风速(Wind Velocity)计算

1 引言

在"长细比"大的结构设计时, 比如超高层建筑和高的塔, 我们需要计算风载荷(Wind Loads), 而计算风载荷的第一步需要计算出风速(Wind Velocity). 这个笔记使用两种方法估算了5月18日和5月19日赛格大厦楼顶部的风速. 

2 地面风速

按照5月18日和5月19日的天气数据, 取13点时的平均风速, 地面风速V_10=(3.5+2.7)/2=3.1m/s, 这个数值基本上代表了那个时段的风速.

3 建筑结构荷载规范计算方法

<建筑结构荷载规范>使用了下式计算风速:

Vz=V_10(z/10)^0.3

已知楼高z=355m, 因此Vz=3.1*(355/10)^0.3=9m/s=32.4km/h

因此楼顶处大约是5级风力.

4 AASHTO计算方法

AASHTO按照下式计算设计风速

式中的V0和Z0按照下表取值:

本例取V0=12, Z0=8.2. Vb是基础风速,取100mph, V30对应于上面提到的V_10=3.1m/s=7mph, 因此,

V_dz=2.5*12*(7/100)*ln(355*3.281/8.2)

    =2.1*ln(142.04)=10.4mph

    =16.7km/h
按照这个算法楼顶处大约是3级风力.