ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＤＥＳＩＧＮ设计研究
中美风荷载的换算
李春华
（中国建材装备有限公司，北京１０００３７）
近年来随着我国生产和建设的发展，涉外工程日益增加，为了适应各种工程的设计计算，需要有一些发达国家风荷载规范计算的对比资料。本文通过对比中国和美国的风荷载计算规范来说明两国规范之间的异同，以及工程设计中应注意的问题。
２非标准条件下风速或风压的换算
当建设场地没有给出基本风压值时，可按基本风压
定义，根据当地风速资料确定。基本风压是按照规定的标准条件得到的。在分析当地风速资料时，往往会遇到实测风速的高度、时距、重现期不符合标准条件的情况，因而有必要了解非标准条件与标准条件之间风速或风压的换算关系。
１基本风压
按规定的地貌、高度、时距等测量的风速所确定的风压
称为基本风压，基本风压通常按以下规定条件定义。
２．１不同高度换算
即使在同一地区，高度不同，风速也会不同。当实测
１．１标准高度的影响
风随高度而变化。离地表越近，由于地表摩擦耗能
风速高度不足１０ｍ标准高度时，应由气象台站根据不同高度风速的对比观测资料，并考虑风速大小的影响，给出非标准高度风速与１０ｍ标准高度风速的换算系数。缺乏观测资料时，实测风速高度换算系数也可按表１取值。
表１
实测风速
高度（ｍ）
越大，因而平均风速越小。
１．２标准地貌的规定
同一高度处的风速与地貌粗糙程度有关。地面粗糙
程度高，风能消耗多，风速则低。测定风速处的地貌要求空旷平坦，一般应远离城市；大城市中心地区房屋密集，对风的阻碍及摩擦均较大。
４
实测风速高度换算系数
８
１０
１２
１４
１６
１８
２０
６
１．３公称风速的时距
公称的风速实际是一定时间间隔内（称为时距）的
高度换算
１．１５８１．０８５１．０３６１．００００．９７１０．９４８０．９２８０．９１００．８９５
系数
平均风速。风随时间不断变化，常取某一规定时间内的平均风速作为计算标准。时距太短，易突出风的脉动峰值作用；时距太长，势必把较多的小风平均进去，致使最大风速值偏低。
２．２不同时距换算
时距不同，所求得的平均风速也不同。有时天气变
化剧烈，气象台站瞬时风速记录时距＜１０ｍｉｎ，因此在某些情况下，需要进行不同时距之间的平均风速换算。实测结果表明，各种不同时距间平均风速的比值受到多种因素影响，具有很大的变异性。不同时距与１０ｍｉｎ时距风速换算系数可近似按表２取值。
应该指出，表中所列的是平均值。实际上许多因素影响该比值，其中最重要的有：
（１）平均风速值。实测表明，１０ｍｉｎ平均风速越小，该比值越大。
一般天气变化越剧烈，该比值越（２）天气变化情况。
大。如雷暴大风最大，台风次之，而寒潮大风（冷空气）则最小。
１．４最大风速的样本时间
由于气候的重复性，风有着它的自然规律，每年季节性
地重复一次。因此，年最大风速最具有代表性。世界上绝大多数国家，均取一年的最大风速记录值为统计样本。
１．５基本风速的重现期
取年最大风速为样本，可获得各年的最大风速。每
年的最大风速值是不同的。工程设计时，一般应考虑结构在使用过程中几十年范围内，可能遭遇到的最大风速。该最大风速不是经常出现，而是间隔一段时间后再出现，这个间隔称为重现期。重现期越长，保证率越高。
表２
实测风速时距时距换算系数
不同时距与１０ｍｉｎ时距风速换算系数
５ｍｉｎ１．０７
２ｍｉｎ１．１６
１ｍｉｎ１．２０
０．５ｍｉｎ１．２６
２０ｓ１．２８
１０ｓ１．３５
５ｓ１．３９
瞬时
６０ｍｉｎ０．９４０
１０ｍｉｎ１．００
１．５０
６２
中国水泥２００８．８
２００８．８ＣＨＩＮＡＣＥＭＥＮＴ
６３
ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＤＥＳＩＧＮ设计研究
中美风荷载的换算
李春华
（中国建材装备有限公司，北京１０００３７）
近年来随着我国生产和建设的发展，涉外工程日益增加，为了适应各种工程的设计计算，需要有一些发达国家风荷载规范计算的对比资料。本文通过对比中国和美国的风荷载计算规范来说明两国规范之间的异同，以及工程设计中应注意的问题。
２非标准条件下风速或风压的换算
当建设场地没有给出基本风压值时，可按基本风压
定义，根据当地风速资料确定。基本风压是按照规定的标准条件得到的。在分析当地风速资料时，往往会遇到实测风速的高度、时距、重现期不符合标准条件的情况，因而有必要了解非标准条件与标准条件之间风速或风压的换算关系。
１基本风压
按规定的地貌、高度、时距等测量的风速所确定的风压
称为基本风压，基本风压通常按以下规定条件定义。
２．１不同高度换算
即使在同一地区，高度不同，风速也会不同。当实测
１．１标准高度的影响
风随高度而变化。离地表越近，由于地表摩擦耗能
风速高度不足１０ｍ标准高度时，应由气象台站根据不同高度风速的对比观测资料，并考虑风速大小的影响，给出非标准高度风速与１０ｍ标准高度风速的换算系数。缺乏观测资料时，实测风速高度换算系数也可按表１取值。
表１
实测风速
高度（ｍ）
越大，因而平均风速越小。
１．２标准地貌的规定
同一高度处的风速与地貌粗糙程度有关。地面粗糙
程度高，风能消耗多，风速则低。测定风速处的地貌要求空旷平坦，一般应远离城市；大城市中心地区房屋密集，对风的阻碍及摩擦均较大。
４
实测风速高度换算系数
８
１０
１２
１４
１６
１８
２０
６
１．３公称风速的时距
公称的风速实际是一定时间间隔内（称为时距）的
高度换算
１．１５８１．０８５１．０３６１．００００．９７１０．９４８０．９２８０．９１００．８９５
系数
平均风速。风随时间不断变化，常取某一规定时间内的平均风速作为计算标准。时距太短，易突出风的脉动峰值作用；时距太长，势必把较多的小风平均进去，致使最大风速值偏低。
２．２不同时距换算
时距不同，所求得的平均风速也不同。有时天气变
化剧烈，气象台站瞬时风速记录时距＜１０ｍｉｎ，因此在某些情况下，需要进行不同时距之间的平均风速换算。实测结果表明，各种不同时距间平均风速的比值受到多种因素影响，具有很大的变异性。不同时距与１０ｍｉｎ时距风速换算系数可近似按表２取值。
应该指出，表中所列的是平均值。实际上许多因素影响该比值，其中最重要的有：
（１）平均风速值。实测表明，１０ｍｉｎ平均风速越小，该比值越大。
一般天气变化越剧烈，该比值越（２）天气变化情况。
大。如雷暴大风最大，台风次之，而寒潮大风（冷空气）则最小。
１．４最大风速的样本时间
由于气候的重复性，风有着它的自然规律，每年季节性
地重复一次。因此，年最大风速最具有代表性。世界上绝大多数国家，均取一年的最大风速记录值为统计样本。
１．５基本风速的重现期
取年最大风速为样本，可获得各年的最大风速。每
年的最大风速值是不同的。工程设计时，一般应考虑结构在使用过程中几十年范围内，可能遭遇到的最大风速。该最大风速不是经常出现，而是间隔一段时间后再出现，这个间隔称为重现期。重现期越长，保证率越高。
表２
实测风速时距时距换算系数
不同时距与１０ｍｉｎ时距风速换算系数
５ｍｉｎ１．０７
２ｍｉｎ１．１６
１ｍｉｎ１．２０
０．５ｍｉｎ１．２６
２０ｓ１．２８
１０ｓ１．３５
５ｓ１．３９
瞬时
６０ｍｉｎ０．９４０
１０ｍｉｎ１．００
１．５０
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中国水泥２００８．８
２００８．８ＣＨＩＮＡＣＥＭＥＮＴ
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