關于風荷載體型系數取用-2

關于門式剛架單層房屋體型系數的選用，目前國內主要有兩種，一種是按

照《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102：2002，一種是按照《建筑

結構荷載規范》GB50009-2001(2006年版)。如何選用這兩種規范的體型系數和

在結構設計軟件PKPM中的具體應用成了結構設計人員必須解決的問題，本文就

兩種規范體型系數的區別和各自的適用范圍通過算例進行驗證，并提出筆者的看

法。

在《建筑結構荷載規范》(以下簡稱GB50009)中，7.1.1條明確指出，計算主要

承重結構和圍護結構時，分別采用7.1.1-1式和7.1.1-2式，體型系數分別采用

主體結構體型系數 和圍護結構的局部風壓體型系數 。主體結構體型系數根據

7.3.1條取用，而圍護結構局部風壓體型系數按照7.3.3條規定，考慮邊角區的影

響和有效受風面積的修正。在《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》（以下簡稱

CECS102）中，主體結構和圍護結構均采用相同的公式附錄A.0.1式。剛架和圍

護結構等的體型系數按照表A.0.2中的相應數據。其中區分端區、中間區、邊角

區等，同樣也有有效受風面積的修正。

GB50009已在我國沿用了50多年，積累了豐富的實際工程經驗，它是面對所有

結構形式的建筑房屋，因此具有通用性，也是工程設計和軟件應用的主要參考依

據。CECS102是參考美國金屬房屋制造商協會MBMA的相關試驗數據和資料編

制的，主要針對門式剛架低矮房屋，已為世界多個國家采用。CSCE102有其相

對較強的針對性，也就有其特定的適用范圍，關于風荷載計算適用范圍在

CECS102附錄A.0.2中已有明確表述，對于門式剛架輕型房屋，當其屋面坡度不

大于10度、屋面平均高度不大于18m、房屋高寬比不大于1、檐口高度不小于

房屋的最小水平尺寸時，風荷載體型系數可以按照CECS102附錄A的規定進行

取用。此時的風荷載計算結果是比較接近相關的試驗數據的，用于工程設計是沒

有問題的。而試驗分析同時也表明，當柱腳鉸接且剛架的L/H大于2.3和柱腳剛

接且L/H大于3.0時，按《荷規》風荷載體型系數計算所得控制截面的彎矩已經

偏離試驗數據較多，再按此風荷載體型系數取用已經嚴重不安全。因此，在工程

設計中對于房屋高寬比不大于1的，應該嚴格按照CECS102的體型系數進行取

用。

下面通過算例比較《荷載規范》和《門規》的風荷載體型系數的計算結果，

對于主體結構，封閉式房屋中間區的體型系數：

算例一，跨度L＝24m，高度H＝8m，L/H=3.0, 50年一遇基本風壓 W0＝

0.50KN/m2，地面粗糙度B類，恒載 0.30KN/m2，活載 0.50KN/m2。

1、按GB50009取用風荷載體型系數：

左風左柱彎矩圖：

彎矩包絡圖：

2、按CECS102 取用風荷載體型系數：

左風左柱彎矩圖：

彎矩包絡圖：

3、對比彎矩內力值。

兩種情況下

對于屋面梁構件，由于《門規》風荷載體型系數為-1.0和-0.65（風吸力）比《荷

載規范》的（-0.60和-0.50）要大的多，從計算結果可以看出，風載產生的梁端

彎矩《門規》計算結果要比《荷載規范》計算結果大46％。

荷載取值 左風荷載工況下彎矩值 工況組合包絡彎矩值

序

算例信息

恒活風

號

荷規 門規 比值 荷規 門規 比值

載 載 載

L=18m;

+187.4 +135.7 1.38

算

H=9m;

例0.3 0.3 0.7 -167.1 -156.6 1.07

L/H=2.0;

一

-174.2 -159.6 1.09

I=1/10;

L=18m;

+245.5 +215.1 1.14

算

H=9m;

例0.5 0.5 0.5 -119.3 -111.9 1.07

L/H=2.0;

二

-76.9 -66.4 1.16

I=1/10;

L=18m;

+141.3 +141.3 1.00

算

H=4.5m;

例0.3 0.3 0.7 -87.8 -109.4 0.80

L/H=4.0;

三

-60.8 -91.1 0.67

I=1/10;

L=18m;

+223.9 +223.9 1.00

算

H=4.5m;

例0.5 0.5 0.5 -62.7 -78.2 0.80

L/H=4.0;

四

-6.1 -15.5 0.39

I=1/10;

結語：

從體型上來講，《門規》主要是針對門式剛架低矮房屋，其風荷載體型系數也是根據這一類

型建筑房屋的試驗數據提出的。對于《門規》風荷載體型系數取用的適用范圍，《門規》附

錄A.0.2中有明確交代。對于門式剛架輕型房屋，當其屋面坡度不大于10度、屋面平均高

度不大于18m、房屋高寬比不大于1、檐口高度不小于房屋的最小水平尺寸。符合這些條件

的房屋可以按《門規》附錄A相關規定進行風荷載計算。形象的講，這些體型的房屋都是“趴”

在地面上的，對于其它體型的建筑房屋，比如“站”在地面上的房屋，其風荷載體型系數可按

《荷規》規定取用。

《門規》附錄A條文說明中明確指出，當柱腳鉸接且剛架的L/H小于2.3和柱腳剛接且L/H

小于3.0時，采用《荷規》風荷載體型系數進行剛架設計偏于安全，而在其它情況下，按《荷

規》風荷載體型系數計算所得控制截面的彎矩嚴重不安全。

其中有一個問題要注意，按《門規》風荷載體型系數計算時，風荷載基本風壓應乘以調整系

數1.05。這是因為國內外50年一遇基本風壓取用差異造成的。而按《荷規》取用體型系數

時，則無需再考慮1.05的調整系數。