确定与建筑设计和施工相关的风荷载

本文发表于2013年1月21日的每周网络版 财产和责任资源局 测试您的索赔知识。

确定与建筑设计和施工相关的风荷载

由于美国每年都会发生如此多不同类型的风暴，建筑物设计中包含的适当风荷载量是多少？

结构荷载 规格主要取决于：

• 从先前事件中积累的数据
• 统计发生概率
• 地方政府/地方司法管辖区的解释和建议

如何设计 风荷载 决心，决意，决定

风荷载计算使用 两个因素:

• 基本风速
• Wind Exposure Category (specific to the location of the structure).

该标准基于 The 美国土木工程师学会 标准 7 (ASCE 7)。

风速

基本风速数据是通过对该地区 50 年的气候统计分析进行评估来计算的。那个时期的最高风出现将成为既定的设计风荷载，每年出现的概率为“0.02”。

美国大部分地区的基本风速为每小时 90 英里 (mph)。由于飓风产生的大风，沿海地区的风速要高得多；东海岸的设计风荷载范围从 100 mph 到 190 mph。也有特殊的风区来解释具有较高风荷载的内陆地区。例如，科罗拉多州的前山脉位于“特殊风区”，建筑设计的预定风荷载可能从每小时 90 英里 (mph) 到 180 英里不等。

Wind Exposure Category

Exposure category is based upon ground surface roughness, which is determined from the topography, vegetation, and existing structures. ASCE 7 defines three exposure categories: B, C and D. Wind Exposure Category B is defined as “urban and suburban areas, wooded areas, or other terrain with numerous, closely spaced obstructions having the size of single-family dwellings or larger”. Wind exposure category C is defined as “open terrain with scattered obstructions having heights less than 30 feet. This category includes flat open country and grasslands”. Wind exposure category D is defined as “flat, unobstructed areas and water surfaces. This category includes smooth mud flats, salt flats, and unbroken ice”.

“地方司法管辖区，即地方建筑部门，通常会为其县提供风速和暴露类别的法规。然而，一些司法管辖区将只提供风速，并要求建筑设计师根据具体位置评估暴露类别。许多县将对整个县使用一种暴露类别，其中可能包括人口稠密地区和开放地区。例如，上面的前三张谷歌地球地图都来自科罗拉多州杰斐逊县，它只指定了一次风暴露。与暴露 C 相比，恶劣天气对使用暴露 B 指南建造的结构的影响可能导致超过 50 % 的风荷载损坏，从而导致出现关键结果的可能性。” – Nicole Ellison，PE LEED AP

1995 年之前，佛罗里达州建筑规范（包括 ASCE 7-98、ASCE 7-02 和 ASCE 7-05）将暴露在暴露类别 C 中的暴露于开放水域的飓风多发地区站点包括在内。这是基于可在那时。为了响应较新的研究，这些区域现在被归类为 Exposure D。“通常有多种因素可能导致重大结构故障，包括极端风或风暴事件、设计或细节缺陷以及施工缺陷。在出现结构故障之前，通常不会注意到设计和施工中的缺陷。为了避免这些缺点，设计师必须单独评估每个场地以确定适当的风暴露，然后设计和细化建筑组件以承受预期的风力。承包商必须认真提供经过设计师指定的大风负载测试的建筑材料。建筑材料也必须正确安装以承受高风荷载。” – Nicole Ellison，PE LEED AP