建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積計(jì)算方法研究

徐思遠(yuǎn)

(紹興市上虞區(qū)氣象局， 浙江紹興 312300)

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建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積計(jì)算方法研究

徐思遠(yuǎn)

(紹興市上虞區(qū)氣象局， 浙江紹興 312300)

在對(duì)建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)時(shí)，首先需要計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，而年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的計(jì)算中，需要對(duì)建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積進(jìn)行計(jì)算，由于建筑物的形狀千變?nèi)f化，截收相同雷擊次數(shù)的等效面積大多用手工計(jì)算比較麻煩。文章根據(jù)實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)的“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的投影形狀，進(jìn)行研究分析得出相應(yīng)的計(jì)算公式，然后編制一個(gè)計(jì)算程序，就能快速計(jì)算建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積。

截收雷擊；等效面積；計(jì)算研究

本文根據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求及建筑物在地平面上的不同投影，分別研究“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種圖形的計(jì)算方法。

本文約定：L為建筑物長(zhǎng)度；W為建筑物寬度；H為建筑物高度；

P1為評(píng)價(jià)建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)且在hr=100 m(或hr=H)的保護(hù)范圍外的等高或較矮建筑物與評(píng)價(jià)建筑物平行的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度總和；

P2為評(píng)價(jià)建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)比評(píng)價(jià)建筑物高的建筑物與評(píng)價(jià)建筑物平行的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度總和；

n1為處于評(píng)價(jià)建筑物對(duì)角2D(或2H)范圍內(nèi)且在hr=100 m(或hr=H)的保護(hù)范圍外的等高或較矮建筑以其在擴(kuò)展扇形上的投影弧段所對(duì)應(yīng)的角度總和；

n2為處于評(píng)價(jià)建筑物對(duì)角2D(或2H)范圍內(nèi)比評(píng)價(jià)建筑物高的建筑物以其在擴(kuò)展扇形上的投影弧段所對(duì)應(yīng)的角度總和。

1　投影為矩形

投影為矩形時(shí)等效面積計(jì)算示意見圖1。

圖1　“矩形”等效面積計(jì)算

1.1高度小于100 m

當(dāng)建筑物的高度小于 100 m時(shí)，其每邊的擴(kuò)大寬度D按式(1)計(jì)算：

(1)

建筑物的等效面積應(yīng)按下式計(jì)算：

(2)

1.2高度等于或大于100 m

當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時(shí)，其每邊的擴(kuò)大寬度應(yīng)按等于建筑物的高計(jì)算；建筑物的等效面積應(yīng)按下式計(jì)算：

(3)

2　投影為“L”形

投影為“L”形時(shí)等效面積計(jì)算示意見圖2。

圖2　“L形”等效面積計(jì)算

2.1當(dāng)建筑物的高度小于100 m時(shí)

(1)當(dāng)D≤W2≤L2時(shí)，建筑物的等效面積應(yīng)按下列公式計(jì)算：

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+L3+W1+W2+W3)

(2)當(dāng)D>W2上式不適用。

2.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時(shí)

(1)當(dāng)H≤W2≤L2時(shí)，建筑物的等效面積應(yīng)按下式計(jì)算：

(5)

(2)當(dāng)H>W2上式不適用。

3　投影為“凹”形

投影為“凹”形時(shí)等效面積計(jì)算示意見圖3。

圖3　“凹”形等效面積計(jì)算

3.1當(dāng)建筑物的高度小于 100 m時(shí)

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+

(6)

3.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時(shí)

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+2W1+

(7)

4　投影為“回”形

投影為“回”形時(shí)等效面積計(jì)算示意見圖4。

圖4　“回”形等效面積計(jì)算

4.1當(dāng)建筑物的高度小于100 m時(shí)

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+ L2+W1+W2)

(8)

4.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時(shí)

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+L2+

(9)

5　結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際工作中經(jīng)常用到計(jì)算“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的截收相同雷擊次數(shù)的等效面積，研究其計(jì)算方法推導(dǎo)出響應(yīng)的計(jì)算公式可以提高工作效率。計(jì)算公式推導(dǎo)中引進(jìn)了P1、P2、n1、n2四個(gè)參數(shù)，考慮了評(píng)價(jià)建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)比評(píng)價(jià)建筑物低或等高(或高)的建筑物對(duì)截收相同雷擊次數(shù)等效面積的影響，推導(dǎo)出的計(jì)算公式具有普遍適用意義。

[1]GB 50057-2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]梅衛(wèi)群, 江燕如. 建筑防雷工程與設(shè)計(jì)[M]. 3版.氣象出版社, 2009.

徐思遠(yuǎn)(1956～)，男，大專，工程師，從事氣象防雷研究。

TU895

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[定稿日期]2016-03-20