8.4.1 對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T₁大于0.25s的各種高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算應(yīng)按結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)理論進(jìn)行。對于符合本規(guī)范第8.4.3條規(guī)定的結(jié)構(gòu)，可采用風(fēng)振系數(shù)法計(jì)算其順風(fēng)向風(fēng)荷載。
  注：1 結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)按結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算；近似的基本自振周期T₁可按附錄F計(jì)算；
      2 高層建筑順風(fēng)向風(fēng)振加速度可按本規(guī)范附錄J計(jì)算。

8.4.2 對于風(fēng)敏感的或跨度大于36m的柔性屋蓋結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生風(fēng)振的影響。屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)，宜依據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果按隨機(jī)振動(dòng)理論計(jì)算確定。

8.4.3 對于一般豎向懸臂型結(jié)構(gòu)，例如高層建筑和構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，均可僅考慮結(jié)構(gòu)第一振型的影響，結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向風(fēng)荷載可按公式(8.1.1-1)計(jì)算。z高度處的風(fēng)振系數(shù)β_z可按下式計(jì)算：

條文說明

8.4 順風(fēng)向風(fēng)振和風(fēng)振系數(shù)

8.4.1 參考國外規(guī)范及我國建筑工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)和理論研究的實(shí)踐情況，當(dāng)結(jié)構(gòu)基本自振周期T≥0.25s時(shí)，以及對于高度超過30m且高寬比大于1.5的高柔房屋，由風(fēng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)比較明顯，而且隨著結(jié)構(gòu)自振周期的增長，風(fēng)振也隨之增強(qiáng)。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮風(fēng)振的影響，而且原則上還應(yīng)考慮多個(gè)振型的影響；對于前幾階頻率比較密集的結(jié)構(gòu)，例如桅桿、屋蓋等結(jié)構(gòu)，需要考慮的振型可多達(dá)10個(gè)及以上。應(yīng)按隨機(jī)振動(dòng)理論對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。
    對于T<0.25s的結(jié)構(gòu)和高度小于30m或高寬比小于1.5的房屋，原則上也應(yīng)考慮風(fēng)振影響。但已有研究表明，對這類結(jié)構(gòu)，往往按構(gòu)造要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)已有足夠的剛度，所以這類結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)一般不大。一般來說，不考慮風(fēng)振響應(yīng)不會(huì)影響這類結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全性。
8.4.2 對如何考慮屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)振問題過去沒有提及，這次修訂予以補(bǔ)充。需考慮風(fēng)振的屋蓋結(jié)構(gòu)指的是跨度大于36m的柔性屋蓋結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量輕剛度小的索膜結(jié)構(gòu)。
    屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)和等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的問題，國內(nèi)外規(guī)范均沒有給出一般性計(jì)算方法。目前比較一致的觀點(diǎn)是，屋蓋結(jié)構(gòu)不宜采用與高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)相同的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算方法。這是因?yàn)椋邔蛹案呗柦Y(jié)構(gòu)的順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)方法，本質(zhì)上是直接采用風(fēng)速譜估計(jì)風(fēng)壓譜(準(zhǔn)定常方法)，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向振動(dòng)響應(yīng)。對于高層(聳)結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向風(fēng)振，這種方法是合適的。但屋蓋結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)風(fēng)壓除了和風(fēng)速脈動(dòng)有關(guān)外，還和流動(dòng)分離、再附、旋渦脫落等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象有關(guān)，所以風(fēng)壓譜不能直接用風(fēng)速譜來表示。此外，屋蓋結(jié)構(gòu)多階模態(tài)及模態(tài)耦合效應(yīng)比較明顯，難以簡單采用風(fēng)振系數(shù)方法。
    懸挑型大跨屋蓋結(jié)構(gòu)與一般懸臂型結(jié)構(gòu)類似，第1階振型對風(fēng)振響應(yīng)的貢獻(xiàn)最大。另有研究表明，單側(cè)獨(dú)立懸挑型大跨屋蓋結(jié)構(gòu)可按照準(zhǔn)定常方法計(jì)算風(fēng)振響應(yīng)。比如澳洲規(guī)范(AS/NZS1170.2：2002)基于準(zhǔn)定常方法給出懸挑型大跨屋蓋的設(shè)計(jì)風(fēng)荷載。但需要注意的是，當(dāng)存在另一側(cè)看臺(tái)挑篷或其他建筑物干擾時(shí)，準(zhǔn)定常方法有可能也不適用。
8.4.3～8.4.6 對于一般懸臂型結(jié)構(gòu)，例如框架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，高度大于30m且高寬比大于1.5的高柔房屋，由于頻譜比較稀疏，第一振型起到絕對的作用，此時(shí)可以僅考慮結(jié)構(gòu)的第一振型，并通過下式的風(fēng)振系數(shù)來表達(dá)：

式中α為地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)于A、B、C和D類地貌，分別取為0.12、0.15、0.22和0.30。I₁₀為10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C和D類地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39，取值比原規(guī)范有適當(dāng)提高。
    式(6)為多重積分式，為方便使用，經(jīng)過大量試算及回歸分析，采用非線性最小二乘法擬合得到簡化經(jīng)驗(yàn)公式(8.4.5)。擬合計(jì)算過程中，考慮了迎風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)壓相關(guān)性，同時(shí)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)乘以了0.7的折減系數(shù)。
    對于體型或質(zhì)量沿高度變化的高聳結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用公式(8.4.5)時(shí)應(yīng)注意如下問題：對于進(jìn)深尺寸比較均勻的構(gòu)筑物，即使迎風(fēng)面寬度沿高度有變化，計(jì)算結(jié)果也和按等截面計(jì)算的結(jié)果十分接近，故對這種情況仍可采用公式(8.4.5)計(jì)算背景分量因子；對于進(jìn)深尺寸和寬度沿高度按線性或近似于線性變化、而重量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的構(gòu)筑物，例如截面為正方形或三角形的高聳塔架及圓形截面的煙囪，計(jì)算結(jié)果表明，必須考慮外形的影響，對背景分量因子予以修正。
    本次修訂在附錄J中增加了順風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的內(nèi)容。順風(fēng)向風(fēng)振加速度計(jì)算的理論與上述風(fēng)振系數(shù)計(jì)算所采用的相同，在僅考慮第一振型情況下，加速度響應(yīng)峰值可按下式計(jì)算：