关于风荷载体型系数取用-2.pdf

关于门式刚架单层房屋体型系数的选用，目前国内主要有两种，一种是按
照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002，一种是按照《建筑
结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)。如何选用这两种规范的体型系数和
在结构设计软件PKPM中的具体应用成了结构设计人员必须解决的问题，本文就
两种规范体型系数的区别和各自的适用范围通过算例进行验证，并提出笔者的看
法。
在《建筑结构荷载规范》(以下简称GB50009)中，7.1.1条明确指出，计算主要
承重结构和围护结构时，分别采用7.1.1-1式和7.1.1-2式，体型系数分别采用
主体结构体型系数和围护结构的局部风压体型系数。主体结构体型系数根据
7.3.1条取用，而围护结构局部风压体型系数按照7.3.3条规定，考虑边角区的影
响和有效受风面积的修正。在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（以下简称
CECS102）中，主体结构和围护结构均采用相同的公式附录A.0.1式。刚架和围
护结构等的体型系数按照表A.0.2中的相应数据。其中区分端区、中间区、边角
区等，同样也有有效受风面积的修正。
GB50009已在我国沿用了50多年，积累了丰富的实际工程经验，它是面对所有
结构形式的建筑房屋，因此具有通用性，也是工程设计和软件应用的主要参考依
据。CECS102是参考美国金属房屋制造商协会MBMA的相关试验数据和资料编
制的，主要针对门式刚架低矮房屋，已为世界多个国家采用。CSCE102有其相
对较强的针对性，也就有其特定的适用范围，关于风荷载计算适用范围在
CECS102附录A.0.2中已有明确表述，对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度不
大于10度、屋面平均高度不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不小于
房屋的最小水平尺寸时，风荷载体型系数可以按照CECS102附录A的规定进行
取用。此时的风荷载计算结果是比较接近相关的试验数据的，用于工程设计是没
有问题的。而试验分析同时也表明，当柱脚铰接且刚架的L/H大于2.3和柱脚刚
接且L/H大于3.0时，按《荷规》风荷载体型系数计算所得控制截面的弯矩已经
偏离试验数据较多，再按此风荷载体型系数取用已经严重不安全。因此，在工程
设计中对于房屋高宽比不大于1的，应该严格按照CECS102的体型系数进行取
用。
下面通过算例比较《荷载规范》和《门规》的风荷载体型系数的计算结果，
对于主体结构，封闭式房屋中间区的体型系数：

算例一，跨度L＝24m，高度H＝8m，L/H=3.0,50年一遇基本风压W0＝
0.50KN/m2，地面粗糙度B类，恒载0.30KN/m2，活载0.50KN/m2。
1、按GB50009取用风荷载体型系数：
左风左柱弯矩图：

弯矩包络图：

2、按CECS102取用风荷载体型系数：
左风左柱弯矩图：

弯矩包络图：

3、对比两种情况下弯矩内力值。
对于屋面梁构件，由于《门规》风荷载体型系数为-1.0和-0.65（风吸力）比《荷
载规范》的（-0.60和-0.50）要大的多，从计算结果可以看出，风载产生的梁端
弯矩《门规》计算结果要比《荷载规范》计算结果大46％。
荷载取值左风荷载工况下弯矩值工况组合包络弯矩值
序
算例信息恒活风
号荷规门规比值荷规门规比值
载载载
L=18m;
算+187.4+135.71.38
H=9m;
例0.30.30.7-167.1-156.61.07
L/H=2.0;
一-174.2-159.61.09
I=1/10;
L=18m;
算+245.5+215.11.14
H=9m;
例0.50.50.5-119.3-111.91.07
L/H=2.0;
二-76.9-66.41.16
I=1/10;
L=18m;
算+141.3+141.31.00
H=4.5m;
例0.30.30.7-87.8-109.40.80
L/H=4.0;
三-60.8-91.10.67
I=1/10;
L=18m;
算+223.9+223.91.00
H=4.5m;
例0.50.50.5-62.7-78.20.80
L/H=4.0;
四-6.1-15.50.39
I=1/10;

结语：
从体型上来讲，《门规》主要是针对门式刚架低矮房屋，其风荷载体型系数也是根据这一类
型建筑房屋的试验数据提出的。对于《门规》风荷载体型系数取用的适用范围，《门规》附
录A.0.2中有明确交代。对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度不大于10度、屋面平均高
度不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不小于房屋的最小水平尺寸。符合这些条件
的房屋可以按《门规》附录A相关规定进行风荷载计算。形象的讲，这些体型的房屋都是“趴”
在地面上的，对于其它体型的建筑房屋，比如“站”在地面上的房屋，其风荷载体型系数