结构风荷载

本书包含了十五章内容：风暴及风致破坏的特性，设计风速和结构安全性预测，强风特征及湍流，基本钝体空气动力学，共振动力响应和等效静力风荷载分布，内压，强风及风荷载的实验室模拟，低矮建筑，高层建筑，大跨屋盖和露天运动场，塔、烟囱和桅杆，桥梁，输电线，其他结构物，风荷载规范和标准。

译者序
第2版前言
第1版前言
第1章风暴及风致破坏的特性
1.1引言
1.2与气象有关的问题
1.3风暴的类型
1.4风灾
1.5风致残骸
1.6风灾损失预测
1.7总结
1.8后续章节和附录
参考文献
第2章设计风速和结构安全性预测
2.1引言
2.2极值分析原理
2.3极值风估计的极值I型分布
2.4阈值法
2.5风速母体分布
2.6风荷载与结构安全性
2.7总结
参考文献
第3章强风特征及湍流
3.1引言
3.2平均风速剖面
3.3湍流
3.4风速的地形修正
3.5地形变化
3.6其他资料
3.7总结
参考文献
第4章钝体空气动力学基础
4.1钝体周围的绕流
4.2风压和风力系数
4.3平板和墙
4.4矩形柱
4.5圆柱体
4.6脉动风力和风压
4.7总结
参考文献
第5章共振响应与等效静力风荷载分布
5.1引言
5.2共振响应的基本原理
5.3随机振动或频谱方法
5.4等效静力风荷载分布
5.5气动弹性力
5.6风荷载引起的疲劳
5.7总结
参考文献
第6章内压
6.1引言
6.2迎风墙上开单个洞
6.3迎风墙和背风墙开多个洞
6.4名义上封闭的建筑物
6.5内压的模拟
6.6总结
参考文献
第7章强风及风荷载的实验室模拟
7.1引言
7.2风洞
7.3自然风的模拟
7.4结构风效应模拟
7.5局部风压的测量
7.6结构的整体荷载和响应的模拟
7.7阻塞效应及其修正
7.8计算风工程
7.9总结
参考文献
第8章低矮建筑
8.1引言
8.2研究历史
8.3低矮建筑风荷载的一般特性
8.4坡屋盖建筑
8.5多跨建筑
8.6女儿墙对低矮建筑的影响
8.7建筑长度的影响
8.8内压
8.9总结
参考文献
第9章高层建筑
9.1引言
9.2研究历史
9.3高层建筑的绕流
9.4覆层风压
9.5整体荷载和动力响应
9.6顺风向和横风向响应的组合
9.7扭转荷载及响应
9.8干扰效应
9.9阻尼
9.10个案研究
9.11总结
参考文献
第10章大跨度屋盖和体育场
10.1引言
10.2大跨度屋盖结构周围的流场
10.3拱形屋盖和穹顶屋盖
10.4等效静力风荷载分布
10.5风洞试验
10.6试验案例
10.7总结
参考文献
第11章塔、烟囱和桅杆
11.1引言
11.2研究历史
11.3塔截面的基本阻力系数
11.4细长塔的顺风向动力响应
11.5细长塔的横风向响应
11.6冷却塔
11.7拉线桅杆结构
11.8风力发电塔
11.9案例研究
11.10总结
参考文献
第12章桥梁
12.1引言
12.2桥梁的基本风力系数
12.3大跨度桥梁的动力响应特性
12.4风洞试验技术
12.5桥梁拉索的振动
12.6案例研究
12.7总结
参考文献
第13章输电线
13.1引言
13.2结构响应和风荷载计算
13.3输电线系统的风险模型
13.4总结
参考文献
第14章其他结构
14.1引言
14.2墙体和广告牌
14.3开敞式屋盖和穹顶
14.4建筑的附属物
14.5天线
14.6照明灯架和泛光源
14.7工业综合体和海洋平台
14.8总结
参考文献
第15章风荷载规范和标准
15.1引言
15.2总条款
15.3基本风速或风压
15.4风速修正因子
15.5建筑物外压
15.6建筑物内压
15.7屋盖风压系数
15.8其他形状和截面的力系数
15.9动力响应计算
15.10展望
参考文献
附录
附录A术语
附录B符号表
附录C与风工程有关的概率分布
C1引言
C2基本定义
C3母体分布
C4极值分布
C5其他概率分布
参考文献
附录D极值风气候——全球数据
D1强风的强度等级系统
D2各个国家和地区统计数据
参考文献
附录E结构固有频率的一些近似公式
参考文献
附录F等效静力荷载法在简单结构中的应用
F1引言
F2风压数据
F3总升力和总阻力的等效静力荷载
F4讨论
F5结论
参考文献

第2版前言《结构风荷载》第1版已经出版5年多了。在此期间，大幅增加的灾难性风暴对世界很多地方造成了巨大的影响，结构抗风设计的重要性日趋显著。特别是2004年和2005年在美国南部沿海连续两年发生的前所未有的飓风季，更进一步强调了结构抗风设计的意义。
    尽管第2版没有改变第1版各章节的主题，但几乎每一章及每一附录都有所修改。在过去的5年中，风工程研究者越来越深刻地认识到雷暴所致强风的重要性。尽管这方面的工作早在20世纪60～70年代就已经开始了，但本书第1版并没有包含这部分内容。本次再版在第1章和第3章中增加了龙卷风和下击暴流的内容，第5章增加了风致结构瞬态动力响应的内容，第7章增加了龙卷风和内压的风洞实验室模拟。
    第8、9、11、12和14章也有所修改或增加，第10、13章未做任何改动，并重新编写了第15章“风荷载规范和标准”。由于第1版涉及的6个主要标准和规范中的4个都在过去5年间进行了较大的修订，其中美国规范ASCE7还被修订了2次，因此完全重写是很有必要的。不过，这一章很快又会滞后的。
    附录D增加了16个国家或地区的极端风基本信息。在此，我对提供这些信息的人深表感谢。
    有些大学采用本书的第1版作为研究生教材，感谢他们在教学过程中提出了有益的建议。在第2版中，日本东京工艺大学的Matsui博士提供了图116，我的女儿Lucy和Julia提供了大部分新图和索引。感谢Integra软件服务有限公司高效的编辑和出版工作，感谢Taylor&Francis出版社对本书再版的支持，并满足了我的大多数要求。
    第1版前言在过去的30～35年里，许多国家在结构风荷载的研究方面取得了重大进展，在该领域的学术期刊和学术会议中发表了几千篇论文。在许多国家，风荷载是结构设计的控制荷载。虽然这方面资料很多，但具有丰富实践经验的风工程工程师并不多，为什么会这样呢？原因可能有很多。其一，该学科是综合性很强的——涉及概率与统计学、气象学、钝体流体力学和结构动力学，这对于那些擅长静力结构设计的工程师来说无疑是个障碍。其二，大学的设计课程中有时会涉及风荷载的规范和设计标准，但除了大学本科最后一年或者研究生的课程外，一般不会安排风工程学科的内容。其三，像许多其他学科一样，风工程专家和学者所用的专业术语对于外行人来说也是个障碍。
    本书是基于我在风工程领域多年的工作经验，针对结构工程师编写的。同时也希望本书能应用于大学的高年级课程中。尽管这个学科中已有一些相关教材，但在本书中我尽力去弥补它们的不足之处：
    给出了所有结构类型（不仅仅是建筑）的风荷载概述；包含了等效静力风荷载计算方法的细节（主要在第5章），这种处理脉动和动力风荷载的方法得到结构工程师的广泛认可，他们习惯于等效静力分析；较为详细地讨论了内压（详见第6章）。
    本书给出了世界范围内的极端风速及设计风速的概况（附录D），这可能是首创的，但却是重要的一步，并且在以后需要进一步发展。如今的项目与设计者经常不在同一个国家，这种需求将随着国际贸易（包括工程服务）的不断发展变得越来越重要。
    我尽量少用数学方面的知识，把重点放在物理原理上，但有些章节（如第5章）必须使用一定数量的数学公式，希望这些数学公式没有掩盖其物理原理。在第一遍阅读时，读者可以跳过这些内容。
    30多年里，这个领域许多杰出的学者和同行所做的工作也深深地影响着我，无法在此一一列举，但大多数可在每章的参考文献中找到。他们对本书的出版给予了帮助：KCSKwok教授撰写了159节的大部分内容；John Ginger博士、Michael Syme、Ignatius Calderone 博士 和 Jannette Frandsen 博士校核了部分手稿；Heather Fordham、Paul Bowditch、Maryjeanne Watt 和 Harry Fricke 绘制了书中的图表；Shob Narayan 输入了准入信息，Elizabeth Gray协助整理了索引，对他们的帮助深表感谢！同时感谢EFand NSpon 的工作人员耐心等待手稿的交付。
    我非常希望收到读者建设性的评论和建议。
    John DHolmes澳大利亚 Menton