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钢结构设计风荷载

由于钢结构自重很轻,所以风荷载往往成为控制荷载。
  1. 风对墙体的侧压力总是大于风吸力,故要验算其迎风面的侧压力,并考虑墙板、墙梁以至其后支撑体系全途径的强度。当风压和风吸同时作用在建筑物的迎风面和背风面时,横向钢框架的侧向位移往往是结构 验算控制性因素之一。根据现行《建筑结构荷载规范》,在计算墙板和墙梁时,风荷载标准值中用阵风系数。在计算框架结构时,用风振系数。
  2. 风对屋顶的体形系数可以在《建筑结构荷载规范》上查找。若找不到相应的,可以做风洞试验确定。没有条件做风洞试验或者来不及做的可以按基本原理判断。根据伯努利原理,一个容器壁联测流体相同,当速度不同时,流速慢的流体对容器壁的压力大于流速快的一侧的压力。由此推论,对一般坡度较小、周边封闭钢结构屋面,所受均为吸力。因为室内空气不流动,室外风在吹。吸力对屋面的作用并不体现在钢结构主体计算上。因为风吸力与结构自重正好反向。风吸力去除结构自重后,一般其结构效应的绝对值小于结构自重加检修荷载引起的效应绝对值。当然,方向可能是相反的。所以,一般强度不成问题,稳定要做判断。当风吸力不如自重加检修荷载的时候,就不比考虑风吸力对主体结构的作用了,但仍然要考利风吸对屋面板及檩条的作用,因为屋面板有时只有十几千克,很轻。特别是屋面板与檩条之间的连接,出于建筑和结构的分界线上,若两个工种的设计人员都不注意,就会引起屋面板被风吸掀翻的事故。而且一旦屋面板被掀起,往往会连带檩条。檩条又起着刚系系杆的作用,当刚性系杆破坏时,屋面的水平支撑就失效了,导致有的轻钢厂房结构在强烈风吸作用下整体失效。所以,对屋面板与檩条之间的连接要求,结构设计一定要说明,不可忽视。
  3. 对于开口屋顶,外挑雨篷,风的作用就复杂些。但只要四周有阻挡,屋面上拱,风速仍然是上快下慢,所以仍然以风吸为主,如大多数体育场。若在某一方向风没有阻挡,顺这一方向屋面下凹,则相当于飞机翅膀倒置,会产生向下压力,由于风压和重力叠加,忽略了就很危险。对于水平悬挑板而无阻挡,规范认为是对风敏感结构,有正负双向风压。当然,这时其控制作用的就是向下的风压了。