,作為當地的基本風速V0。再按伯努利公式:
      W0=1/2ρv02確定基本風速。
      ρ= γ/g,γ為空氣重力密度,g為重力加速度,以ρ= γ/g代入W0=1 /2(γ/g)v02。以往國內的風速記錄大多數根據風壓板的觀測結果,刻度所反映的風速,實際上是統一根據標準的空氣密度ρ=1.25Kg/m3,按上述公式反算而得,因此在按該風速確定風壓時,可統一按W0=V02/1600(KN/m2)計算。
      GB50009附錄D4 全國各城市的雪壓和風壓是該城市B類地區基本風壓,A、C、D類地區基本風壓要換算,但換算系數放在風壓高度變化系數中,GB50009條文說明第7.2.1:μ  z——風壓高度變化系數,
      μz A=1.379(Z/10)0.24
      μz B=1.000(Z/10)0.32
      μz C=0.616(Z/10)0.44
      μz D=0.318(Z/10)0.60
      式中(Z/10)2α是描述風壓沿高度變化的規律,(Z/10)2α前的系數是各地面粗糙度類別基本風壓換算系數μw0  ,如1.379、1.0、0.616、0.318等。
      設基本風壓換算系數為μw0w,各地面粗糙度類別基本風壓W0α=μw0 W0  ,對于一般空曠平坦地區-----荷載規范建議α取為0.16,梯度風高度取350米。設其他地貌地區的梯度風高度為HT,由梯度風高度以上各類地貌風速均為相等的條件可得:(350/10)2×0.16 W0=(HT/10)2αW0α
      ∴    W0α=(35)0.32(HT/10)-2αW0=μw0 W0”
      ∵    μw0 =(350/10)0.32(10/ HG)2α
      μz A=1.379(Z/10)0.24      梯度風高度HG A =300m  αA =0.12   μw0 A=(350/10)0.32(10/ HG)2α=(350/10)0.32(10/300)0.24=1.379
      μz B=1.000(Z/10)0.32       梯度風高度 HG B =350m αB =0.16     μw0 B=(350/10)0.32(10/ HG)2α=(350/10)0.32(10/350)0.32=1.000
      μz C=0.616(Z/10)0.44     梯度風高度HG C =400m  αC=0.22     μw0C =(350/10)0.32(10/ HG)2α=(350/10)0.32(10/ 400)0.44=0.616
      μz D=0.318(Z/10)0.60     梯度風高度HG D =450m  αD =0.30    μw0 D=(350/10)0.32(10/ HG)2α=(350/10)0.32(10/ 450)0.60=0.318

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