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【同辰原创】门式刚架设计风荷载标准值如何确定?

  • 时间:2022-10-28
  • 作者:同辰建筑
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门式刚架属于对风荷载比较敏感的结构,风荷载的取值对结构的安全性、经济性有着较大的影响。与门刚相关的规范对于风荷载标准值以及放大系数的取值,主体结构、围护结构风荷载的计算等,解释的不够清晰。


本文针对门式刚架设计中的风荷载标准值Wk的计算,以及相关参数的取值,进行简单说明和分析,供大家交流。




1.规范依据


《建筑结构荷载规范》GB50009-2012(简称“荷规”) 第8章


《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015(简称“门规”) 第4.2节


《工程结构通用规范》GB55001-2021(简称“通规”) 第4.6节







2.风荷载标准值


2.1 规范条文



▲ 荷规第8.1.1条




▲ 门规第4.2.1条




▲ 通规第4.6节




2.2 基本风压Wo取值


2.2.1 荷规设计时:


荷规第8.1.2条及其条文说明,主体结构“没有规定可以考虑适当提高其重现期”或者参考门规4.2.1条,按1.1×50年重现期;围护结构,按50年重现期。



2.2.2 门规设计时:


门规第4.2.1条及其条文说明,按50年重现期。





2.3 风荷载放大系数


荷规βz(βgz)、门规β与通规“风荷载放大系数”,是不是指的同一个东西?三者又该如何取值呢?


为了搞清楚这个知识盲点,我们首先援引荷规和通规主要起草人陈凯研究员对规范条文的解释。



Q:


《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》规定计算主刚架时的放大系数取1.1。通用规范实施后,是将原来的放大系数由1.1改为1.2,还是在原来1.1的基础上再乘以1.2?



A:


通用规范的风荷载放大系数,是考虑风荷载脉动的增大效应,在平均风荷载基础上的放大系数。因此,主刚架的放大系数应该如何取值,取决于门刚规范风荷载计算公式的物理含义。如果该系数是在平均风荷载基础上、考虑风荷载脉动的放大系数,则1.1低于1.2的最低限值,需要提高该系数取值;而如果该系数只是考虑门刚属于风敏感结构而对基本风压进行调整,则计算得到的仍然是平均风荷载,还需要另行乘以通用规范规定的“风荷载放大系数”。但需再次强调,1.2并不是一般性的取值依据,所以既不是将1.1改为1.2即可,也不是将二者连乘就行,需要具体情况具体分析。


另外,按照现行荷载规范主刚架设计是可以不考虑风振的,而根据通用规范(第4.6.1条)的要求,所有结构都需要考虑风振。这个重要变化会影响门刚规范的修编思路。因此门刚主刚架风荷载的取值方法,应当以门刚规范编制组的意见为准。



在此基础上,我们可以得出以下分析及结论:


2.3.1 主体结构:


根据门规第4.2.1条条文说明,β=1.1是相对风荷载比较敏感的一个提高系数(即:乘以1.1后为平均风压)。所以,个人理解是应在门规“原来1.1的基础上再乘以1.2”。


但是,有区别的在于,根据荷规第8.1.1-1条及其条文说明,荷规是βz×平均风压。所以,在按荷规计算门钢时,取二者较大值,即:




2.3.2 围护结构:


门规设计时,根据门规第4.2.1条条文说明,系数β=1.5是考虑阵风系数,故取二者较大值,即:


荷规设计时,根据荷规第8.1.1-2条,βgz是阵风系数,故取二者较大值,即:





2.4 风荷载标准值取值建议


2.4.1 按门规设计时:


主体结构(主钢架):



围护结构(檩条、墙梁等):




2.4.2 按荷规设计时:


主体结构(主钢架):



围护结构(檩条、墙梁等):




▌作者:同辰建筑 汪蕾

▌本文仅代表作者个人分析总结,仅供参考

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