《荷载规范》横风向荷载计算常见的两个问题

　　《建筑结构荷载规范》2012年版补充了高层建筑横风向风振等效风荷载的计算公式和风荷载组合工况的规定。对于一些结构工程师来说，顺风向、横风向还是比较专业的词汇，对规范的规定怎么操作也有点疑惑，比较常见的有下边的两个问题。

一|顺风向和横风向荷载同时考虑时应该如何加载？

　　规范8.5.6条规定了3种风荷载组合工况，如下图。

　　其中顺风向风荷载和扭转风荷载是单独考虑的，一般不会有问题，容易混淆的是第2种。比如，在验算结构x主轴方向时，考虑以下两种风荷载工况：

工况一

工况二

　　工况2的加载方式是不对的。所谓的顺风向、横风向，其实是相对于风吹来的方向而言的。顾名思义，顺风向风荷载就是与“风向”一致的荷载；而横风向等效风荷载则是与“风向”垂直的“横向”荷载。如下图：

　　所以，上述工况2正确的加载方式应该是这样的：

　　而且还要考虑横风向荷载方向向下的情况：

　　所以当风沿着x轴正向吹时，需要考虑“顺风向荷载单独作用” “0.6倍顺风向荷载+向上的横风向荷载” “0.6倍顺风向荷载+向下的横风向荷载”3种风荷载组合工况。再把风沿着x轴负向以及沿着y轴的正、负向等方向吹过来的情况考虑进来，总共有12种不同加载工况，再加上扭转2种工况，风荷载的组合工况共有14种。

二|计算横风向风力应该乘以哪个边长？

　　规范8.5.6条给出了顺风向和横风向单位高度风力标准值的计算公式：

　　这里乘的B都是迎风面宽度。这也难怪不少结构工程师会出现前边工况2加载方式的错误：既然顺风向和横风向风力都是乘以B，当然作用方向也就是相同的了！

　　其实，荷载规范给出的横风向风振等效荷载计算公式是通过试验得出的。在进行公式拟合时，采用了迎风面宽度作为无量纲化的基本参数，所以在计算风力值时需要乘以迎风面宽度而不是顺风向进深。这和横风向风荷载的作用方向没有关系。

　　最后需要提醒的是，迎风面宽度B和顺风向进深D是相对风向而言的，并不固定。看图说话：

作者简介：陈凯