
风压(Wind Pressure) 指风以一定速度流动时,垂直作用于物体表面单位面积上的力。它是空气动力学和建筑工程中的重要参数,反映了风对结构物产生的压强,直接影响建筑物的稳定性、桥梁设计、飞行器性能等领域。其国际标准单位为帕斯卡(Pa),计算公式可表示为:
$$ P = frac{1}{2} rho v $$
其中:
基本风压(Basic Wind Pressure)
指空旷平坦地面、离地10米高处,根据50年一遇的10分钟平均最大风速计算的风压值。该参数是建筑结构抗风设计的基准依据,需结合当地气象数据与地形修正系数确定。
风荷载(Wind Load)
风压在实际工程中的等效作用力,需考虑结构形状、高度、风振效应等因素。例如高层建筑的风荷载计算需乘以风振系数(( beta_z ))和体型系数(( mu_s )),公式为:
$$ W_k = beta_z mu_s mu_z W_0 $$
其中 ( W_0 ) 为基本风压,( mu_z ) 为风压高度变化系数。
中国国家标准,明确风压取值方法与荷载计算细则。
ASCE/SEI 7-22: Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures 详细定义风压模型与设计流程。
ISO 4354: Wind actions on structures 提供全球通用的风压计算框架。
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风压 | Wind Pressure |
基本风压 | Basic Wind Pressure |
风荷载 | Wind Load |
风振系数 | Gust Response Factor |
风压高度变化系数 | Height Variation Coefficient of Wind Pressure |
风压是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力,其核心概念和影响因素可归纳如下:
风压由空气流动产生的动压和静压变化共同构成。当气流遇到障碍物(如建筑物)时,动压下降而静压升高,侧面和背面则因涡流导致静压下降,这种压力变化统称为风压。
标准风压公式为: $$ P = 0.5 cdot rho cdot v $$ 其中:
该公式表明风压与风速平方成正比,例如风速从10m/s增至12m/s,风压会从约12kg/m²升至49kg/m²。
更多专业参数(如空气密度修正、位压计算)可参考工程手册或等权威来源。
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