具体项目基本风压的插值选取优化

风荷载是结构设计必须考虑的荷载工况，基本风压w0是其中最重要的参数。作为前处理菜单中的一个系统性参数，基本风压取值对整体结构布置、构件截面设计、外围护设计（如：幕墙、门窗）等的影响都是广泛全面的，对成本造价的影响也远超后续施工图阶段中部分构件的截面配筋优化，值得对其进行全面及深入的分析研究。《风荷载重现期和设计使用年限》一文论述了从时间角度考虑对基本风压进行了优化取值，另外从空间角度出发也可以对基本风压w0进行优化，以下将展开具体论述。

根据《荷载规范》，风荷载标准值，是以基本风压w0为基准，再乘以一系列调整系数后得到的。

基本风压w0，是根据气象站历年来的最大风速记录，按基本风速的标准要求，将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地10m高，自记10min平均最大风速数据，经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为基本风速v0，再按贝努利公式计算得到：w0=1/2pv²,取空气密度p=1.25kg/m³可得，w0=v0²/1600。

国标《荷载规范》的基本风压，是以城市作为最小划分单元来提供的。如下图所示：

全国各地的大小城市和地区非常多，表E.5不可能全部罗列。对于没有列入表中的城市或地区，国标规范也提供了一些解决措施，如：通过当地年最大风速计算，参考邻近地区数据、并考虑气象和地形等影响，比照风压分布图近似确定等。这是针对工程建设地点分布广泛、千差万别的实际情况，提供的可行方法之一。

也有些地区，编制了本省本市的荷载规范，将基本风压的最小划分单位细化到区县级，更符合实际情况、也更便于设计细化取值。如：《广东省荷载规范》等，

但实事求是地说，对于具体项目的单点而言，区县级范围还是偏大了。比如广州市南沙区，表中50年一遇的基本风压为0.6kPa；而风压分布图中，其取值约0.6~0.7kPa相差约15%；

再如深圳市龙岗区，查表50年一遇的基本风压取0.75kPa；而风压分布图中，其取值约0.6~0.9kPa相差约50%；

从以上截图可知，按城市级或区县级取基本风压，对具体项目而言还是偏粗略的。高层或超高层建筑、幕墙围护结构、大跨度公建等，风荷载都是主控因素，基本风压取值偏小会有安全隐患、取值偏大会导致成本增加。如何根据具体工程地点细化选取基本风压，保证结构设计安全可靠、经济合理，值得深入探讨研究。

采用当地气象风速数据推算、或者参照邻近地区的基本风压，是规范推荐方法之一，但相关数据较难获取、权威性也易被质疑，实施难度较大。

利用规范提供的风压分布图进行插值计算，也是规范推荐方法，具有图表数据容易获取、有规范支持、权威性高等优势，相对容易实施及认可。以下就结合实际案例介绍该方法的实用操作步骤：

一、某项目建设地点在深圳市龙岗区的爱联地铁站旁，原设计基本风压按“深圳市”查表取为0.75kPa。经查地图可知建设地点位于龙岗区偏北侧、离城区较远，对比“广东省高规”附录B的广东省风压分布图（当时省荷载规范尚未颁布实施、无法利用更精细的深圳市风压图），初步判定基本风压介于0.65~0.70kPa。通过精细化设计，利用cad软件将“风压分布图”和“地图”截取并排布置、调整为相同比例后，将建设地点准确投影到风压图上，最终确定其准确基本风压值约为0.66kPa（施工图设计时，因该做法在当地是首次使用、接受理解上有个渐进过程，经多方沟通协调后，均同意取为0.65及0.7的中间值0.68kPa，比原取值0.75kPa降低约10%，为结构构件的设计优化奠定了良好基础）。因论证依据充分合理，最后也顺利通过施工图审查。截图示意如下：

二、某项目建设地点在广州市番禺区的广州火车南站附近，为大型公建、外形较复杂需做风洞试验。试验单位拟按《广东省高规》的“广州市番禺区”取为0.6kPa。经查地图可知建设地点位于番禺区偏北侧、离区中心较远，对比“广东省荷载规范”的广州市风压分布图，初步判定基本风压应略大于0.55KPa。通过精细化设计，利用cad软件将“风压分布图”和“地图”截取并排、调整为相同比例后，将建设地点准确投影到风压图上，最终确定其基本风压值为0.56kPa、较原取值降低约7%（因广州市行政区域有改动调整，地图区域与风压图不完全对应，先行对地图进行了调整和拼图处理）。因论证依据充分合理，风洞单位也予以采纳用于试验，风洞报告数据提供结构设计使用后，顺利通过超限审查和施工图审查。截图示意如下：

还有其它实际工程项目，也采用类似的精细化设计，降低了原基本风压的设计取值。

房地产进入微利阶段，对成本造价要求也越来越严格。设计人员经常面对时间赶任务重、限额设计要求高等实际问题，怎样能多快好省地完成任务就值得深思和有所选择偏重。像风荷载的基本风压等，是前处理的整体设计参数之一，对结构构件设计的影响是全方面的，对其进行细化优化所花费的时间和精力不算多、但节省效果明显、远超施工图设计阶段某类或部分构件的截面优化，能起到事半功倍的作用。通过列图对比法细化具体项目的风压取值，可以在满足规范保证安全的前提下，为后续的结构分析和施工图设计的优化奠定良好的基础，取得较好的经济效益，值得在结构设计中逐步推广应用。

综合上述分析结果，对具体工程的基本风压取值建议如下：

宜进行精细化设计。在地图上对建设地点进行具体定位，跟风压分布图作初步对比后可粗略判断其取值范围；如果跟查表值基本相同的，可直接查表采用，如果有较大出入的，则进行更详细的截图对比，确定其基本风压作为结构设计的合理依据。

知识点：具体项目基本风压的插值选取优化

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