参考答案:
4.风力、风级与风压风的强度常称为风力,用风级表示。1805年英国人蒲福(F.Beaufort)拟定了风级,称作蒲氏风级,系根据风对地面(或海面)物体的影响程度而定。以后逐渐采用风速大小划分,目前分为18级。其中0~12级是在气象预报中听到的风级。结构设计中,通常将风速转化为风压来表示风力的大小。单位面积上的风压力ω可用下式表示:
式中p-空气的密度; υ-风速。标准条件下的风压称作基本风压。所谓标准条件,是考虑下列5个条件: (1)高度。取为离地面10m的高度。 (2)地貌。气象站风仪所在地为空旷平坦地区,故B类粗糙度作为标准地貌。 (3)时距。取10min的平均风速。 (4)样本时间。取为1年。 (5)重现期。取50年。《荷载规范》7.1.2条条文说明指出,基本风压可统一按照公式
计算,式中,υ
为按照标准条件确定的风速。 2.非标准情况下风速或风压的换算 (1)非标准高度换算平均风速沿高度变化规律可用指数函数描述,如下面公式:
式中z、
-任意点高度和该点的平均风速; z
、
-标准高度(取为10m)和该处的平均风速; α-地面粗糙度系数。由于风压与速度是二次方的关系,故高度为z处的基本风压可写成
(2)非标准地貌换算由于地表摩擦,风速随离地面高度的减小而降低。只有达到一定高度,风才不受地表的影响在气压梯度的作用下自由流动,达到所谓梯度风速,该高度称作梯度风高度,以H
表示。口越小的地貌,越快达到梯度风速。各种地貌的α及H
值,见表3-4-1,表中的A、B、C、D为规范中的地面粗糙度分类。
同一大气环境中各类地貌梯度风速均相等,以此得到
式中,角标α表示不同地貌。若再表示成风压形式,就是
] 在陆地上,如无表3-4-1参数的实测或试验资料,可按下列原则近似确定: ①以拟建房屋为中心,2km为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度和密度来区分类别,风向原则上应以该地区最大风的风向为准,但也可取其主导风向。 ②以半圆影响范围内建筑平均高度
来划分类别,当h