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风力等级、风速与风压的对应关系研究

2022-01-26 来源:易榕旅游
窒 风力等级、风速与风压的对应关系研究 闫国臣 淄博市国信置业有限公司 山东创业房地产开发有限公司 香港大学 李先立 李小荷 摘要:本文依据GB 50009--2012((建筑结构荷载规范》第E.2.4条风压计算贝努利公式,计算了气象专业《蒲福风力等级 表》中不同风力等级、风速所对应的风压,给建筑行业设计及施工技术人员提供了直观的对比、速查资料。 关键词:结构荷载规范;风力等级;风速;风压;蒲福风力等级表 Abstract:Based on”load code for the design of building structures”the first e.GB50009-2012 2.4 benoit wind pressure calculation formula.calculates the meteorological professional in the table of the beaufort scale level of different wind,wind speed of the wind,to the design and construction of building industry technical personnel to provide intuitive contrast,quick information. Key words:Wind load code for the design of structure level wind speed wind beaufort scale table 1 引言 《蒲福风力等级表》中的风力等级、风速与建筑荷载规范 中的风压,分属于气象和建筑不同行业;本文依据GB  ̄)o9--2o12(建筑结构荷载规范》第E.2.4条风压计算贝努 厂一基本风压; 基本风速; p一空气密度(t/m3),可以根据所在地的海拔高度按公 式(2)确定: p=O.0125e ——利公式,计算了气象专业《蒲福风力等级表》中不同风力等 级、风速所对应的风压,给建筑行业设计及施工技术人员提 海拔高度; (2) 供了直观的对比、速查资料。 0.00125——空气在0℃及一个标准大气压下的密度。 2风力等级及风速 风力等级(wind scale)简称风级,是风强度(风力)的一 种表示方法;国际通用的风力等级是由英国人蒲福(Beaufort) 于1805年拟定的,故又称“蒲福风力等级(Beaufort scale)”, 例如山东省淄博市张店区海拔高度34.0m,50年一遇基 本风速为25.34 126m/s,其基本风压计算如下; p=O.0125em。。。 ,z4=0.0125em。 =O.01 25x0.9966=0.001 24575 0.00124575x25.34126:040kN/m2 2 .它最初是根据风对炊烟、沙尘、地物、渔船、渔浪等的影响大 :小分为0—12级,共13个等级。后来,又在原分级的基础上, 2 增加了相应的风速界限;自1946年以来,风力等级又作了扩 充,增加到18个等级(0—17级)。 基本风压可由GB 50009--201 2((建筑结构荷载规范》的 《表E.5全国各城市的雪压、风压和基本气温》查得。 3基本风压及贝努利风压计算公式 GB 50009--2012规定基本风压是一个地区风荷载的基 3山东省淄博市张店区与蒲福风力等级对应的风 压值 山东省淄博市张店区海拔高度34.Om,用贝努利公式计 算出与蒲福风力各等级对应的风压值如表1所示。 准压力,是按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的 风速观测数据,经概率统计得出50年一遇最大值确定的风 速,再考虑相应的空气密度,按贝努利公式确定的风压; ’ 4山东省各城市的50年一遇风压所对应的风力 (1) wo ̄ov;/2 式中: 等级及风速 从贝努利公式可以推导出由风压计算风速的公式,见 2014.O8 (3): 查《表1山东省淄博市张店区与蒲福风力等级对应的风压 表1 山东省淄博市张店区与蒲福风力等级对应的风压值 值》,所对应的蒲福风力等级为5级、所对应的风压约为0.04 风力 相当于空旷平地 贝努利公式计算空旷 kPa;通过查询能清楚地知道吊篮正常工作所限定的风压是 级数 名称 上标准高度10m 平地上标准高度10m 很低的,仅相当于所在地50年一遇基本风压的1/10。 处的风速/(m/s1 处的风压/kPa 表2山东省各城市的50年一遇风压所对应的 0 静风 0-0.2 0~0.O00025 风力等级及风速 l 软风 0-3—1.5 0.00o0563—0.001406 相当于空旷 所对 2 轻风 1.6-3.3 0.001 6—0.0o6806 海拔 空气密 风压 平地上标准 应的 3 微风 3.4-5.4 0.007225—0.018225 城市名 高度 度 n=50 高度10m处 蒲福 m (t/m。) (kN/m ̄ 的风速 风力 4 和风 5.5-7.9 0.01 8906—0.039006 (rn/s) 等级 5 清劲风 8.0—1O.7 0.04—0.071556 、 济南市 51.6 0.OO1244 0.45 26.902l3 10 6 强风 10.8—13.8 0.0729—0.1 19025 德州市 21.2 O.OO1247 0.45 26.86127 10 7 疾风 13.9-17.1 0.12O756—0.1 82756 惠民 11.3 0.001249 O.5 28.30o26 10 8 大风 17.2-20.7 0.1 849-0.267806 寿光县 4.9 烈风 20 8—24.4 0.2704—0.372 l 羊角沟 4 O.O01249 0.45 26.83872 10 10 狂风 24.5—28.4 0.375156—0.5O41 龙口市 4.8 0.001249 0.6 30.9913 l1 11 暴风 28.5-32.6 0.507656—0.664225 烟台市 46.7 0.001244 O.55 29.73414 11 12 飓风 32.7—36.9 0.668306-0.851006 威海市 46.6 0.00l244 0.65 32_32426 U 13 37.O—41.4 0.855625—1.071225 荣成市 成山头 47.7 0.001244 O.7 33.5463 l 12 14 41.5—46.1 1.076406—1.328256 15 46.2-50.9 1.334025—1.619256 莘县 朝城 42.7 0.001245 0.45 26.8901 6 10 16 51.0-56.0 1.625625—1.96 泰安市 17 56.1-6l_2 1.967006-2.3409 泰山 1533.7 0.001072 O.85 39.8 1744 l3 泰安市 128.8 0.001234 0.4 25.46167 10 =、/2 (3) 淄博市 山东省淄博市张店区海拔高度34.0m,50年一遇风压 张店 34 0.001246 0.4 25.3413 10 0.40kN/m2,计算其相当于空旷平地上标准高度10m处的风 沂源 304.5 0.001213 0-35 24.02737 9 速如下: 潍坊市 44.1 0.001244 0.4 25.35407 10 =、/ =X/2x0.40/0.00124575=25.3413m/s 莱阳市 30.5 0.001246 0.4 25.33683 10 查《蒲福风力等级表》25.3413m/s相当于10风力。 青岛市 76 0.001241 0.6 31.10183 11 以此类推计算出山东省各城市的5O年一遇风压所对应 海阳 65.2 0.001242 0.55 29.76166 11 的风速,并查《蒲福风力等级表》确定所对应的风力等级如表 荣城市 石岛 33.7 0.001246 0.55 29.7 1482 l1 2所示。 5计算结果的对比、速查应用 菏泽市 49.7 0.001244 O.4 25.361 17 10 应用例一:JGJ 202--2010{建筑施工工具式脚手架安全 兖州 51.7 0.001244 0.4 25.3637 10 技术规范》有关高处作业吊篮风荷载计算的规定,“第5.1.5 临沂 87.9 0.001239 O.4 25-40965 10 条:吊篮在结构设计时,应考虑风荷载的影响;在工作状态 日照市 l6.1 O.00l248 0.4 25.3 1859 10 莒县 107.4 0.001237 0I35 23.79174 9 下。应能承受的基本风压值不低于500Pa、即0.5kN/m2”;查 《表2山东省各城市的5O年一遇风压所对应的风力等级及 参考文献: 风速》,所对应的蒲福风力等级为1O级、风速28.30rrds;通过 [1】GB 19155--2003.高处作业吊篮[S]. 查询能清楚地知道吊篮在结构设计时所考虑的风力等级; [2]JGJ 202--2010.建筑施工工具式脚手架安全技术规范[s】. 应用例二:GB 19155--2003(高处作业吊篮》第5.1.6条 [3】GB/T 28591--2012风力等级[s]. 规定,“工作处阵风风速不大于8.3rds,吊篮应能正常工作”; [4]GB 50009 ̄2012建筑结构荷载规范【s】. 2014.O8 57 

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