新旧荷载规范中输电塔结构风荷载的计算和对比.pdf

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1、·54·2014年第1期2014年2月SichuanBuildingMaterials第40卷总第177期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.01.027新旧荷载规范中输电塔结构风荷载的计算和对比12李峰,贾国庆(1.同济大学建筑工程系,上海200092;2.上海中建建筑设计院有限公司,上海200122)摘要:新国标GB50009-2012《建筑结构荷载规范》平均风荷载。具体的风压高度变化系数公式如下:中对风荷载计算部分做了较大修改,调整了风压高度变化《新规范》《旧规范》系数和风振系数的计算,对输

2、电塔设计影响较大。通过实Az0．24Az0．24μ=1．284()≥1．09μ=1．379()≥1．17z10z10例计算和对比分析,发现新规范较大幅度地提高了输电塔结构设计时风荷载的取值。μB=1．000(z)0．30≥1．00μB=1．000(z)0．32≥1．00z10z10关键词:输电塔;荷载规范;风荷载;对比Cz0．44Cz0．44中图分类号:TM753文献标志码:Bμz=0．544()≥0．65μz=0．616()≥0．651010文章编号:1672-4011(2014)01-0054-02Dz0．60Dz0．60μ=0．262

3、()≥0．51μ=0．318()≥1．17z10z100前言(2)[1]式中,μA,μB,μC,μD分别为A类、B类、C类、D类地国标GB50009-2012《建筑结构荷载规范》(以下简称zzzz《新规范》)已于2012年10月1日正式实施,《新规范》对GB面粗糙度时风压高度变化系数;z为建筑物计算位置离地面[2]的高度。对比新旧规范的公式,可以很直观地看出《新规50009-2001《建筑结构荷载规范》(2006版)(以下简称《旧规范》)风荷载计算部分做了较大修改,调整了风压高范》四类地面粗糙度风压高度变化系数均较《旧规范》有所度变化系数和

4、风荷载体型系数,修改了风振系数的计算表降低。达式和相关计算参数。输电塔属于典型的高耸结构,设计3风振系数时风荷载是主要的控制荷载,影响较大。本文对新旧规范中输电塔结构风荷载计算进行了对比,并结合某输电塔实对于输电塔等高耸结构,在风荷载计算时均可仅考虑例说明了规范修改对输电塔结构设计的影响。结构第一振型的影响。《旧规范》中,结构在z高度处的顺风向风振系数β按照下式计算:1基本公式zζvφzβ=1+(3)zμ《新规范》关于风荷载的计算公式形式没有变化,在计z算主要受力结构时仍采用平均风压乘以风振系数的表达式,式中,ζ为脉动增大系数;v为脉动影响

5、系数;φ为振型系z公式如下:数;μ为风压高度变化系数。zwk=βzμsμzw0(1)《新规范》中,计算公式修改为:式中,β为风振系数;μ为体型系数;μ为风压高度变化2zszβ=1+2gIB1+R(4)z10z系数;w为基本风压。0式中,g为峰值因子;I为10m高度名义湍流强度;R和10《新规范》主要对风压高度变化系数和风振系数的计算B分别为脉动风荷载的共振分量因子和背景分量因子。z做了较大修改。g在《旧规范》中取2．2,《新规范》将其提高到了2．5。《旧规范》中,I对应A、B、C、D四类地面粗糙度类别分别取2风压高度变化系数100．088、

6、0．114、0．167和0．278;《新规范》中,分别取0．12、为适应国内像北京、上海、广州、深圳等超大城市群0．14、0．23和0．39。对比可以发现,《新规范》对10m高度名的发展,《新规范》保持划分4类地面粗糙程度不变,提高了义湍流强度有了较大的提高。由于g和I取值的增大,风振10C、D两类(C类指有密集建筑群的城市市区,D类指有密系数β有了相应的提高,从而导致输电塔结构设计时风荷z集建筑群且房屋较高的城市市区)地面粗糙度类别的梯度风载的增加,下面结合具体实例加以说明。高度,由400m和450m分别修改为450m和550m。B类(田

7、野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇)风速4实例剖面指数由0．16降低到0．15,适当降低了标准场地类别的本实例输电塔塔架模型如图1所示,方形塔架,高度55m,从上到下分为13段。考虑节点板、辅助材等因素,作者简介:李峰(1988-),男,江苏泰州人,硕士研究生,研究方向:主要从事木结构与钢结构。迎风面增大系数取1．4,B类地貌,10m高度处风速32m/s。2014年第1期·55·第40卷总第177期SichuanBuildingMaterials2014年2月4.1风荷载计算根据风荷载标准值计算本例输电塔基底弯矩,《旧规

8、范》分别按《旧规范》和《新规范》进行风荷载计算。输电线荷载结果为4029．69kN·m,《新规范》为4622．68kN·m,路一般按照B类地貌设计,故风压高度变化系数按照公式《新