某构筑物，拟建高度为60m，拟采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，质量和刚度沿高度分布比较均匀，对风荷载不敏感，方案阶段有如题图所示两种外形平面布置方案。假定，在如图所示的风荷载作用方向两种结构方案的基本自振周期相同。当估算局部表面风荷载时，试问，方案（a）和方案（b）相同高度迎风面AB间平均单位面积风荷载比值，与下列何项数值最为接近（　　） 提示：按《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）作答。A. 1：2B. 1：1.5C. 1：0.9D. 1：0.8

由《建筑结构荷载规范》表7.3.1，建筑体型系数us如题图所示：
根据《建筑结构荷载规范》式（7.1.1-1）， 34.0m高度处每平方米风荷载标准值按下式计算：
wk=βzusuzw0
34.0m高度处垂直于风向的建筑投影宽度内每米风荷载标准值为
Wk=1.6x（11.042x2x1.0-4.850x2x0.7+31.784x0.5）x1.55x0.55kN/m=42.54kN/m
风荷载沿建筑高度呈倒三角形分布，结构基底剪力标准值为
Vk=0.5x42.54x34.0kN=723.2kN

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第3.4.5条及条文说明，结构平面布置应减小扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。结构扭转为主的第一自振周期T1与平动为主的第一自振周期T1之比不应大于0.9（A级高度建筑）。故位移和周期应应满足下列条件：

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）第5.1.4条规定，当抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g时，水平地震影响系数最大值

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）表8.2.1，由于建筑物高度为：H＝58m，查得风压高度变化系数为：
　　μz＝1.62＋[（58－50）/（60－50）]×（1.71－1.62）＝1.692
　　题中已给出风振系数为：βz＝1.402。
　　根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）附录B第B.0.1条，该建筑体型系数为：
　　μs＝μs1＋μs2＝0.8＋0.48＋0.03H/L＝0.8＋0.48＋0.03×58/60＝1.309
　　根据《荷规》第8.1.1条，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，计算主要受力结构时，应按下式计算：
　　ωk＝βzμsμzω0
　　因此屋顶A处垂直于建筑物外墙表面的风荷载标准值为：
　　ωk＝1.402×1.309×1.692×0.65＝2.02kN/m2
　　选项中与结果最接近的是2.0，因此答案选B项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查以下内容：
　　①风荷载取值标准计算方法；
　　②垂直于建筑物表面的风荷载标准值的简单计算；
　　③理解风荷载标准值计算的有关系数的意义及计算；
　　④正确理解并应用风荷载的体型系数。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据《荷规》表8.2.1，确定风压高度变化系数μz；
　　②根据《高规》附录B第B.0.1条，计算风荷载体型系数μs；
　　③根据《荷规》第8.1.1条，垂直于建筑物表面的风荷载标准值为：wk＝βzμsμzw0。

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）第5.1.4条规定，特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用，题中设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅳ类，查表5.1.4-2，得：Tg＝0.75s。
根据第5.2.1条规定，顶部附加水平地震作用按下式计算
ΔF10＝δ10·FEK
根据表5.2.1，Tg＝0.75s，T1/Tg＝1.2/0.75＝1.6＞1.4，查表可得顶部附加作用系数：δ10＝0.08T1－0.02＝0.08×1.2－0.02＝0.076
代入数据计算，得：ΔF10＝12600×0.076＝957.6kN。故B项最为接近。

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）第8.2.2条规定，对于山坡顶部的修正系数为：



其中，k为系数，对山坡取1.4；α为迎风面一侧的坡度，



故山坡顶部的修正系数为：



地面粗糙度类别为B类，根据第8.2.1条表8.2.1可知，风压高度变化系数为：



考虑地形条件系数后的风压高度变化系数则为：μZ=1.58×1.505=2.38。由此可知，B项数值最为接近。

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）第8.3.1条第1款规定，围护构件局部风压体型系数，对于正压区，按表8.3.1采用；查表8.3.1第30项可知，对方案a，有μs＝0.8；对方案b，有μs＝0.8，则方案a和方案b相同高度迎风面中点处单位面积风荷载比值为：wka/wkb＝0.8∶0.8=1∶1。由此可知，C项数值最为接近。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第4.2.1条规定，主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积，垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算
ωk＝βz·μs·μz·ω0
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第4.2.2条规定，对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用，即ω0＝1.1×0.6＝0.66kN/m2。
根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）表8.2.1，查表得：μz＝2.0。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）附录B.0.1条第3款，正反向μs：
Y方向高度100m处每米正向风荷载为：
ωk＝1.5×（0.8×80＋0.6×10×2＋0.5×60）×2.0×0.66＝210.0kN/m
Y方向高度100m处每米反向风荷载为：
ωk＝1.5×（0.8×10×2＋0.9×60＋0.5×80）×2.0×0.66＝217.8kN/m
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第5.1.10条规定，高层建筑结构进行风作用效应计算时，正反两个方向的风作用效应宜按两个方向计算的较大值采用，故取ωk＝217.8kN/m。
则倾覆弯矩标准值为：M0k＝0.5×217.8×1002×2/3＝72600kN·m。

侧向刚度比可近似按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第5.3.7条及附录E.0.1条规定的楼层等效剪切刚度比计算，



根据第5.3.7条规定，地下室顶板处不能作为上部结构整体分析模型的嵌固部位；根据第7.1.4条规定，嵌固部位下移至基础顶面处。故嵌固部位处产生的倾覆力矩标准值为：



由此可知，C项数值最为接近。

解答：根据《荷规》第8.1.1条，wk=βzμsμzw0两个方案中的βz、μz、wo都相同，仅凡不同，根据《荷规》表8.3.1第30项，可计算得总体体型系数分别为：

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）第8.1.1条规定，风荷载标准值



a、b两个方案中的βz、μz、W0都相同，仅风荷载体型系数μz不同。
根据第8.3.1条表8.3.1第30项可知，a、b两个方案的总体体型系数分别为：



故平均风荷载标准值之比为：



由此可知，D项比值最为接近。

具体计算如下：
①框架总抗侧移刚度D值为：




②楼层平均高度为：



③框架平均总刚度为：



④剪力墙平均总刚度为：



⑤总刚度特征值为：



⑥结构顶点假想位移
把各楼层重力荷载折算成连续均布荷载，有：q=∑Gi/H=89500/39.3=2277.35kN/m；
当λ=1.20时，位移系数ψu=8.07，结构顶点假想位移为：μT=ψuqH4/100EIw=8.07×2277.35×39.34/100×1515.69×106=0.289m；
⑦结构基本自振周期
根据《高层建筑混凝土结构技术规范》（JGJ 3—2010）第4.3.17条及附录C式（C.0.2）计算，取自振周期折减系数为：ψT=1.0，故结构基本自振周期为：



由此可知，B项数值最为接近。

根据《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ 99—98）第4.3.4条式（4.3.4-4）计算，顶部附加地震作用系数为：



根据第4.3.4条式（4.3.4-3）计算，顶部附加地震作用为：ΔFn=δnFEk=0.15989×10000=1598.9kN；则顶层总水平地震作用标准值为：



由此可知，A项数值最为接近。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第4.2.1条规定，主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积，垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算
ωk＝βzμsμzω0
根据已知条件，两个方案中的βz、μz、ω0都相同，仅μs不同。
根据第4.2.3条规定，计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs可按下列规定采用：
对于圆形平面建筑，取μsa＝0.8；
对于正多边形，可根据式（4.2.3）计算，得：



故ωka：ωkb＝μsa：μsb＝0.8：1.22≈1：1.52。
C项最为接近。

根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)第7.3.3条第1款，围护构件局部风压体型系数，对于正压区，按表7.3.1采用。查表7.3.1项次30，对方案a，有μs=0.8；对方案b，有μs=0.8，则Wka/Wkb=1:1。

（D）

根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）第8.1.1条规定，风荷载标准值为：



根据第8.2.1条及题意可知，本工程地面粗糙度类别为B类；根据表8.2.1可知，风压高度变化系数为：



根据第8.6.1条表8.6.1可知，风振系数为：



根据第8.3.3条及8.3.1条规定，可确定该楼迎风面局部体型系数为：



故屋顶高度处中间部位迎风面围护结构的风荷载标准值为：wk=1.558×1.0×1.580×0.65=1.60，由此可知，B项数值最为接近。

侧向刚度比可近似按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第5.3.7条及附录E.0.1条规定的楼层等效剪切刚度比计算，



根据第5.3.7条规定，地下室顶板处不能作为上部结构整体分析模型的嵌固部位；根据第7.1.4条规定，嵌固部位下移至基础顶面处。故嵌固部位处产生的倾覆力矩标准值为：



由此可知，C项数值最为接近。