G.16.3 风荷载生成工具

风荷载生成工具是一个实用工具,它以风压及其作用的高度范围作为输入,并自动生成节点荷载和构件荷载。

此功能适用于两类结构。
  • 封闭式结构(面板型)
  • 开敞式结构

封闭式结构

封闭式结构指办公楼这类建筑,其玻璃幕墙、铝板、木面板、非承重墙体等非结构构件会对风形成阻挡。若这些构件未包含在结构模型中,则需要计算风作用于其上产生的荷载。此类结构的风荷载生成步骤如下:
  1. 识别面板:由杆件围成的多边形封闭区域,该区域也可包含一侧为地面、另一侧为杆件的区域。
  2. 计算每个面板的形心(CG)。
  3. 对每个面板,从形心到构成面板边界的构件(或地面)的中点绘制直线。面板区域将被划分为若干四边形,其中两条边为杆件(或地面)的组成部分,另外两条边是从形心CG到相应构件中点的连线。
    Figure 1. 节点 i 的影响面积
  4. 任意四边形内的面积,将作为影响面积分配给相交于该四边形顶点的节点。
  5. 将影响面积乘以该区域内的平均风压,再乘以该节点的暴露系数,所得结果即为该节点的集中风荷载。

板单元与实体单元不参与面板面积计算。面板内的洞口可通过暴露系数模拟。暴露系数与面板的每个节点关联,是一个分数,用于增大或减小作用于面板节点的有效受荷面积。

自动荷载生成工具仅适用于竖向面板。不平行于全局 Y 轴(对于 Y UP)的面板应单独施加荷载。

开敞式结构

开敞式结构指输电塔这类结构,杆件之间区域是“通透的”,风可直接穿过。开敞式结构的风荷载生成流程:

  1. 计算模型中各单根杆件的受荷面积。
  2. 将受荷面积乘以风压得到风荷载值,并以均布荷载形式施加到各杆件上。

程序假定:指定高度范围内的所有杆件均承受风压,因此都会分配到荷载。开敞式结构不考虑迎风面杆件对内部构件的遮蔽效应。按开敞式结构加载的杆件不必为竖向杆件。

参见 TR.31.3 Define Wind Load [定义风荷载]TR.32.12.3 风荷载生成 以获取详细信息。