风振效应系数的建议取值

本节根据5.3节的分析，对背景及共振效应系数（μc、μd）进一步统计，给出其包络拟合公式作为取值建议，供典型屋盖的抗风设计计算参考。

6.3.1.1　背景效应系数μc

表6-2给出背景效应系数μc的取值建议，表中数值由各计算工况的包络值进行插值或外推得到，表中未涉及的矢跨比可进行线性插值。

表6-2　典型屋盖结构背景效应系数取值建议

注：括号内的数值为根据计算工况的外推值，有待进一步验证。

6.3.1.2　共振效应系数μd

根据式（5-27）给出的多自由度结构共振效应系数μd的半经验拟合公式以及5.3.2节的统计分析，共振效应系数μd的建议取值公式由式（6-3）表达。(www.xing528.com)

式中，η1为结构形式修正系数，根据包络统计结果，取95%包络率，建议对于平板网架结构η1取1.0、双层网壳结构取2.0、单层网壳结构取5.0。图6-14给出了阻尼比为0.02时由建议公式计算的共振效应系数与各工况计算值的对比。可以发现建议公式的计算结果能够包络风振分析结果，且随频率比变化趋势吻合较好。式中的风荷载峰值频率fm可按表2-3进行计算，取屋盖上各点的面积加权平均值。

6.3.1.3　等效风振系数βz

国内的工程设计人员对于《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[3]中“风振系数”的概念较为熟悉，常以此作为主体结构设计风荷载取值的重要指标。虽然对于复杂大跨度屋盖结构，本文并不建议采用风振系数的方法获得精确的等效静风荷载，但风振系数仍可作为评价结构风振效应的一种评价指标，不失为结构初步设计阶段预估等效静风荷载的一种简单快捷的手段，称为“等效风振系数”。根据5.4.2节的分析，可采用下式对大跨度屋盖结构的“等效风振系数”进行计算。

式中，g为峰值因子，原则上取值不小于2.5；Iu为屋盖高度处的湍流强度，主要与地貌和屋盖高度有关；κp是特征湍流修正因子，根据5.4.2节的统计结果，对于平屋盖、鞍形屋盖这类带尖角钝体型屋盖取1.2，悬挑屋盖取1.0，柱面及球面这类典型的曲面钝体屋盖取0.9；背景及共振效应系数（μc、μd）分别按表6-2和式（6-3）计算。根据大跨度屋盖结构的常见流场及结构参数最为保守的情况，按式（6-4）计算其等效风振系数发现，常规的大跨度屋盖结构等效风振系数取值不应小于1.5。

图6-14　共振效应系数随频率比的变化（ζn=0.02）