中印风荷载规范在火力发电厂设计中的对比分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇中印风荷载规范在火力发电厂设计中的对比分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：改革开放三十年来，中国经济发生翻天覆地的变化，各行各业也得到了蓬勃发展，工程建设行业纷纷走向国际市场。印度是一个巨大的市场，基础设施的建设存在巨大的市场。在国内各大公司进军印度市场的设计市场时，不免会遇到印度规范的问题。本人参与多年的印度电厂的设计工作，对印度结构规范有了一些了解，本文就中印风荷载规范在火力发电厂设计进行对比分析，希望对大家在进军印度设计市场时有点帮助。

Abstract: For the three decades since the reform and opening up, China's economy has undergone great changes, businesses have been booming, construction businesses entered the international market. India is a huge market, especially the construction of infrastructure market, Major domestic companies enter the design market of Indian market will inevitably encounter the Indian norms. I am involved in the design of power plants in India for many years and have some understanding of the structure to work norm in India. The paper analyzed and compared specifications for wind loads in India and China in the thermal power plant design in hope to provide a little help for entering Indian design market.

关键词：风荷载；基本风速；基本风压；记录时距

Key words: wind load；basic wind speed；basic wind pressure；record time interval

中图分类号：TM62 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0309-02

0引言

本文通过对中国《建筑结构荷载规范》GB5009-2001和印度《CODE OF PACTICE FOR DESIGN LOADS（OTHER THAN EARTHQUAKE）FOE BUILDINGS AND STRUCTURES》IS：875-1987PART 3规范中关于风速和风压计算的对比，提供了中印规范间的风速换算方法及两种规范之间基本风压的转换系数，以供今后设计参考。通过一个钢结构主厂房的风压计算例题，得出两种规范风压标准值的差异，并提出在应用印度规范中应注意的问题。

1基本风速的对比

中国《建筑结构荷载规范》GB5009-2001基本风速的定义：离地10米高，记录时距为10分钟，重现期为50年的最大风速。印度IS：875-1987PART 3规范中规范基本风速的定义：地面暴露类别为II类的开阔场地，离地10米高，记录时距为3秒钟，重现期为50年的阵风风速。

由此看出，两国规范在基本风速的定义上，离地高度、重现期都是相同的，仅在记录时距上是不同的，因此，两国基本风速的相互转换，就是把不同时距的风速换算成相同时距的风速。

按照印度规范IS 802（part 1/Sec 1）：1995中给出记录时距从3秒钟转换成10分钟的基本风速，除以1.375的系数。

中国印度规范基本风压与风速的关系是相似的。中国规范中，由基本风速转换成基本风压，再考虑风振系数、风荷载体型系数、风压高度变化系数等最终转化成风荷载标准值；印度规范中，由基本风速考虑风险系数、风压高度变化系数、地形系数等转化成设计风速，再考虑体型系数转化成风荷载标准值。 可以归纳成：

中国规范：基本风速――基本风压――风荷载标准值。

印度规范：基本风速――设计风速――风荷载标准值。

2地面粗糙度划分的对比

中国规范的地面粗糙度分为A、B、C、D四类，具体详见中国《建筑结构荷载规范》GB50009-2001：

印度规范的地面粗糙度分为1、2、3、4四类：

1类指地形比较开阔、周围的建构筑物的平均高度小于1.5m；包括海滨以及开阔的无树的平原；2类指地形比较开阔、周围的建构筑物的高度在1.5m到10m之间；包括田野、敞开的公园、不发达的城镇和城郊；3类指周围有封闭的建筑物，高度在10m以下，周围或者有独立的比较高的建筑物；包括茂密的森林、比较发达或者发达的郊区、城镇和工业区；4类指周围有比较数量多的高大的封闭空间的建筑物；包括大城市的中心区、或者发达的工业区（有25m以上的障碍物）。

建筑物自身可以分成A、B、C三类：A类指建筑物的最大尺寸小于20m；B类指建筑物的最大尺寸在20m与50m之间；C类指建筑物的最大尺寸大于50m；印度规范IS：875-1987PART3对地面粗糙度、高度和结构尺寸系数K2有详细的表格说明。

从中国和印度标准关于地面粗糙度和暴露类别的划分和对应规范的条文说明可以得出两者是一一对应的关系。

3中国和印度标准风压的计算

3.1 中国规范风荷载的标准值：

①当计算主要承重结构时wkchina=βzμsμz w0china

式中：wkchina-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；w0china-基本风压（kN/m2）。

②当计算维护结构时

wkchina=βgzμsμzl w0china

式中βgz-高度z处的阵风系数；μsl-局部风荷载体型系数。

3.2 印度规范风荷载的速度压力：Vz=Vb*k1*k2*k3；Pz=0.6*Vz2。

式中：k1-风险系数（见IS：875规范中见5.3.1）；k2-地面粗糙度、高度和结构尺寸系数；k3-地形系数（见IS：875规范中见5.3.2.4）；Vb-基本风速；Vz-设计风速（m/s）。

①当计算主要承重结构时设计风压：F=（Cpe-Cpi）A pd

式中：Cpe-外部压力系数；Cpi-内部压力系数；A-结构单元或者围护单元的表面积；Pd-设计风压。

②风阵系数： 印度规范中，柔软的纤细结构和结构构件应该考虑风振的影响，一般情况下，建筑物的高度与最小的水平尺寸的比值大于5或者建筑物的第一阵型的固有频率小于1Hz的情况下，需要考虑风振系数：G=1+gtr

式中：G-风振系数；gt-峰值系数；r-粗糙系数；B-背景系数；S-尺寸折减系数；E-在固有频率下的风能；-阻尼系数：=。

4通过某工程进行中印规范风压计算的对比

主厂房外型尺寸如下：长度80米，宽度44.5米，高度31.6米，局部高度50米。

4.1 中国规范风压计算：

①按印度规范提供的基本风速（地面暴露类别为2类的开阔场地，离地10米高，记录时距为3秒钟，重现期为50年的阵风风速）：V3I=50m/s，由前面的中印规范风速转换的公式V3I/V600CHINA=1.375，得到对应中国规范的风速V600CHINA=V3I/1.375=36.36 m/s。

②中国规范的基本风压：W0china=0.625 V0china2=0.625×36.362=0.826kN/m2。

③标书中按印度规范提供地面粗糙度类别为2类，对应中国标准地面粗糙度类别为B类。

④风荷载体型系数μs根据《建筑结构荷载规范》表7.3.1和《主厂房荷载规范》。

⑤风压高度变化系数μz根据《建筑结构荷载规范》表7.2.1。

⑥风振系数βz，按《建筑结构荷载规范》公式7.1.1-1确定风振系数βz：

z=1+

-脉动增大系数；v-脉动影响系数；z-振型系数；z-风压高度变化系数， 按《建筑结构荷载规范》表7.4.3确定。

由钢结构厂房的计算结果可知，厂房南北向的周期T1NS=0.844秒，厂房东西向的周期T1EW=1.219秒，基本风压W0china=0.826KN/m2。由表7.4.3中的对于南北向W0chinT21NS=0.826*0.8442=0.588；对于东西向W0chinT21EW=0.826*1.2192=1.227；查表7.4.3可得脉动增大系数，对于南北向NS=2.35；对于东西向EW=2.59。

按《建筑结构荷载规范》表7.4.4-3确定：对于南北向：H/B=30/80=0.375，vNS=0.42，H/B=50/80=0.625，vNS=0.42；对于东西向：H/B=30/30=1，vEW=0.46，H/B=50/14.5=3.448，vEW=0.506；H/B=30/44.5=0.675， vEW=0.434，H/B=50/44.5=1.12，vEW=0.464。

z按《建筑结构荷载规范》附录F中的表F.1.2确定。

z按《建筑结构荷载规范》附录F中的表7.2.1确定。

⑦中国规范不同高度的风压可以按照此方法一步一步进行计算。

4.2 印度规范风压计算：①标书中按印度规范提供的基本风速（地面暴露类别为B类的开阔场地，离地10米高，记录时距为3秒钟，重现期为50年的阵风风速）V3I=50m/s②为了加强中国规范和印度规范的可比性，对于结构整体设计先忽略封闭结构的内外压的影响，只按照印度规范IS：875 的规定，计算风荷载。③印度规范的设计速度：V3d=k1*k2*k3*V3I。其中：K1按照规范中，对于电厂结构以及50m/S的基本风速，选取1.08的系数；K2是一个系列的数据，具体的见表格；K3选取1.0。

5结论

通过对中国《建筑结构荷载规范》GB5009-2001与印度规范IS：875-1987关于风速和风压计算对比，得出以下结论：

5.1 基本风速的转换：中国规范基本风速vchina的定义：离地10米高，记录时距为10分钟，重现期为50年的最大风速。印度规范基本风速vusa的定义：地面暴露类别为II类的开阔场地，离地10米高，记录时距为3秒钟，重现期为50年的阵风风速。风速的转换系数为：vusa/vchina=1.375。

5.2 中国规范的地面粗糙度类别和印度规范暴露类别对应关系。从中国和印度标准关于地面粗糙度和暴露类别的划分和对应规范的条文说明可以得出两者是一一对应的关系。

5.3 中国风荷载规范和印度风荷载规范的主要差别。①印度规范在风荷载的计算时按照建筑结构的类型和用途考虑了重要性系数，这是与中国规范的差别。②印度规范在风荷载的计算时考虑了内部压力，这是与中国规范的差别。③印度规范在风荷载的计算时屋面的外部压力系数（中国规范的体型系数），不同的区域为不同值，而中国规范是一个确定的值。

5.4 以单框架主厂房为例进行中印规范风压计算对比的结果：迎风面印度规范的风压比中国规范的风压平均大1.35~1.61倍（都不考虑不考虑风阵系数）。背风面印度规范的风压比中国规范的风压平均大1.16~1.36倍（南北）（都不考虑不考虑风阵系数）。侧墙印度规范的风压比中国规范的风压平均大1.56~1.83倍（都不考虑不考虑风阵系数）。屋面印度规范的风压比中国规范的风压平均50米高处大1.31~1.97倍（（都不考虑不考虑风阵系数）。

从上述的对比结果可以看出，印度规范计算的风荷载比中国规范大，其主要原因是风速不同，再者考虑了内部压力。

参考文献：

[1]建筑结构荷载规范[S].中华人民共和国建设部.

[2]CODE OF PRACTICE FOR DESIGN LOADS（OTHER THAN EARTHQUAKE）FOR BUILDINGS AND STRUCTURES, PART3 WIND LOAD,IS:875（PART 3）-1987, BUREAU OF INDIAN STANDARDS.