中美欧常用风载荷计算相关参数

在做设备计算时经常会输入风载荷和地震载荷，但你是否真的知道各参数的意思呢，今天我们就把常用的美国，欧洲和中国大陆的风载荷做个简单汇总。

由于软件输入界面常见且对介绍意义不大，就不放图片软件风载荷输入界面的图片了。

一、美国ASCE 7-10和IBC基本相同(下面章节指ASCE 7-10)

1）风速：在26.5.3节规定是指在33ft（10m）下地面上暴露级别C级的3秒阵风速度的平均值。

2） 暴露类型：分A,B,C,D级. 26.7.2节

A:大城市中心；

B:市区和市郊，城镇即建筑比较密集的地区；

C:建筑高度小于30ft（9.1m）的开阔地带。

D:平坦的，无建筑物的，海边等。

3） 结构类型：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 。表1.5-1

Ⅰ：在发生事故时，对人的生命没有多大危害的建筑/结构。

Ⅱ：其它三类以外的

Ⅲ：发生事故时，对人的生命构成较大危害的建筑/结构。含有足够的毒性/爆炸危害介质的结构，如石油化工类设备

Ⅳ：发生事故时，对社会构成严重危害的。最重要的建筑/结构。

ASCE 7-10版取消了风载荷在结构类型对应的重要性系数。

4） 风力系数Cf 图29.5-1

注意化工设备按涂黄的插值Pressure Vessel Design Manual (Fourth Edition)的4.1节明确说明（中文版的第三版是在3.1节）。按上表梯子和平台的风力系数选1.3左右比较合适，顶部方平台1.0合适（因PV elite顶部方平台是按对角线算面积的）

5） 载荷组合中风载荷的考虑：2.4节许用应力判定

风载荷和其它载荷组合时，考虑0.6倍的风即可。应该是和风速是3秒平均风速有关还和ASCE 7不在建议塔器按表面光滑取风力系数有关。注意PVelite软件建议还是95版的和新标准不一样。

二、欧洲EN 1991-1-4

1）风速：在4.2节规定是指在开阔（II级地区）地面上10m 高处10分钟阵风速度的平均值。

2） 暴露类型：分0，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ级。表4.1

0:海边；

Ⅰ:湖边或平坦的，无建筑物的开阔地。

Ⅱ：植被比较低，建筑物比较孤立。

Ⅲ：有固定的植被或建筑覆盖等。--村庄，郊区

Ⅳ：至少15%的地表面积被平均高度超过15m的建筑覆盖。--城市中心

3） 风力系数Cf –第七章及EN13445的22章

筒体的风力系数总的来说：最低0.7，不知道周边情况时最高可取1.1。考虑了附近建筑物的影响（见下图）。平台的系数按1.4；梯子的系数按1.2。

4） 载荷组合中风载荷的考虑，按EN1991-1-6

安装工况考虑0.7倍的风

水压工况考虑0.6倍的风。

三、中国大陆GB 50009和NB/T47041

1）风速：在2.1.22节规定是指在空旷平坦地面上10m 高处10min阵风速度的平均值。按50年一遇的最大风速确定的

2） 地面粗糙度：A,B,C,D

A: 海边,湖边及沙漠地区；

B:田野，乡村及建筑比较稀疏的乡镇和城市郊区

C:有密集建筑群的城市市区

D: 有密集建筑群且建筑较高的城市市区

3） 体型系数K1（风力系数Cf）–NB/T47041的第4章

设备取0.7（含梯子，平台等）。与其它标准比有稍微有点冒进了，梯子和平台也用0.7按圆筒形处理就有点冒进了，可能是为了计算方便吧或许也因为还有其它参数调节。

4） 组合工况总风载荷的考虑

操作考虑100%的风。有时地震工况还要考虑25%的风（风弯矩小于地震弯矩时）。欧美都没有要求考虑风和地震的部分叠加。

在分析设计征求意见稿中载荷组合方式是直接照搬ASME Ⅷ-2或者说是ASCE的。之前发文章小小的吐槽了一下分析设计征求意见稿的载荷组合系数了，在这就不在重复了。那篇文章少了个风速时距换算关系图不够直观。今天也在谈风载荷就在这把图补上。

看了图就知道为啥做的国外项目按ASCE考虑风载荷时风速那么大了吧。稍微解释二句：我们国家是600s，美国ASCE是3s。也就是说表达同样的平均风速：用3秒是用600秒的1.4倍多（下图只有5s和0.5s的无3s）。

综上可以看出就风载荷对设备的影响来说，欧洲风载荷标准EN1991-1-4考虑的最全面，考虑了附近建筑物的影响。国内也有专家提出排塔相对于单塔受风载荷更危险（不理解的话生活中去感受风大和风小的地方）。如果要考虑排塔的影响可按上面的截图表7.14放大风力系数Cf（国内的体型系数k1），如距离很近续篇再提供参考意见。再多说一句软件改不了体型系数可以在风速上放大哈。

后面还会发梯子平台各标准或资料对风载荷的考虑；所以有些内容在这篇文章只是一笔带过了没有详细讲。