第四章风荷载 内容提要 第一节风的有关知识 第二节风压 第三节结构抗风计算的几个重要概念 第四节顺风向结构风效应 第五节横风向结构风效应
第四章 风荷载 内容提要 第一节 风的有关知识 第二节 风压 第三节 结构抗风计算的几个重要概念 第四节 顺风向结构风效应 第五节 横风向结构风效应
第一节风的有关知识 风的形成 空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成 少地表上存在气压差或压力梯度 北极 赤道 大气热力学环流模型 ◆赤道和低纬度地区:要热量较多,气温高,空气密度小、气压 小且大气因加热膨胀,由表面向高空上升 ◆极地和高纬度地区:受热量较少,气温低,空气密度大、气压 大,且大气因冷却收缩由高空向地表上升
第一节 风的有关知识 赤道和低纬度地区：受热量较多，气温高，空气密度小、气压 小,且大气因加热膨胀，由表面向高空上升 极地和高纬度地区：受热量较少，气温低，空气密度大、 气压 大 ，且大气因冷却收缩由高空向地表上升 一、风的形成 -- 空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成 地表上存在气压差或压力梯度 北极 赤道 大气热力学环流模型
二、两类性质的大风 1、台风 →弱的热带气旋性涡旋 →辐合气流将大量暖湿空气带到涡旋内部 →形成暖心(涡旋内部空气密度减小,下部海面气压下降) →低涡增强 →辐合加强 (循环) 台风 typoon
二、两类性质的大风 1、台风 弱的热带气旋性涡旋 辐合气流将大量暖湿空气带到涡旋内部 形成暖心（涡旋内部空气密度减小，下部海面气压下降） 低涡增强 辐合加强 。。。。。（循环） 台风(typoon) 台风名字
GOES9紅外線雲圖8/12
热带气旋按中心附近地面最大风速划分为四个等级 名称 属性 台风 最大风速出现>32.6米秒,也即12级以上(64海 (Typhoon 里小时或以上) 强热带风暴 最大风速出现24.532.6米秒,也即风力1011级 Severe trop icalstorm (48-63海里小时) 热带风暴 最大风速出现17.224.4米秒,也即风力89级(34-47 ropicalstorm 海里小时) 热带低压 最大风速出现<17.2米秒,也即风力为67级(2233 ropicaldepressin) 海里小时)
热带气旋按中心附近地面最大风速划分为四个等级 名称 属性 台风 （T yphoon） 最大风速出现＞3 2．6 米/秒，也即 1 2 级以上（6 4 海 里/小时或以上） 强热带风暴 (S evere tropical storm ) 最大风速出现 2 4．5-3 2．6 米/秒，也即风力 1 0-1 1 级 （4 8-6 3 海里/小时） 热带风暴 (T ropical storm ) 最大风速出现1 7．2-2 4．4 米/秒，也即风力8-9 级（3 4-4 7 海里/小时） 热带低压 (T ropical depression) 最大风速出现＜1 7．2 米/秒，也即风力为 6-7 级（2 2-3 3 海里/小时）
发布的信息 属性 消息 远离或尚未影响到预报责任区时,根据需要可以发布“消息”,报道编号热 带气旋的情况,警报解除时也可用“消息”方式发布 警报 预计未来48小时内将影响本责任区的沿海地区或登临时发布警报 紧急警报 预计未来24小时内将影响本责任区的沿海地区或登临时发布紧急警报 (影响是以沿海开始出现8级风或暴雨为标准。)
发布的信息 属性 消 息 远离或尚未影响到预报责任区时，根据需要可以发布“消息”，报道编号热 带气旋的情况，警报解除时也可用 “消息”方式 发布 警 报 预计未来 48 小时内将影响本责任区的沿海地区或登临时发布警报 紧急警报 预计未来 24 小时内将影响本责任区的沿海地区或登临时发布紧急警报 （影响是以沿海开始出现 8 级风或暴雨为标准。）
2、季风( season wind) ◆冬季大陆温度低、气压高;相邻海洋温度比大陆高、气压低 →风从大陆吹向海洋 ◆夏季大陆温度高、气压低;相邻海洋温度比大陆低、气压高 →风从海洋吹向大陆 三、风级〔根据风对地面或海洋物体影响程度) 13个等级(0级~12级)(P37,表4-1) 0级1级蹶级3级4级5级6级襁级8级9级10级1级12级 静风软风轻风微风和风清劲风强风风大风烈风狂风暴风飓风
2、季风(season wind) 冬季:大陆温度低、气压高；相邻海洋温度比大陆高、气压低 风从大陆吹向海洋 夏季:大陆温度高、气压低；相邻海洋温度比大陆低 、气压高 风从海洋吹向大陆 三、风级（根据风对地面或海洋物体影响程度） 13个等级（0级12级）（P37，表4-1） 0级 1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 8级 9级 10级 11级12级 静风 软风 轻风 微风 和风 清劲风 强风 疾风 大风 烈风 狂风 暴风飓风
第二节风压 1、风压与风速的关系 流向 高压气幕 小股气流 建筑物 压力线 W=pr/2 WdA dl (w+d widA 风压的形成
第二节 风 压 1、风压与风速的关系 小股气流 建筑物 流向 高压气幕 压力线 w=v 2/2 dl w1dA (w1+dw1 )dA 风压的形成
风压=-推导 合力 dwdA= Ma= pdAdl dv/dt dh=mul·dv/dt dh1= pvdv(因为dl=vdt) C 边界条件 当=0时,W=m(气流冲击结构物后其截面中心点产生的最大气流压强) 当v时,w=Wb(气流原先压力强度) 十V W=Wh-w b 2 g y=0012018N/m3(空气单位体积的重力),g=9.8m/s2 风压:W (KN/m2) 1630
风压 2 2 1 w = v 推导 合力 − dw dA = Ma = dAdl dv dt 1 − dw = dl dv dt 1 − dw = vdv 1 (因为dl = vdt ) w = − v + c 2 1 2 1 边界条件： 当v = 0时，w1 = wm（气流冲击结构物后其截面中心点产生的最大气流压强） 当v时，w1 = wb（气流原先压力强度） wb = − v + wm 2 2 1 g v w w wm v b 2 2 1 2 2 = − = − = − =0.012018kN/m3（空气单位体积的重力），g=9.8m/s2 风压： 1630 2 v w = (kN/m2)