JGJ∕T 481-2019(备案号J 2771-2019) 屋盖结构风荷载标准.pdf
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1、UDC中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 履 J GJ/T 4 8 1 一2 0 1 9 备案号J 2 7 7 1 一 2 0 1 9屋盖结构风荷载标准S t a n d a rd for wi n d l o a d s o n roo f s t ruc t u r e s2 0 1 9一 1 1 一 2 9 发布2 0 2 0 一 0 6 一 0 1 实施中华人民共和国住房和城乡建设部 发布中华人民共和国行业标准屋盖结构风荷载标准S t a n d a r d for w i n d l o a d s o n roo f s l r u c t u resJ GJ/T 4 8
2、1 一2 0 1 9批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 2 0 年6 月1 日中国 建筑工业出版社2 0 1 9 北京中华人民共和国住房和城乡建设部 公告2 0 1 9 年第 3 0 3 号住房和城乡建设部关于发布行业标准 屋盖结构风荷载标准的公告 现批准 屋盖结构风荷载标准为行业标准,编号为J GJ/T4 8 1 一 2 0 1 9,自2 0 2 0 年6 月1日 起实施。本标准在住房和城乡建设部门户网站(w w w.m o h 盯d.gov.c n)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑出版传媒有限公司出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部 2 0 1
3、 9 年1 1 月2 9日前 、曰 根据住房和城乡建设部 关于印发 的通知(建标 2 0 1 4 1 89号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国内先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本标准。本标准的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.屋盖主要承重结构风荷载;5.屋盖围护结构风荷载;6.风洞试验和计算流体动力学模拟。本标准由住房和城乡建设部负责管理,由北京交通大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送北京交通大学(地址:北京市海淀区西直门 外北京交通大学土建学院2 3 8 室,邮编:1 0 0 0 4 4)。本
4、 标 准 主 编 单 位:北京交通大学 重庆大学 本 标 准 参 编 单 位:哈尔滨工业大学 北京工业大学 同济大学 浙江大学 华南理工大学 湖南大学 中国建筑设计研究院有限公司 北京市建筑设计研究院有限公司 中国建筑西南设计研究院有限公司 悉地(北京)国际建筑设计顾问有限 公司 安邸建筑环境工程咨询(上海)有限 公司 浙江精工钢结构集团有限公司 中建科工集团有限公司 浙江东南网架集团有限公司 奥雅纳工程顾间 东南大学本标准主要起草人员:杨庆山 曹曙阳 陈 波 陈振明 狄 谨 杜向东 范 重 冯若强 冯 远 黄国庆 李寿英 刘新华 楼文娟 孙 瑛 田村幸雄 田玉基 武 岳 谢壮宁 严永忠 于晓
5、野 张其林 张毅刚 周恒毅 朱勇军 朱忠义本标准主要审查人员:欧进萍 陈政清 娄 宇 吴一红 刘琼祥 陈 凯 温四清 董城 陈新中 薛素铎目次1 总则 2 术语和符号0乙0乙2.12.2术语符号3 基本规定 44 屋盖主要承重结构风荷载 6 4.1 一般规定 6 4.2 风荷载体型系数与脉动风效应等效风压系数 6 4.3结构 风 效 应 计 算 .75 屋盖围护结构风荷载 86 风洞试验和计算流体动力学模拟 9 6.1风洞试验 要求 9 6.2 计算流体动力学模拟要求 。9附录A 典型屋盖结构的体型系数 10附录B 典型屋盖结构脉动风效应等效风压系数 16附录C 脉动风效应等效静风荷载计算方法
6、 24附录D 典型屋盖围护结构的全风向风压系数最值 26附录E 全风向风压系数最值的确定方法 62附录F 围护结构风荷载的风向折减系数 67本标准用词说明 。.69引用标准名录 .70附:条文说明 .71Co n t e n t s12Ge n e r a l P r o v i s i o n sT e r ms a n d S y mb o l s20乙0乙2.12.2Te r l n s 5 卿 b o ls34B a s i c R e q u i r e me n t sWi n d L o a d o n R o o f F r a me s46 4.1 Gene ralR eq
7、uirements 。6 4.2 Sha p e F a c t o r s a n d 助u iv a l e n t P r e s s u r e Coe f f ic ie n t s o f Win d-in d u c e d F l u c t u a t in g R e s p o n s e 6 4.3 Anal ys is of Win d i nduc ed R es Pons e 75 Wi n dL o a do nC l a d d i n ga n dC o m p o n e n t s o f R o o f 86 R e q u ir e me n t s
8、 f o r Wi n dT u n n e l T e s t a n dC F D S i mu l a ti o n 。9 6.1 R e q ui re me n ts for Wi nd T u nnel T est 9 6.2 R e q ui r em e n ts for C F D Si m ul atio n 9A p p e n d i x A S h a p e F a c t o r s o f T y P i c a l R o o f s 1 0A p p e n d i x B E q u iv a l e n t P r e s s u r e C o e f
9、 f i c i e n t s o f Wi n d-i n d u c e d F l u c t u a t i n g R e s P o n s e s o f T y Pi cal R o ofs 。1 6A p P e n d i x C C a l c u l a t io n Me t h o d o f E q u iv a l e n t P r e s s u r e C o e f f i c ie n t s o f Win d-i n d u c e d F l u c t u a t i n g R esp o n se 2 4Ap p e n d ix D P
10、 e a k P r e s s u r e C o e f f i c i e n t s o f T y p i c a l R o o fs 2 6AP P e n d i x E C a l c u l a t i o n Me t h o d o f P e a k P r e s s u r e7 C oeffici e nts 。6 2A p p e n d i x F D i r e c t i o n a l i t y F a c t o r o f Win d L o a d s o n C la d d i n g a n d C o m p o n e n t s 6
11、 7E 即l a n a t io n o f Wo r d i n g in T h i s S t a n d a r d 6 9L is t o f Q u o t e d S t a n d a r d s 7 0Ad d it i o n:E x p la n a ti o n o f P r o v is io n s 7 11 总则1.0.1 为适应屋盖结构的抗风设计需要,做到安全适用、经济合理,制定本标准。1.0.2 本标准适用于确定工业与民用建筑屋盖主要承重结构和屋盖围护结构的风荷载。1.0.3 屋盖结构风荷载除应符合本标准外,尚 应符合国家现行有关标准的规定。2 术语和符号
12、2.1 术语2.1.1 屋盖主要承重结构 m a i n l o a d-r e s i s t i n g f r a m e o f r o o f 承受屋盖围护结构传递的永久荷载、风荷载和其他作用的支承结构。2.1.2 屋盖围 护结构 c l a d d in g a n d c o m p o n e n t s o f r o o f 直接或间接承受屋面风荷载或其他作用并传递至屋盖主要承重结构的构件或结构单元,包括屋面板、凛条以及连接件。2.1.3 屋盖平均高度 m e a n r o o f h e i g h t 相对于室外地坪的屋盖最低高度与最高高度的平均值。2.1.4 封闭式
13、建筑物 c l o s e d b u i l d i n g 外墙面洞口面积与外墙面总面积的比值小于 1%,且墙面单一洞口面积不超过全部洞口 面积50%的建筑物。2.1.5 风荷载从属面积 t r ib u t a r y a r e a o f w i n d lo a d 按风荷载传力路径确定的某构件承担风荷载的面积。2.1.6 脉动风效应等效风压系数e q u i v a l e n t p r e s s u r e C o e f f i-c i e n t o f w in d-i n d u c e d f l u c t u a t i n g r e s p o n s e
14、 根据屋盖结构在脉动风荷载作用下的效应最值进行静力等效而确定的风压系数。2。1.7 风压系数最值 p e a k w i n d p r e s s u r e。o e f f i c i e n t 建筑物表面风压系数的最大值、最小值。2.2 符号味 全风向风压系数最值;q、内压系数;g r 结构风效应峰值因子;P。结构脉动风效应等效静风荷载;尸 结构平均风效应;rk结构风效应标准值;wo 基本风压;wk 风荷载标准值;产 d 脉动风效应等效风压系数;产 H 屋盖平均高度H处的风压高度系数产,风荷载体型系数;产:风压高度变化系数;。r 结构风效应标准差。3 基 本 规 定3.0.1 基本风压
15、应符合下列规定:1 基本风压 wo 应按现行国家标准 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9 确定;2 当现行国 家标准 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9 未给出基本风压时,应通过对当地风速资料统计分析确定。3.0.2 重要且对风荷载敏感的大跨度屋盖结构,验算主要承重结构承载力时,应按基本风压的1.1 倍取用;验算结构变形时,可按基本风压取用。验算屋盖围护结构时,可按基本风压取用。3.0.3 在屋盖建造过程中,宜进行施工阶段抗风验算,基本风压可按 10年重现期取值。3.0.4 屋盖结构选型时,宜采用抗风有利的结构形式,不宜采用悬挑长度过大的屋盖结构和局部风压过大的几何体型。3.0
16、.5 屋盖结构抗风设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合或荷载效应组合。组合中的分项系数、组合值系数、频遇值系数和准永久值系数取值应符合现行国家标准 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9 的规定。3.0.6 屋盖主要承重结构的抗风设计应分别验算不少于4 个不利风向的风效应。对重要或体型复杂以及周边环境复杂的屋盖抗风设计,宜增加不利风向数量。3.0.7 屋盖围护结构抗风设计时,应按承载力极限状态和正常使用极限状态设计,分别施加全风向最大风压力、最大风吸力。3.0.8 围护结构承载力极限状态设计时,在屋盖上吸风荷载效应控制的荷载基本组合中,永久荷载分项系数不应大于0.9。
17、3.0.9 围护结构应与主要承重结构可靠连接,并应具备适应风荷载及其他作用共同引起的屋盖主要承重结构变形的能力。3.0.1 0 屋面围护系统的抗风承载力、变形能力应根据抗风揭试验报告确定。扣合式、直立锁缝式压型金属板与固定支架、支座之间的连接强度宜根据试验确定。4 屋盖主要承重结构风荷载4.1 一 般 规 定4.1.1 采用荷载组合进行屋盖主要承重结构抗风设计时,风荷载标准值可按本标准第4.1.2 条确定;采用荷载效应组合时,风效应标准值可按本标准第4.1.3 条确定。4.1.2 垂直于屋盖表面,用于主要承重结构设计的风荷载标准值应按下式计算:wk=价 所wo+脚热wo(4.1.2)式中:w
18、k 风 荷载 标准 值(k N/m Z);wo 基本风压(k N/m“),按现行国家标准 建筑结构 荷载规范G B 5 0 0 0 9 确定;产:风压高度变化系数,按现行国家标准 建筑结构 荷载规范)G B 5 0 0 0 9 确定;产 5 风荷载体型系数,按本标准第4.2.1 条确定;产 d 脉动风效应等效风压系数,按本标准第4.2.2 条 确定。4.1。3 屋盖主要承重结构风效应标准值可按下式计算:rk=开 士gr口 r(4.1.3)式中:rk结构风效应标准值;矛 结 构在平均风荷载价 热 wo 作用下的平均风效应,由静力计算确定;g r 结构风效应峰值因子,其值不应小于 2.5;。:结构
19、风效应标准差,分别按本标准第4.3.2 条、第 4.3.3 条确定。4.2 风荷载体型系数与脉动风效应等效风压系数4.2.1 屋盖结构风荷载体型系数应符合下列规定:1 屋盖结构体型与本标准附录A规定的体型相同或相近时,可按本标准附录A确定;2 本标准附录A未列出的屋盖结构体型,可按现行国家标准 建筑结构荷载规范 G B 5 0 0 0 9 确定;3 重要或体型复杂以及周边环境复杂的屋盖结构,应通过风洞试验分析确定。4.2.2 屋盖主要承重结构的脉动风效应等效风压系数应符合下列规定:1 屋盖主要承重结构与本标准附录B规定相同或相近时,可按本标准附录B确定;2 本标准附录B未列出的屋盖结构,应按下
20、式计算脉动风效应等效风压系数:_P。产:讹勺(4.2.2)式中:P。结构脉动风效应等效静风荷载(k N/m Z),可根据 风洞试验结果按本标准附录C规定的方法计算。4.3 结构风效应计算4.3.1 屋盖主要承重结构的风效应计算应符合下列规定:1 风压时程应根据风洞同步测压试验确定;换算至足尺结构的风压时程样本时长不应小于10m in。2 应考虑支承结构对屋盖结构受力性能的影响。屋盖结构与支承结构宜共同考虑,并可按整体分析模型计算;亦可把支承结构简化为屋盖结构的弹性支座进行简化计算。4.3.2 屋盖主要承重结构脉动风效应可采用下列方法计算:1 对于柔性屋盖结构,宜采用逐步积分时程分析方法计算;2
21、 对于其他屋盖结构,可采用频域分析方法或时程分析方法计算。4.3.3 屋盖主要承重结构脉动风效应采用振型叠加法计算时,宜采用考虑振型藕合效应的计算方法。5 屋盖围护结构风荷载5.0.1 垂直于屋盖表面,用于围护结构设计的风荷载标准值应按下式计算:w k=(味 一qi 举H wo(5.0.1)式中:wk 风荷载标准值(k N/m“);wo 基本风压(kN/耐),按现行国家标准 建筑结构 荷载规范G BS。0 9 确定;内 屋盖平均高度H处的风压高度系数,按现行国家 标准 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9 确定;q;内 压系数,按本标准第5.0.2 条确定;C Pe 全风向 风压系数最值
22、,包括风压系数最大值昧,max 和最小值味,。,按本标准第5.0.3 条确定。5.0.2 封闭式建筑物围 护结构的内压系数q,应按其相应位置外表面风压的正负情况取值:外表面风压为正时,内压系数取一0.3;外表面风压为负时,内压系数取+0.2。5.0.3 全风向 风压系数最值CPe 应符合下列规定:1 屋盖结构体型与本标准附录 D规定的体型相同或相近时,可按本标准附录D的规定取值;2 屋盖结构体型与本标准附录D规定的体型不同时,宜根据风洞试验结果并应按本标准附录E确定;3 重要或体型复杂以及周边环境复杂的屋盖结构,应根据风洞试验结果并可按本标准附录E确定。5.0.4 已获得长期可靠风速、风向的气
23、象观测资料,且已获得风压系数最值的风洞试验结果,确定围护结构风荷载时,可考虑风向 折减效应将本标准第5.0.1 条的昧 乘以风向折减系数为。风向折减系数为可按本标准附录F确定,但取值不应小于0.9。6 风洞试验和计算流体动力学模拟6.1 风洞试验要求6.1.1 屋盖结构风洞试验应符合现行行业标准 建筑工程风洞试验方法标准J GJ/T 338的规定。6.1.2 建筑高宽比 小于1 时,2 倍建筑高度且不小于10%梯度风高度范围内所模拟的平均风速剖面、湍流强度剖面应符合现行国 家标准 建筑结构荷载规范 G B 5 0 0 0 9 的 规定。6.1.3 屋盖平均高度的试验风速不应小于 s m/s,且
24、根据屋盖平均高度计算的雷诺数不应小于1 1。0。6.1.4 屋盖平均高度处风洞模拟风场与大气边界层风场顺风向湍流积分尺度之比,不应小于建筑物几何缩尺比的1/3,宜接近于建筑物几何缩尺比。6.2 计算流体动力学模拟要求6.2.1 流体动力学数值模拟计算应符合现行行业标准 建筑工程风洞试验方法标准J GJ/T3 38 的有关规定。6.2.2 采用大涡模拟方法得到的屋盖结构风荷载体型系数可用于初步确定主要承重结构的平均风荷载。6.2.3 计算模型应选择不少于3 种网格密度方案进行收敛性检验。6.2.4 建筑模型位置处的风场参数应符合现行国家标准 建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9的规定及本标
25、准第6.1 节的规定。附录 A 典型屋盖结构的体型系数A.0.1 方形平面平屋盖屋面各分区(图A.0.1)的风荷载体型系数可按表A.0.1 取值。b/了/一/可仁 一 一 一匕一一共 t/(a)0 0 风向角(b)4 5“风向角图A.0.1 方形平面平屋盖的 屋面 分区 H e 一屋盖的屋 檐高度表 A.0.1 方形平屋面屋盖风荷载体型系数风向角屋面分区abC0。一 1.0一0。6一 0.34 5 0一 1.5一0.8一 0。4A。0。2确定:1矩形平面柱面屋盖的风荷载体型系数可按下列规定00风向角情况下,屋面分区(图A.0.2 一 1)风荷载体型系数可按表A.0.2 一 1 取值。图A.0.
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