基于平均风压和脉动风压双基向量的屋盖等效静风荷载确定方法.docx

基于平均风压和脉动风压双基向量的屋盖等效静风荷载确定方法
随着社会的发展和人民生活水平的提高，建筑物的安全性和耐久性成为越来越重要的问题。其中，屋盖作为建筑物的重要组成部分之一，其受风荷载的影响尤为显著。因此，为了保障屋盖的安全稳定，必须对其受风荷载进行科学准确的研究和分析。本文将介绍基于平均风压和脉动风压双基向量的屋盖等效静风荷载确定方法。
一、屋盖受风荷载的基本原理
在建筑物中，由于屋盖受风荷载的影响，产生了结构的应力和位移。按照某一方向上风压的不同变化规律，可以将屋盖的风荷载划分为两类，即平均风压和脉动风压。
平均风压指的是建筑物在恒定风速下，高度相同的不同建筑部位所受到的水平风压平均值。而脉动风压则是指风的变动过程中产生的周期性波动风压。通常采用脉动系数表示脉动风压大小，其计算方法如下：
其中，p'表示脉动风压，p表示平均风压，K为脉动系数。在建筑物行风向的标准区域中，设平均风压为p，当K=0.2时，脉动风压的峰值应等于0.2p。
二、双基向量方法的原理
双基向量方法是一种常见的求取风荷载作用方向和大小的方法。其中，双基向量指的是建筑物平面内的两个基向量，即风向和垂直于风向的切向。利用这两个向量可以求取建筑物所受风荷载的大小和方向。其基本原理如下：
1、风向基向量：
风向基向量是建筑物立面方向的单位矢量。根据风压分布公式，可以得到风向基向量的参数表达式。
在此基础上，可求出垂直于风向基向量的切向基向量。
2、风荷载的求取：
根据风荷载分布的特点，可将风力分为两个方向的力，即法向风荷载和切向风荷载。其中，法向基向量是指与风向基向量垂直的向量，也是建筑物表面法向量的单位矢量。根据风压分布公式，法向风荷载可以表示为：
同理，切向风荷载可以表示为：
其中，p为单位风压，Cp为建筑物表面的压力系数，S为建筑物表面面积，F为法向和切向所产生的风荷载。
三、基于双基向量方法的屋盖等效静风荷载确定方法
基于双基向量法的屋盖等效静风荷载确定方法可以分为以下三个步骤：
第一步、确定风向和垂直基向量
在建筑物立面上画出风向和垂直于风向的两个基向量，即风向基向量和切向基向量。在此基础上，可求出法向基向量和建筑物表面法向量的单位矢量。
第二步、计算平均和脉动风压
利用计算公式，计算出建筑物所受的平均和脉动风压。
第三步、求出风荷载大小和方向
根据双基向量的计算方法，可以分别求出法向和切向风荷载的大小和方向。两个方向上的风荷载之和即为建筑物所受的等效静风荷载。
四、总结
基于平均和脉动风压双基向量的屋盖等效静风荷载确定方法是一种计算方法比较简单、实用性比较强的方法。该方法对于科学、准确地计算建筑物所受风荷载大小和方向具有一定的参考意义。但是，在具体计算时，还需要结合地理气象条件、建筑物结构特征和环境因素等多方面因素进行综合考虑，以确保计算结果的可靠性和准确性。