中国与孟加拉国基本风压计算及分析比较

高伟

(江苏省建筑材料研究设计院有限公司，江苏 南京210009)

0 引言

最近笔者所在设计院完成了孟加拉国奥林匹克水泥厂的设计任务，孟加拉人民共和国（People's Republic of Bangladesh），简称孟加拉，地理位置上属南亚，位于孟加拉湾之北，亚热带季风气候，沿海属于季风型热带草原气候。 孟加拉属于平原地区，国内河道纵横密布，雨季极易泛滥，常出现热带飓风。 在设计初期，业主就许可采用中国现行设计规范进行设计。根据业主提供的厂区所在地博里萨尔（Barisal）的气象资料，并参照孟加拉国家建筑手册（BNBC），当地的最大风速高达260 km/h。如果不经思考、换算，把当地的风速直接按照中国规范进行计算，很可能会造成严重的设计错误和不必要的浪费。因此，笔者从本次工程实例出发，就中孟两国的风荷载计算进行了比较和分析。

1 中孟两国基本风速定义的对比

中国的《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）对于基本风速规定：离地10 m 高，记录时距为10 min平均的风速观测数据，经概率统计得出50 年一遇最大值确定的风速（m/s）。

在设计初期，根据业主提供的厂区所在地博里萨尔（Barisal）的气象资料，并根据孟加拉国家建筑手册（BNBC）,查找博里萨尔（Barisal）地区的风荷载情况，当地的阵风风速高达260 km/h=72.2 m/s。

孟加拉国家建筑规范（BNBC）中对于基本风速的定义是以当地比较空旷平坦的地面上离地10 m高统计20 年一遇的3 s 时距的平均风速为标准风速。

对比可以看出，两个国家的规范在基本风速的定义上差别很大，就算离地高度是相同的，记录时距、统计年限都完全不同。 因此，需要经过计算，把孟加拉国的标准风速转化为中国规范的标准风速，这样再按照中国规范计算出来的基本风压W0才符合中国规范标准。

2 中孟两国基本风压换算计算

对照两国规范和计算手册，查找文献资料，两国基本风压计算存在差别，换算系数表如表1、表2 所示。

表1 不同重现期T0 对风压的换算系数μr

表2 不同时距的平均风速换算系数β

孟加拉国家建筑手册（BNBC）规定,当地比较空旷平坦的地面, 风速高度与中国规范离地10 m高，重现期20 年，平均风速为3 s 时相同的空气密度ρ=1.255 kg/m3。而按照中国《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）中相应地基本风速的空气密度ρ=1.25 kg/m3。， 孟加拉国当地的基本风压除以1.72 的系数后，就是换算成我国规范下的基本风压值。

3 水泥粉磨车间风荷载计算实例

水泥粉磨车间概况： 钢筋混凝土框架结构，长49.5 m，宽12 m，高度29.5 m，外墙采用当地机制红砖全封闭。

《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）规定，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，计算主要受力结构时，按照下式计算：

Wk=βzμsμzW0

式中：Wk—风荷载标准值（kN/m2）；βz—高度z 处的风振系数；μs—风荷载体型系数；μz—风压高度变化系数；W0—基本风压（kN/m2）。

（1）风振系数βz

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）8.4.1 规定，高度大于30 m 且高宽比大于1.5 的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25 s 的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。 结构的自振周期应按结构动力学计算，近似的基本自振周期T1可按《建筑结构荷载规范》附录公式（F.2.2）计算：

（2）风荷载体型系数μs

根据《建筑结构荷载规范》表8.3.1 项次2，查表得出μs=0.8+0.5=1.3。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，计算风荷载对房屋的整体作用时，如对房屋进行内力和位移计算时，只需按各个表面的平均风压计算，即采用各个表面的平均风载体型系数计算，正反两个方向风荷载的绝对值可按两个中较大值采用，即采用了综合压力、吸力后的总体形系数。综上所述，μs可采用《高层建筑混凝土结构技术规程》4.2.5.3 条规定，高宽比H/B 不大于4 的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3。

因此，综合《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）在风荷载体型系数μs的取值上是一致的，本次计算取1.3。

（3）风压高度变化系数μz

根据 《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）8.2.1 条规定，厂区所在地为房屋比较稀疏的乡镇，结合业主提供的地质报告以及现场考察的实际情况，确定地面粗糙度为B 类，当H=6.2 m 时，风压高度变化系数：

（4）基本风压W0

按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）要求，考虑到当地极限风速实在太大，经过与业主聘请的孟加拉国气象专家和我院专家、 土建工程师的多次沟通，结合当地局部气象资料，研究探讨，在确保安全、经济的前提下，最后确定标准风速按66.0 m/s 计算：

（5）风荷载标准值wk

水泥粉磨车间框架结构示意图如图1 所示。

图1 磨房框架结构示意图

一层的风荷载标准值：Wk=βzμsμzW0=1.0×1.3×1.0×1.6=2.08 kN/m2。

一层的受风面积为：A1=h1×L=6×49.5=297 kN/m2。

一层的风荷载标准值：F1=A1Wk1=297×2.08=617.7 kN。

各层风荷载标准值见表1。

表1 各层风荷标准值

4 结论

综上所述，中孟两国在基本风压的定义以及取值上存在一定的差异，但是关于风荷载的计算方法本质上相同。 通过对两国规范的对比研究得出，两国的基本风压存在着如下关系：。 实际

工程设计时，只需利用此关系式就可以实现两国基本风压的换算，计算出正确的风荷载值。 如果直接采用中国规范，不结合孟加拉国本国的规范，将会给工程设计带来很大困难，也可能会造成严重的设计错误。 因此，在进行工程设计之前必须先理清不同国家规范之间的关系， 换算出正确的设计值，才能设计出安全、经济而又合理的建筑。

[1]中国建筑科学研究院.GB 50009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[2]中国建筑科学研究院.JGJ 3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京： 中国建筑工业出版社,2010.

[3]孟加拉国家建筑手册（BNBC）[S].

[4]施岚青.注册结构工程师专业考试应试指南[M].北京：中国建筑工业出版社,2014.

[5]江苏省建筑材料研究设计院有限公司孟加拉奥林匹克水泥厂施工图设计文件[Z].2013.