2010年版美国建(构)筑物荷载规范有关风荷载部分修改简介

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2010年版美国建(构)筑物荷载规范有关风荷载部分修改简介

标准与规范

２０１０年版美国建（构）筑物荷载规范有关风荷载

部分修改简介

刘

迪

李立昌

１０００１５）

（美盛沃利（北京）工程设计有限公司，北京

摘

要：从２０１０年１月１日起，美国土木工程师协会编写的建（构）筑物最小设计荷载规范ＡＳＣＥ７—１０开始正式

实施。其中风荷载部分有了较大的修改。风荷栽内容由原来的１个章节分解为６个章节。基本风速的重现期也由原来的５０年改为根据不同建（构）筑物风灾害类别分别取为３００年、７００年或１７００年。为与地震作用一致，荷载组合中的风荷栽分项系数也由原来的１．６改为１．０。同时，正常使用极限状态也采用了与承栽能力极限状态不同

重现期的风速。简述ＡＳＣＥ７—１０中有关风荷栽部分的主要修改内容，供有关人员参考。

关键词：风荷载；灾害类别；基本风速；重现期

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１

概述

从２０１０年１月１日起美国土木工程师协会编

处、地面粗糙度类别Ｃ类的３Ｓ阵风风速，唯一变化的也是最重要变化的是重现期，由原来的５０年一遇改为按不同的风灾害类别采用３００年、７００年、１

７００

写的新版建（构）筑物最小设计荷载规范（Ｍｉｎｉｍｕｍ

ＤｅｓｉｇｎＬｏａｄｓｆｏｒＢｕｉｌｄｉｎｇｓＡＳＣＥ

ａｎｄ

Ｏｔｈｅｒ

Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

７—１０

年不同的重现期。原规范正常使用极限状态与承载能力极限状态采用相同的基本风速，通过不同的荷载分项系数来调整不同极限状态的风荷载值，而新版对这两种极限状态基本风速，采用了不同的重现期来反映其不同的要求。本文简要介绍风速重现期等有关主要变化内容，供设计人员参考。

７—１０）正式开始实施。新版的ＡＳＣＥ

对先前的ＡＳＣＥ７—５各章节都有了一定的修改，但修改最大的还是有关风荷载部分。风荷载由原来的只有第６章（１个章节）改为新版的第２６一第３１共６个章节，其中第２６章为计算风荷载的一般规定，第２７一第２９章为主抗风结构的风荷计算，第３０章为构件和围护结构的风荷计算，第３１章为对进行风洞试验的要求。取消了风荷载的重要性类别和重要性系数，取而代之的是根据建构筑物风灾害的严重程度确定不同的风灾害类别，按照不同的风灾害类别，确定不同的风速重现期。确定基本风速大小的４要素中的其他３个都没有变化，还是高度１０

ｍ

２主要修改内容

原ＡＳＣＥ７—５中，一个地区不区分建（构）筑物的重要性类别，采用统一的基本风速值，在计算风荷

第一作者：刘迪，女，１９８２年出生，学士，助理工程师。

Ｅｍａｉｌ：ｄｉ．１ｉｕ＠ｍａｉｓｏｎｗｏｒｌｅｙ．ｃｏｒＤ．

收稿日期：２０１０—０８—１３

４２

钢结构２０１１年第２期第２６卷总第１４３期

刘

迪，等：２０１０年版美国建（构）筑物荷载规范有关风荷载部分修改简介

时再根据不同建（构）筑物的不同风灾重要性等级乘以不同的风灾重要性系数。而新版的ＡＳＣＥ

７—１０

年的风速；Ｖｊ。为重现期为５０年的风速；Ｗ。，，为风荷载分项系数；Ｔ为重现期。

将Ｗ，。，一１．６代人式（４）可得：Ｔ一７０９年，由此对Ⅱ类风灾害建（构）筑物，其风速重现期可近似取

为７００年。

风荷载计算的最大变化是取消了风荷载重要性等级和重要性系数，将建（构）筑物依据其遭受风灾时的损失大小划分为４个风灾害类别，根据每个建（构）筑物的风灾害类别，采用不同的基本风速重现期，从而计算出不同的基本风压。风灾害为Ｉ类的次要建（构）筑物基本风速重现期采用３００年，一般的Ⅱ类建（构）筑物为７００年，而重要的Ⅲ、Ⅳ类建（构）筑物采用１７００年。在规范中给出了不同地区不同重现期的风速图，计算风荷载时依据风灾害类别直接从图中查出相关风速，代人公式计算即可，不需再乘重要性系数。例如加州某学校建筑物，风灾害类别为Ⅲ类，查ＡＳＣＥ７—１０图２６．５－１Ｂ就可得到其基本风

速为５２ｍ／ｓ，而同样在加州一座普通住宅，其风灾

而对于Ⅲ、Ⅳ类建（构）筑物，原规范规定的风速重现期为１００年，重要性系数为１．１５，同样根据新旧规范风荷载相等的原则，可得出Ⅲ、Ⅳ类建（构）筑物风速重现期为１６９７年，近似取为１７００年。由此可知，虽然从表面上看，风速重现期、风荷载分项系数都有很大的变化，但实际上新旧规范承载能力极限状态下风荷载计算结果几乎是完全相同的。对于正常使用极限状态下风荷载的计算和组合，在原

ＡＳＣＥ

７—５中没有明确的规定，但基本风压采用的

是与承载能力极限状态一样的值，不同的是两种极限状态采用不同的风载分项系数。而新的ＡＳＣＥ７—１０附录Ｃ条文说明中增加了这部分的内容，给出了正常使用状态时的风速。与承载能力状态相同

害类别为Ⅱ类，查图２６．５—１Ａ可得到其基本风速为

４９

ｍ／ｓ，然后按有关公式即可计算出每个建（构）筑

物的风荷载。

ＡＳＣＥ７

５版承载能力各不同组合中风荷载的是，根据不同重现期选择不同的风速图。不同的是，重现期不是按建（构）筑物的风灾害类别确定的，而是由设计工程师和用户按经验和使用要求来确定的，同一类别的建构筑物可采用不同的风速。正常使用状态风速的重现期远低于承载能力状态的重现期，分为ｌＯ年、２５年、５０年、１００年。工程师或用户按所选的重现期，确定计算正常使用状态风荷载的风速。这与澳大利亚规范是一样的，计算结构风荷载时，有两个不同的基本风速，一个用于承载能力计算，另一个用于正常使用状态计算，二者不能混淆。

的分项系数为１．６，而这次修改后的风荷载分项系数改为１．０。其理由是风荷载应与地震作用一致，地震作用分项系数新旧版都为１．０，所以风荷载分项系数也改为１．０。

从字面上看，这次风速重现期由原来的５０年提高到３００年、７００年或１７００年，风荷载一定有大幅度增加。但实质上３００年、７００年或１７００年重现期的确定不是预先设定的，而是按照同一地区、同一类建（构）筑物新旧规范计算出的风荷载相等的原则确定的，也就是说ＡＳＣＥ７—１０中的重现期是按照新旧规范风荷载相等的原则计算出来的。在计算重现期时，将原规范中的风荷载分项系数１．６改为现在的１．０要考虑进去。具体计算如下。

对一个风灾害为Ⅱ类的建（构）筑物，根据新旧规范风荷载相等的原则：

ＷＴ—ＣＦＶＴ２一ＣＦ由式（１）可得出：

１

３

结语

风荷载是作用于建（构）筑物上的最主要荷载之一，其取值大小关系到结构的安全和经济性。设计风荷载太小，结构不安全，设计风荷载太大，结构不经济。实际上，风荷载是随时随地都在变化的，各个

Ｖ５０

２Ｗ１，Ｆ

（１）

国家规范对风荷载的计算是各不相同的。从总体上来说，我国的风荷载取值偏低。本文简述了美国

ＶＴ／Ｖｍ—Ｗ品

按Ｐｅｔｅｒｋａ—ｓｈａｈｉｄ公式：