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1、建筑外围护结构抗风设计标准目次1 总则12 术语和符号22.1 术语22.2 符号23 基本规定54 风荷载64.1 标准值及基本风压64.2 高度变化系数74.3 局部体型系数84.4 风荷载放大系数164.5 局部风压系数185 幕墙抗风设计195.1 一般规定195.2 抗风设计计算195.3 抗风构造措施226 屋面抗风设计236.1 一般规定236.2 抗风设计计算236.3 抗风构造措施247 门窗抗风设计267.1 一般规定267.2 抗风设计计算267.3 抗风构造措施278 其它围护构造设施抗风设计28附 录 A 风洞试验30附 录 B 抗风检验检测32附 录 C 屋面结构风
2、压取值33附 录 D 建筑外围护结构抗风设计流程图58本规程用词说明59引用标准名录60条 文 说 明624Ccontents1 General Provision12 Terms and Symbols22.1 Terms22.2 Symbols23 Basic Rules54 Wind Load64.1 Characteristic Value of Wind Load and Reference Wind Pressure64.2 Exposure Factor for Wind Pressure74.3 Shape Factor of Wind Load84.4 magnificati
3、on factor of Wind Load164.5 Wind Pressure Coefficient185 Wind Resistant Design of Curtain Wall195.1 Basic Requires195.2 Wind Resistant Resign Calculation195.3 Wind Resistant Structural Measures226 Wind Resistant Design of Roof236.1 Basic Requires236.2 Wind Resistant Resign Calculation236.3 Wind Resi
4、stant Structural Measures247 Wind Resistant Design of Windows and Doors267.1 Basic Requires267.2 Wind Resistant Resign Calculation267.3 Wind Resistant Structural Measures278 Wind Resistant Design of Other Enclosure Structures and Facilities28Appendix A Wind Tunnel Test30Appendix B Wind Resistance Te
5、st32Appendix C Wind Pressure Coefficient of Roof33Appendix D Flow-chart for Wind Resistance Design of Building Envelope Structure58Explanation of Wording in This Standard59List of Quoted Standards in This Code60Addition:Explanation of Provisions621 总 则1.0.1 在建筑外围护结构抗风设计中,为了贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、
6、 安全适用、 确保质量,制定本标准。1.0.2 本标准适用于工业与民用建筑外围护结构的抗风设计1.0.3 建筑外围护结构的抗风设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。572 术语和符号2.1 术语2.1.1 建筑外围护结构 Building exterior envelope覆盖在建筑物外表面、直接或间接承受风荷载、并且将其传递至主体结构的构件所构成的结构体系。2.1.2 50 年重现期风压 wind pressure during a recurring period of fifty years一般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
7、得出50年一遇最大值确定的风速,在考虑相应的空气密度,按贝努利(Bernoulli)公式确定的风压。2.1.3 强风地区 Strong wind area50年重现期风压不小于0.5kN/m2的地区为强风地区。2.1.4 风荷载从属面积 Tributary aera of wind load按风荷载传力路径确定的某构件承担风荷载的面积。2.1.5 风压系数 Wind pressure coefficient建筑物表面上任一点的风压与建筑物远前方上游某高度如屋顶高度的动压之比。2.1.6 净风压系数 Net wind pressure coefficient对于悬空暴露于空气中的结构,外表面与内
8、表面风压系数的叠加值,计算方法为外表面减去内表面, 方向与外表面一致。2.1.7 体型系数 Shape factor of wind load建筑物表面上任一点的风压与建筑物远前方上游相同高度处的平均动压之比。2.1.8 净体型系数 Net shape factor of wind load对于悬空暴露于空气中的结构,外表面与内表面体型系数的叠加值,方向与外表面一致。2.1.9 风洞试验 Wind tunnel test在风洞中进行,研究空气流经物体所产生的流动现象和气动效应的试验。2.1.10 围护结构风洞测试 Wind tunnel detection of building exteri
9、or envelope在风洞中进行,检验在指定风速、风向条件下建筑外围护结构整体或局部是否满足相关抗风指标要 求的测试。2.2 符号2.2.1 风荷载wk 风荷载标准值;h地形修正系数;bgz 高度 z 处的风荷载放大系数;msl 风荷载局部体型系数;mse 外风压局部体型系数;msi 内压局部体型系数;mz 高度 z 处的风压高度变化系数;w0 基本风压;Hr 参考点高度;H 建筑总高度或山峰顶部高度;mH 参考点高度 Hr 处的风压高度变化系数;Cp1 局部风压系数;Cpe 外部风压系数极值;Cpe,max 风压系数极值的最大值;Cpe,min 风压系数极值的最小值;Cpi 内压系数;a坡
10、度角;L 建筑跨度;2.2.2 抗风设计cs 硅酮结构密封胶的粘接宽度;w 作用在计算单元上的风荷载设计值;a 矩形玻璃板的短边长度;f1 硅酮结构密封胶在风荷载作用下的强度设计值;qG 幕墙玻璃单位面积重力荷载设计值;b 矩形玻璃板长边长度;f2 硅酮结构密封胶在永久荷载作用下的强度设计值;ts 硅酮结构密封胶的粘接厚度;us 主体结构侧移影响下,硅酮结构密封胶沿厚度方向产生的剪切位移值;h硅酮结构密封胶厚度方向剪切位移影响系数;q 风荷载或多遇烈度地震标准值作用下主体结构的楼层弹性层间位移角限值;hg 玻璃面板高度;d硅酮结构密封胶伸长率;d0 自攻螺钉连接板预制孔径;d 自攻螺钉的公称直
11、径;tt 被连接件的总厚度;P3 门窗的抗风压性能指标; u 门窗杆件弯曲挠度值; L 门窗杆件的跨度; 最大应力设计值;f 材料强度设计值;S 荷载设计值,作用效应组合的设计值;R 构件承载力设计值;g0 结构构件重要性系数;gW 风荷载分项系数;SWK 风荷载效应标准值;gL 水平荷载分项系数;SL 水平荷载效应标准值;fs 材料许用剪切力;fa 最不利位置处的最大剪切力;3 基本规定3.0.1 承受水平风荷载作用的建筑外围护体系称为水平受风建筑外围护体系,主要包含建筑外门、外 窗、建筑幕墙、建筑立面装饰性结构等。3.0.2 承受竖向风荷载作用的建筑外围护体系称为竖向受风建筑外围护体系,主
12、要包含建筑屋面、采 光顶、雨篷、连廊、室外吊顶等。3.0.3 建筑外围护结构的抗风设计基准期为 50 年;对于临时建筑,建筑外围护结构抗风设计的风压重现期取为 10 年;对于特别重要的建筑结构,可根据需要提高建筑外围护结构抗风设计的风压重现期。3.0.4 建筑外围护结构的抗风设计使用年限为 25 年。3.0.5 应按正常使用极限状态和承载能力极限状态进行建筑外围护结构抗风设计;不同极限状态设计 时作用组合和作用的分项系数、组合值系数应满足工程结构通用规范GB 55001、建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068、建筑结构荷载规范GB 50009 的规定。3.0.6 建筑外围护结构抗风设计时,
13、应考虑永久作用、活荷载、风荷载、地震作用、温度作用、雪荷 载、积灰荷载、积水荷载、施工和检修荷载、附属设施吊挂荷载等。竖向受风建筑外围护体系可不进行 抗震验算,但构造设计上应予以考虑。3.0.7 建筑外围护结构抗风设计应根据风荷载传力途径对面板系统、支承结构、连接件与锚固件等各 受力结构或构件进行计算或复核,以确保外围护结构的安全性。3.0.8 当建筑外围护结构体系在建造过程中可能经历比完成状态更不利风荷载时,尚应进行施工阶段 抗风验算。4 风荷载4.1 标准值及基本风压4.1.1 建筑外围护结构风荷载标准值计算满足以下规定:1 水平受风建筑外围护结构风荷载标准值按下式计算,且绝对值不小于1.
14、0kPa:wk = bgzms1mz w0(4.1.1-1)式中:bgz 高度 z 处的风荷载放大系数;msl 风荷载局部体型系数,msl =mse -msi ,其中:mse 为外风压局部体型系数,msi 为内压局部 体型系数;mz 高度 z 处的风压高度变化系数;0w 基本风压(kN/m2)。2 竖向受风建筑外围护结构风荷载标准值按下式计算,且正风压不小于0.5kPa、负风压不大于-1.0kPa:wk = Cp1mH w0(4.1.1-2)式中:mH 参考点高度 Hr 处的风压高度变化系数,参考点高度一般取建筑结构最高点高度 H ;Cp1 局部风压系数, Cp1 =Cpe - Cpi ,其中
15、: Cpe 为外部风压系数极值(包括风压系数极值的最大值Cpe,max 和最小值Cpe,min ); Cpi 为内压系数;4.1.2 基本风压应采用按国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 规定的方法确定的 50 年重现期风压,但不得小于 0.3kN/m2。对于风荷载比较敏感的建筑结构,基本风压的取值应适当提高,并应符合有关结构设计规范的规定。4.1.3 全国各城市的基本风压值应按国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 规定的重现期 R 为 50 年的值采用。当城市或建设地点的基本风压值在 GB 50009 中没有给出时,基本风压应按 GB 50009-2012 规定的方法,根据基本风压的
16、定义和当地年最大风速资料,通过统计分析确定,分析时应考虑样本数量 的影响。当地没有风速资料时,可根据邻近地区规定的基本风压或长期资料,通过气象和地形条件的对 比分析确定;也可比照 GB 50009 的全国基本风压分布图近似确定。4.1.4 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定其风荷载标准值;当无资料参考且存 在以下情况之一时,宜参考附录 A 选用合适的风洞试验方法确定外围护结构风荷载标准值:1 房屋跨度大于100m或者建筑高度大于200m;2 平面形状或立面形状复杂;3 立面开洞或连体建筑;4 外表面存在较为复杂外部型材、百叶、镂空覆面、双层或多层覆面等局部构造。4.2 高度变化
17、系数4.2.1 建设地点的风剖面应按以下规定确定:1 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表 4.2.1 确定。地面粗糙度类别可分为 A、B、C、D 四类:A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市市郊;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。1 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表 4.2.1 确定。地面粗糙度类别可分为 A、B、C、D 四类:A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇
18、和城市市郊;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。2 当建设地点有场地风剖面的实测资料时,可根据实测风剖面参数确定;无场地风剖面实测资料时, 宜按 GB 50009-2012 给出的方法近似确定;3 对于特别重要建(构)筑物或周围地形环境较为复杂以及建筑高度超过建设地点所属地貌类别边 界层厚度时,宜通过地形模拟试验或数值风洞试验确定其风压高度变化系数。4 当建设地点四周地形、建筑布局有较大差别时,可采用有方向差别的地面粗糙度类别。图 4.2.1 风压高度变化系数mz离地面或海平面高度(m)地面粗糙度类别ABCD51.091.000.650.51101.281
19、.000.650.51151.421.130.650.51201.521.230.740.51301.671.390.880.51401.791.521.000.60501.891.621.100.69601.971.711.200.77702.051.791.280.84802.121.871.360.91902.181.931.430.981002.232.001.501.041502.462.251.791.332002.642.462.031.582502.782.632.241.813002.912.772.432.023502.912.912.602.224002.912.912.
20、762.404502.912.912.912.585002.912.912.912.745502.912.912.912.914.2.2 地形修正系数h应按下列规定采用:1 对于山峰和山坡,修正系数应按下列规定采用:1) 顶部 B 处的修正系数可按下式计算:z2hB = 1+ktana1- 2.5H (4.2.2)式中:tana山峰或山坡在迎风面一侧的坡度;当tana大于0.3时,取0.3;k系数,对山峰取2.2,对山坡取1.4;H 山顶或山坡全高(m);z 建筑物计算位置离建筑物地面的高度(m);当 z 2.5H 时,取 z = 2.5H 。2) 其他部位的修正系数,可按图 4.2.2 所示
21、,取 A、C 处的修正系数hA 、hC 为 1,AB 间和 BC 间的修正系数按h的线性插值确定。图 4.2.2 山峰和山坡的示意2 对于山间盆地、谷地等闭塞地形, h可在 0.750.85 选取。3 对于与风向一致的谷口、山口,h可在 1.201.50 选取。4 对于远海海面和海岛,h按表 4.2.2 选取。表 4.2.2 远海海面和海岛的修正系数h距海岸距离(km)h 0.2-1.0Sdr2 0.2-1.4r2 0.2-1.04.3.3 屋顶女儿墙局部体型系数可按表 4.3.3 和图 4.3.3 的规定采用:RbRcRb0.35B0.35BH1H2HB图 4.3.3 屋顶女儿墙局部体型系数
22、示意图图 4.3.3 屋顶女儿墙局部体型系数对应情况局部体型系数RaRbRcRdRe内外表面叠加后ms10 H H212正压+2.0+2.0+2.0+1.6+1.6负压-0.8-1.6-1.0-0.6-0.2H H212正压+2.0负压-0.8-0.8-0.4-0.8-0.8外表面mse0 H H212正压+1.0负压-1.6-1.6-1.2-1.4-1.0H H212正压+0.8负压-1.6-1.6-1.2-1.6-1.2内表面mse0 H H212正压+0.2+0.8+0.6+0.2+0.2负压-1.2H H212正压+0.2负压-1.2注:表 4.3.4 适用于 H2 0.5B 且 H2
23、 20m 的情况。4.3.4 建筑立面阳台局部体型系数ms1 可按表 4.3.4 和图 4.3.4 的规定采用。建筑物阳台RcRaL2RbL1建筑物阳台BBRa建筑物Rb阳台RcRaRbddRd绕过角部外阳台不绕过角部外阳台图 4.3.4 建筑立面阳台局部体型系数ms1 示意图内阳台表 4.3.4 阳台局部体型系数ms1正压负压Ra1.0-1.5RbL a1.5-2.0L a1.0-1.5RcL a2.0-2.5L a1.5-2.0Rd1.0-1.0注1:本条适用于 d 2m ;注2: a 为 0.1B 和 2.0d 之间的较大值, L 为 L1 和 L2 之间的较小值;注3:绕过角部外阳台R
24、c按 L a 取值。4.3.5 建筑立面遮阳百叶、装饰条体型系数可按表 4.3.6 的规定采用:1 对于高层建筑表面尺寸 a 小于1m的横向或竖向不镂空百叶条,其局部体型系数ms1 按如下规定取值:ms1 = kms1(4.3.5)式中:k系数,按表4.3.5-1取值;ms1 临近区域墙体体型系数;表 4.3.5-1 系数k工况k边缘区域大面区域A0.80.6B1.21.1C1.31.4D1.50.7E1.30.7dd边缘区域大面区域a P PB1/10aa工况A:d =0.5m工况B:d =1m工况C工况D:d =0mH工况E:d =0.2m图 4.3.5-1 工况示意图图 4.3.5-2
25、区域示意图注:B1 当 H45m 时取H 和 B 中较小值,当 H45m 时取 2H 和 B 中较小值;D1当 H45m 时取 H 和 D 中较小值,当H45m 时取 2H 和 D 中较小值。2 可将并列排布的不镂空百叶条视为整体进行其支承结构构件风荷载的计算,体型系数按下式计算:m = 2.0 +h+ (n - 2)h2d = 0s2式中: ms 所有百叶体型系数之和;n 并联百叶数量, n 3 ;l10ah系数,按表 4.3.5-2 取值; d 百叶与墙面间距(m); a 百叶建筑尺寸(m);3.0 +h+ (n - 2)hd ada图 4.3.5-3 并列排布的百叶示意图表 4.3.5-
26、2 系数hs/a123456810152025d=00.160.200.280.360.460.50.60.70.80.91.0da0.000.190.270.350.420.50.60.70.80.91.04.3.6 建筑立面如有开洞,开洞边缘区域外风压局部体型系数mse 可按表 4.3.6 的规定采用。bhbhRc Rc Rb RaRa RbRc Rb RasbRdbs0.5s d0.5sss0.5sbhbhB(b)开洞区域内部展开图(dD) (d)开洞区域内部展开图(d=D)ds0.5sRc Rb Ra0.5sss0.5sRa RbRc Rb RahDDh1h1(a)立面图(c)剖面图(
27、dD)(e)剖面图(d=D)图 4.3.6 建筑立面开洞边缘区域外风压局部体型系数mse 示意图注:s区域宽度取 0.2B、0.2D、0.5b、0.5d 之间的较大值;表 4.3.6 建筑开洞边缘区域外风压局部体型系数msebB/2bB/2RaRbRcRdRaRbRcRddDh12H/3正压1.01.01.01.01.41.41.41.4负压-1.4-1.4-1.4-1.4-1.8-1.6-1.6-1.6h12H/3正压1.01.01.01.01.11.11.11.1负压-1.4-1.2-1.2-1.4-1.4-1.2-1.2-1.4d =Dh12H/3正压0.60.20.21.11.20.8
28、0.21.4负压-2.4-2.0-1.4-1.6-2.4-2.0-1.4-1.6h12H/3正压0.60.20.21.11.00.60.21.2负压-2.0-1.8-1.4-1.2-2.2-1.8-1.4-1.24.3.7 双层幕墙的局部体型系数按如下规定采用:(1) 外层幕墙为封闭式的,内层幕墙局部体型系数可按内压采用,外层幕墙按 GB 50009 采用;(2) 外层幕墙不为封闭式的:外层幕墙开孔率不大于 20%的双层幕墙,外层幕墙局部风压体型系数按 GB 50009 采用,内层幕墙局部体型系数可适当折减;外层幕墙开孔率大于 20%且小于等于 30%的双层幕墙,外层幕墙局部风压体型系数按 G
29、B 50009 采用,内层幕墙局部体型系数可按与外层幕墙相同采用;外层幕墙开孔率大于 30%的双层幕墙,内层幕墙局部风压体型系数按 GB 50009 采用,外层幕墙局部体型系数可适当折减。4.3.8 单层开孔面板可根据透风率按表 4.3.8 确定其局部体型系数ms1 。表 4.3.8 单层开孔面板局部体型系数ms1透风率f0%10%20%50%70%80%90%100%局部体型系数ms12.01.61.51.51.61.71.82.04.3.9 计算非直接承受风荷载的围护构件及其连接的强度时,风荷载局部体型系数ms1 可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用:1 当从属面积不大于1m2时
30、,折减系数为1.0;2 当从属面积大于或等于25m2时,墙面折减系数取0.8;3 当从属面积大于1m2小于25m2时,墙面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数:ms1 ( A) = ms1 (1) +ms1 (25) - ms1 (1)log A / 1.4(4.3.9)4.3.10 当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互间距较近时,应考虑风力相互干扰的群体效应; 一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数。相互干扰系数可按下列规定确定:1 对于矩形平面高层建筑,当两栋建筑物并列平行排布且间距较近时,应考虑巷道风效应对负风压 的增大作用,并宜按表4.3.10考虑干扰系数:2
31、 对于矩形平面高层建筑,单个施扰建筑的相互干扰系数可参考表4.3.10采用;3 当周边存在两个或两个以上施扰建筑时,可比照类似条件的风洞试验资料确定,必要时宜通过风 洞试验确定。表 4.3.10 单个施扰建筑的矩形平面高层建筑局部体型系数相互干扰系数S0.3B0.3BS0.5B0.5BSBBS2B2BS5B5BS8B负压Sa1.51.41.31.21.11.05Sb1.31.31.31.21.11.05Sc1.11.11.11.11.11.05注1:E取0.1B、0.1D的大值。注 2:当 S8B 时,可不考虑巷道风效应对负风压的增大作用。主要受扰面SBB施扰建筑受扰建筑SbSbDSaSaSc
32、H1H1.2H1H(a)并列排布建筑示意图(b)主要受扰面风荷载分区示意图图 4.3.10 单个施扰建筑的矩形平面高层建筑局部体型系数分区示意图4.3.11 计算水平受风围护构件风荷载时,建筑内部压力的局部体型系数msi 可按下列规定采用:1 封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取-0.2或+0.2;2 仅一面墙有主导洞口的建筑物,按下列规定采用:1) 当开洞率或开窗面积比大于 0.02 且小于或等于 0.10 时,取 0.4 mse ;2) 当开洞率或开窗面积比大于 0.10 且小于或等于 0.30 时,取 0.6 mse ;3) 当开洞率或开窗面积比大于 0.30 时,取 0.8 mse
33、 ;3 其他情况,应按开放式建筑物的ms1 取值。注:1 主导洞口的开洞率是指单个主导洞口面积与该墙面全部面积之比;2 mse 或ms1 应取主导洞口对应位置的值。4.3.12 对于强风地区的围护结构及相关构件设计,应根据施工阶段对体型系数和内压系数进行补充验 算。4.3.13 对于强风地区的重要建筑,宜采用风洞试验方法对可能出现的开启洞口进行模拟,确定内压系 数。4.4 风荷载放大系数4.4.1 对 50 年重现期基本风压小于 0.5kN/m2 的地区,围护结构及相关构件设计的风荷载放大系数按表 4.4.1 采用。4.4.2 对 50 年重现期基本风压超过或等于 0.5kN/m2 的强风地区
34、,围护结构及相关构件设计的风荷载放大系数按表 4.4.2 采用。4.4.3 对于拉索幕墙等柔性结构的主体构件可按类似于主体结构的风荷载放大系数采用;对于跨度较大且较为重要的柔性围护结构,宜采用刚性模型测压试验结合风振计算或气动弹性模型风洞试验确定。表 4.4.1 基本风压小于 0.5kN/m2 地区围护结构风荷载放大系数离地高度(m)地面粗糙度类别ABCD51.651.702.052.40101.601.702.052.40151.571.662.052.40201.551.631.992.40301.531.591.902.40401.511.571.852.29501.491.551.81
35、2.20601.481.541.782.14701.481.521.752.09801.471.511.732.04901.461.501.712.011001.461.501.691.981501.431.471.631.872001.421.451.591.792501.411.431.571.743001.401.421.541.703501.401.411.531.674001.401.411.511.644501.401.411.501.625001.401.411.501.605501.401.411.501.59表 4.4.2 基本风压大于或等于 0.5kN/m2 地区围护结构风荷载放大系数离地高度(m)地面粗糙度类别ABCD51.781.842.262.68101.721.842.262.68151.691.792.262.68201.661.762.182.68301.631.712.082.68401.611.682.022.54501.591.661.972.44601.581.641.932.37701.571.631.902.31801.561.611.872.25901.551.601.852.211001.551.