印度標準風壓高度變化系數與中國標準區別


印度標準IS:875用兩個公式來計算建(構)筑物的順風向風載。當不考慮風的動力效應,對建(構)筑物整體計算時,設計風壓Pz=0.6Vz2,Vz為設計風速(m/s)。Vz=k1k2k3Vb,k1為概率系數;k2為地形、高度和結構尺寸系數,取值詳見表2;k3為山形系數;Vb為基本風速(m/s), 為當地空曠平坦地面(標準中地面粗糙度2類)上10m高度處50年一遇3s內的平均最大風速。當考慮風的動力系應時,設計風壓Pz=0.6Vzd2,Vzd為小時平均風速(m/s)。Vzd=k1k2dk3Vb,其中k1、k3、Vb意義同上;k2d為地形及高度系數,取值詳見表3。
風壓高度變化系數其實主要體現在不同的地形隨高度變化風速的變化。在大氣邊界層內,風速隨離地面高度增加而增大。當氣壓場隨高度不變時,風速隨高度增大的規律,主要取決于地面粗糙度。在這一點上,中國標準和印度標準一樣。中國標準GB 50009采用風壓高度變化系數μs來體現風壓的變化,實際上是體現風速的變化。印度標準采用系數k2或k2d來體現地形的不同對風速的影響,換算為風壓時,變為平方關系。
NO.2
中印對比
中國標準地面粗糙度分為A、B、C、D四類,風壓高度變化系數的取值詳見GB 50009中表8.2.1。
印度標準地形種類分為四類。類別1:暴露在幾乎沒有障礙物空曠地形上,建筑物周圍物體的平均高度小于1.5m。該類別還包括海岸和沒有樹木的平原。類別2:空曠區域,分散的建筑物高度1.5m到10m之間。類別3:大量密集到10m高的建(構)筑物存在的地形 ,有或沒有幾個獨立高聳建筑。類別4:有大量密集建筑的地形。從兩本標準的描述上看,地形類別的劃分有大致的對應關系,詳見表1。


印度標準系數k2與k2d相比,多考慮了結構尺寸方面的影響,并將結構分為A、B、C三個等級。A級:結構最大的水平或豎直尺寸小于20m。B級:結構最大的水平或豎直尺寸在20m到50m之間。C:結構最大的水平或豎直尺寸大于50m。從表2中可以看出,同一地形類別同一高度,從A級到C級,k2值在變小。系數k2d并沒有考慮結構尺寸的影響,僅與地形類別及高度有關。另外k2d是用于計算小時風速的,其中含有將時距3s的基本風速轉化為小時風速的系數。
NO.3
小結
中國標準與印度標準對比,風壓高度系數要高于印度標準,而且變化劇烈。從中標表8.2.1中可以看出,風壓高度系數在梯度風高度向上不再變化,A類地面粗糙度梯度風高度為300m,B、C、D類分別為350m、450m、550m,梯度風高度明確。印度標準相應的系數變化緩慢,隨著高度增加一直在增加,梯度風高度不明顯。
參考文獻:
[1] GB50009-2012,建筑結構荷載規范 [S].北京:中國建筑工業出版社,2012.
[2] IS:875Part 3-1987,Code of Practice for Design Loads (other than earthquake)for Building and Structures, Part 3 Wind Loads [S], New Delhi: Bureau of IndianStandards, 1989.
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