鋼板倉風載荷的周向分布及討論

鋼板倉風載荷的周向分布及討論，由于空氣流動對結構產(chǎn)生的壓力稱為風載荷，因此風載荷也被稱為動壓力。影響風載荷大小的因素有基本風壓、地形、地面粗糙指數(shù)、高度和結構形狀等等。

我國地域廣袤，氣候條件豐富多變，地理位置影響風載的強度，夏季我國沿海的臺風天氣較多，內(nèi)地則冰雹大風等天氣較多；冬季北方寒冷地區(qū)大風比較多。因為臺風的強度較大，影響的范圍比較大，所造成的鋼板倉結構破壞事故比較多， 所以臺風的強度往往是沿海地區(qū)的鋼板倉設計參考的風載標準。

根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》^[46]中規(guī)定了計算風載荷的標準公式。計算主要承重結構時，某高度Z 下載荷強度應如下計算：

wk = w0bZ mS mZ

w ：風載荷標準值（ kN m2 ）

······································ （3.5）

w0 ：基本風壓（ kN m2 ），規(guī)范給出基本風壓的選取規(guī)定，按照該地區(qū)50 年一遇的風壓為標準，并且不得低于0.3 kN m2 ，由于筒倉結構的特殊性，選取基本風壓應該適當提到一些，根據(jù)規(guī)范此處選取0.6 kN m2 ；

bZ ：指的是高度為Z處的風振系數(shù)，與結構基本自振周期T1有關。當結構

的自振周期T1大于0.25s或結構高度大于30米并且高寬比大于1.5的高柔結構都需要考慮風壓的脈動，這會對結構產(chǎn)生風振影響。鋼板倉結構的基本自振的周期按結

構動力學理論進行計算：

b = 1+ xnjZ Z m

Z

式中：

x ：脈動增大系數(shù)，此處取為2.09；

n ：脈動影響系數(shù)，此處取為0.79；

jZ ：振型系數(shù)，根據(jù)《GB50009-2012建筑結構載荷規(guī)范》附表F.1.1確定（簡化處理，暫取其最大值1，實際與相對高度有關）；

mZ ：風壓高度變化系數(shù)，此處取為1.25。

這里要對風載體型系數(shù)重點研究：

mS ：風載體形系數(shù)。

在之前的許多研究及計算中，對于風載體形系數(shù)通常迎風面 mS

= 0.8 ，而

背風面 mS

= -0.5 。為了使仿真計算更加準確，參考《GB50009-2012

建筑結構載荷規(guī)范》給出的圓截面結構風載體型系數(shù)表3.1：

表 3.1 圓截面結構風載體型系數(shù)

續(xù)表 3.1 圓截面結構風載體型系數(shù)

通過用牛頓差值法^[42]，來擬合出體型系數(shù) mS 隨著角度變化的公式

y = a  + a x + a x2 + a x3 + ××× + a xn （3.5）

0 1 2 3 n

取值中的鋼板倉 H/d=3.5 的值介于 1 和 7 之間，所以整理插值法所用數(shù)據(jù)如

表 3.2：

表 3.2 整體計算時的體型系數(shù)

通過上表中的各個角度所對應的體型系數(shù) mS 的值，用 Matlab^[47]分別計算出