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摘要：通过对FM投保项目设计流程及FM风荷载取值依据的介绍，结合国内规范的荷载取值进行对比分析，并针对天津地区FM投保项目的风荷载计算比较，为本地区其他相关项目的设计提供参考依据。
关键词：FM 风荷载 比较 应用
中图分类号： C39 文献标识码： A
1 概述
天津作为中国经济最发达的城市之一，工商、金融业兴盛繁荣。特别是自2005年天津滨海新区纳入国家“十一五”规划和国家发展战略，并批准滨海新区为国家综合配套改革试验区以来，天津的经济展现出空前活力，并被誉为中国经济第三增长极，吸引了越来越多的外资企业的投资。FM全球公司是工商业保险公司，其结合了保险和工程技术服务，通过工程技术服务来提供资产防损的解决方案，侧重于以防损工程技术为基础的风险管理。FM以其先进的风险防控理念吸引了大批客户，在国外得到广泛的认可。因此，来华投资的很多外资企业在工程项目中仍选择FM保险作为风险防控的手段。但想要通过FM保险，整个建筑体系的设计就必须通过FM认证。因此，想要更好的完成工程设计，满足业主要求，通过FM认证，就必须对FM的相关标准进行深入的了解，并将FM标准与国内规范相关条款进行对比分析，使工程设计既满足FM标准的要求又不与国内规范冲突。FM标准分门别类涵盖了多个专业及建筑的不同部位，本文仅结合笔者参与的FM认证项目中风荷载要求在工程设计中的应用进行探讨。
2 FM投保项目的设计流程
FM投保项目除满足国内规范的要求外，还需严格执行FM的设计标准，并且FM的审查会贯穿整个项目的设计、施工及维护使用等各个阶段。通常每个FM投保项目都会有FM机构指派的工程师专门负责，他会以FM报告的形式在项目的不同阶段给出FM的相关要求。在项目设计之初，FM就会对整个项目提出要求，涵盖建筑、结构、给排水及动力等各个专业。随着项目的推进，FM还会分阶段的给出FM的审查报告，就发现的问题进行反馈，以使其完全符合FM的标准。除了设计过程中的技术把控，最终的成品设计图纸除通过国内的第三方审查外，还需通过FM的审核认证，完全满足FM标准要求后才能用于施工。在施工过程中，FM工程师还会做定期的现场巡检，就发现的问题以FM报告的形式通知各方，并跟踪最终的解决成果，直至项目竣工完成。
3 FM风荷载要求及取值依据
FM对于风荷载的要求适用于维护结构及其连接部件，维护结构一般指屋面板、墙面板、墙筋、檩条、螺钉及抗风夹等，不适用于主结构。FM认可按不同风荷载设计的主结构体系。FM的风荷载取值在FM全球财产损失预防数据表（FM Global Property Loss Prevention Data Sheets）1-28中给了明确的定义，该数据表在FM全球网站上注册后均可下载。该数据表中风荷载的取值是基于美国现行规范ASCE 7-10，即《建筑物和其他结构最小设计荷载》（Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures）并对其进行相关修订的基础上给出的。ASCE-7中基本风速的定义为：“距地10m高，地面粗糙度为C，3s阵风风速，无飓风倾向地区重现期为50年，飓风倾向区的重现期为500年。”FM标准区别于ASCE 7的地方在于：1）对于建筑部件、覆层及次结构均考虑1.15的重要性系数；2）仅在基本风速大于120mph（50m/s）临近海岸线有飓风倾向的区域，地面粗糙度按C类取。对于直接临近有飓风倾向海岸的海岸线且基本风速小于120mph的区域，地面粗糙度按D类取；3）风载碎片区在数据表的附录中给出了定义。4）屋面设计风压是基于10ft2(0.9m2)最大有效面积定义的，不考虑构件及覆层的实际有效面积。
根据FM数据表并结合ASCE-7知，用于计算维护结构时FM设计风压基本表达式：
式中：qh为速度压力，G为阵风影响系数；Cp为风载体型系数。
式中速度压力qh（N/m2）的计算公式为：
式中，Kz为高度z处的速度风压暴露系数；KZt为地形条件修正系数；Kd为风向系数；V为基本风速，m/s；I为重要性系数。
4与中国规范的比较
中国规范《建筑结构荷载规范》GB5009-2012中基本风压w0是根据当地气象台里面来的最大风速记录的标准要求，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平均年最大风速数据，经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速ν0，再按贝努利公式确定基本风压。也可统一按公式（kN/m2）或(N/m2)进行计算。
按照荷载规范，计算主要受力结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，计算公式为：。计算维护结构时，计算公式为。其中ω0为基本风压，μs、μz、βz为考虑建筑轮廓、建筑高度及顺风向风振等因素采取的调整系数。如不考虑外在的调整系数，对比FM中风荷载速度压力计算公式与中国规范的基本相当。由此可知，国内规范与FM规定的风荷载计算在风速和风压的转换关系上差异不大，差别主要在于风速的定义和取值上。两者基本风速的定义中均涉及到离地高度、地面粗糙度、平均时距、荷载重现期等因素。相同的部分是离地高度和荷载重现期均，但在地面粗糙度和平均时距的定义中存在差别。
中国规范中按照不同的地形地貌将地面粗糙度分为A、B、C、D四类。而美国规范中按照地形地貌将地面粗糙度仅分为B、C、D三类，但是其根据地面粗糙度又确定了B、C、D三类暴露类别对不同地形的建筑风荷载取值进一步的细化。尽管中美两国规范中对地面粗糙度分类有所不同，但均以开阔平坦地形作为基本风速的取值基准，因此可认为地面粗糙度的条件基本一致。
值得注意的是，中国规范对于不同建筑高度、体型所承受的风荷载均有详细的计算公式，但未对维护结构的整体抗风能力作进一步的阐述，而是通过一系列的构造措施来保证的。有别与国内规范，FM对于外维护结构是通过其下属科研机构的实验室对不同外围护结构体系进行抗风实验，并将通过实验的产品列为FM认证产品，并且需FM承保的项目必须采用FM产品列表中的产品。
5天津地区某项目风荷载的计算及对比
项目位于塘沽区，是檐口高度9.80m、屋脊高度13.5m的双坡门式刚架仓库，建筑尺寸长度方向178.6m，90.0m位置处设缝，柱距以9.0m为主，局部8.0m。跨度方向为25x6=150m。现就屋脊中间处檩条设计时风荷载标准值的计算对ASCE、FM标准及中国规范进行对比。
根据ASCE7-10 及FM数据表1-28中的风速分布表知天津地区的基本风速V=40m/s，地面粗糙度为C类。屋面平均高度h=11.65m。根据ASCE中26~31章相关规定，知KZ=1.03；场地位于非山坡地区，则有KZT=1.0; 因计算风荷载标准值，根据第2章规定，取风向系数Kd=1.0。则有= 0.613x1.03x1.0x1.0x402=1010.2 N/m2。同时由根据规范知，GCp=-0.85x0.9= -0.765, GCpi = 0.18,则按ASCE有设计风压 = 1010.2x(-0.765-0.18)= -954.6N/m2=-0.955kN/m2。对于FM标准，此处需考虑重要性系数I=1.15，则有FM要求的设计风压p FM = -1.15x0.955= -1.10kN/m2。同时，此值也可结合建筑的相关信息根据FM数据表4查得，FM要求的设计风压值为-1.14kN/m2,与计算值接近。另根据国内规范，知塘沽地区的基本风压为ω0= 0.55kN/m2,地面粗糙度为B类。计算维护结构时，有ωk=βgzμslμzω0,根据规范知：μz=1.04；βgz=1.69；μsl=-1.2。
则有ωk=-1.69x1.2x1.04x0.55=-1.16kN/m2。
6 结语
由以上结果可见，在计算维护结构时，中国规范与ASCE及FM标准要求的风荷载值基本接近。当然，对比06版和12版规范及ASCE规范也可以看出，国内外的荷载规范都在不断的更新和完善，使其数值更接近工程所在地区的实际。当然，我们在此仅做了局部对比，具体工程还应针对不同情况做更加详细的分析。但需强调的是有FM承保的国内工程在满足国内规范的同时还需按FM标准进行结构安全的复核，并借鉴FM技术标准和工程经验，做到相互融通，使项目的设计顺利推进。
参考文献
[1] GB50009-2012，建筑結构荷载规范[S].
[2] ASCE 7-10, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures [S].
[3] FM Global Property Loss Prevention Data Sheets 1-28 [S].
[4] 王永华. 中美规范风荷载的计算比较. 电力勘测设计[J]. 2012 (1) 67~70.
[5] 肖博文. 轻钢结构中FM荷载与中国规范的比较. 工程建设[J]. 2012 (1) 17~22.
[6] 王昌炎. 中美两国标准风荷载计算对比. 电力建设[J]. 1997(5) 13~19.
作者简介：李富涛(1982-)，男，工程师。现就职去中国汽车工业工程有限公司，从事结构设计。
关键词：FM 风荷载 比较 应用
中图分类号： C39 文献标识码： A
1 概述
天津作为中国经济最发达的城市之一，工商、金融业兴盛繁荣。特别是自2005年天津滨海新区纳入国家“十一五”规划和国家发展战略，并批准滨海新区为国家综合配套改革试验区以来，天津的经济展现出空前活力，并被誉为中国经济第三增长极，吸引了越来越多的外资企业的投资。FM全球公司是工商业保险公司，其结合了保险和工程技术服务，通过工程技术服务来提供资产防损的解决方案，侧重于以防损工程技术为基础的风险管理。FM以其先进的风险防控理念吸引了大批客户，在国外得到广泛的认可。因此，来华投资的很多外资企业在工程项目中仍选择FM保险作为风险防控的手段。但想要通过FM保险，整个建筑体系的设计就必须通过FM认证。因此，想要更好的完成工程设计，满足业主要求，通过FM认证，就必须对FM的相关标准进行深入的了解，并将FM标准与国内规范相关条款进行对比分析，使工程设计既满足FM标准的要求又不与国内规范冲突。FM标准分门别类涵盖了多个专业及建筑的不同部位，本文仅结合笔者参与的FM认证项目中风荷载要求在工程设计中的应用进行探讨。
2 FM投保项目的设计流程
FM投保项目除满足国内规范的要求外，还需严格执行FM的设计标准，并且FM的审查会贯穿整个项目的设计、施工及维护使用等各个阶段。通常每个FM投保项目都会有FM机构指派的工程师专门负责，他会以FM报告的形式在项目的不同阶段给出FM的相关要求。在项目设计之初，FM就会对整个项目提出要求，涵盖建筑、结构、给排水及动力等各个专业。随着项目的推进，FM还会分阶段的给出FM的审查报告，就发现的问题进行反馈，以使其完全符合FM的标准。除了设计过程中的技术把控，最终的成品设计图纸除通过国内的第三方审查外，还需通过FM的审核认证，完全满足FM标准要求后才能用于施工。在施工过程中，FM工程师还会做定期的现场巡检，就发现的问题以FM报告的形式通知各方，并跟踪最终的解决成果，直至项目竣工完成。
3 FM风荷载要求及取值依据
FM对于风荷载的要求适用于维护结构及其连接部件，维护结构一般指屋面板、墙面板、墙筋、檩条、螺钉及抗风夹等，不适用于主结构。FM认可按不同风荷载设计的主结构体系。FM的风荷载取值在FM全球财产损失预防数据表（FM Global Property Loss Prevention Data Sheets）1-28中给了明确的定义，该数据表在FM全球网站上注册后均可下载。该数据表中风荷载的取值是基于美国现行规范ASCE 7-10，即《建筑物和其他结构最小设计荷载》（Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures）并对其进行相关修订的基础上给出的。ASCE-7中基本风速的定义为：“距地10m高，地面粗糙度为C，3s阵风风速，无飓风倾向地区重现期为50年，飓风倾向区的重现期为500年。”FM标准区别于ASCE 7的地方在于：1）对于建筑部件、覆层及次结构均考虑1.15的重要性系数；2）仅在基本风速大于120mph（50m/s）临近海岸线有飓风倾向的区域，地面粗糙度按C类取。对于直接临近有飓风倾向海岸的海岸线且基本风速小于120mph的区域，地面粗糙度按D类取；3）风载碎片区在数据表的附录中给出了定义。4）屋面设计风压是基于10ft2(0.9m2)最大有效面积定义的，不考虑构件及覆层的实际有效面积。
根据FM数据表并结合ASCE-7知，用于计算维护结构时FM设计风压基本表达式：
式中：qh为速度压力，G为阵风影响系数；Cp为风载体型系数。
式中速度压力qh（N/m2）的计算公式为：
式中，Kz为高度z处的速度风压暴露系数；KZt为地形条件修正系数；Kd为风向系数；V为基本风速，m/s；I为重要性系数。
4与中国规范的比较
中国规范《建筑结构荷载规范》GB5009-2012中基本风压w0是根据当地气象台里面来的最大风速记录的标准要求，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平均年最大风速数据，经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速ν0，再按贝努利公式确定基本风压。也可统一按公式（kN/m2）或(N/m2)进行计算。
按照荷载规范，计算主要受力结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，计算公式为：。计算维护结构时，计算公式为。其中ω0为基本风压，μs、μz、βz为考虑建筑轮廓、建筑高度及顺风向风振等因素采取的调整系数。如不考虑外在的调整系数，对比FM中风荷载速度压力计算公式与中国规范的基本相当。由此可知，国内规范与FM规定的风荷载计算在风速和风压的转换关系上差异不大，差别主要在于风速的定义和取值上。两者基本风速的定义中均涉及到离地高度、地面粗糙度、平均时距、荷载重现期等因素。相同的部分是离地高度和荷载重现期均，但在地面粗糙度和平均时距的定义中存在差别。
中国规范中按照不同的地形地貌将地面粗糙度分为A、B、C、D四类。而美国规范中按照地形地貌将地面粗糙度仅分为B、C、D三类，但是其根据地面粗糙度又确定了B、C、D三类暴露类别对不同地形的建筑风荷载取值进一步的细化。尽管中美两国规范中对地面粗糙度分类有所不同，但均以开阔平坦地形作为基本风速的取值基准，因此可认为地面粗糙度的条件基本一致。
值得注意的是，中国规范对于不同建筑高度、体型所承受的风荷载均有详细的计算公式，但未对维护结构的整体抗风能力作进一步的阐述，而是通过一系列的构造措施来保证的。有别与国内规范，FM对于外维护结构是通过其下属科研机构的实验室对不同外围护结构体系进行抗风实验，并将通过实验的产品列为FM认证产品，并且需FM承保的项目必须采用FM产品列表中的产品。
5天津地区某项目风荷载的计算及对比
项目位于塘沽区，是檐口高度9.80m、屋脊高度13.5m的双坡门式刚架仓库，建筑尺寸长度方向178.6m，90.0m位置处设缝，柱距以9.0m为主，局部8.0m。跨度方向为25x6=150m。现就屋脊中间处檩条设计时风荷载标准值的计算对ASCE、FM标准及中国规范进行对比。
根据ASCE7-10 及FM数据表1-28中的风速分布表知天津地区的基本风速V=40m/s，地面粗糙度为C类。屋面平均高度h=11.65m。根据ASCE中26~31章相关规定，知KZ=1.03；场地位于非山坡地区，则有KZT=1.0; 因计算风荷载标准值，根据第2章规定，取风向系数Kd=1.0。则有= 0.613x1.03x1.0x1.0x402=1010.2 N/m2。同时由根据规范知，GCp=-0.85x0.9= -0.765, GCpi = 0.18,则按ASCE有设计风压 = 1010.2x(-0.765-0.18)= -954.6N/m2=-0.955kN/m2。对于FM标准，此处需考虑重要性系数I=1.15，则有FM要求的设计风压p FM = -1.15x0.955= -1.10kN/m2。同时，此值也可结合建筑的相关信息根据FM数据表4查得，FM要求的设计风压值为-1.14kN/m2,与计算值接近。另根据国内规范，知塘沽地区的基本风压为ω0= 0.55kN/m2,地面粗糙度为B类。计算维护结构时，有ωk=βgzμslμzω0,根据规范知：μz=1.04；βgz=1.69；μsl=-1.2。
则有ωk=-1.69x1.2x1.04x0.55=-1.16kN/m2。
6 结语
由以上结果可见，在计算维护结构时，中国规范与ASCE及FM标准要求的风荷载值基本接近。当然，对比06版和12版规范及ASCE规范也可以看出，国内外的荷载规范都在不断的更新和完善，使其数值更接近工程所在地区的实际。当然，我们在此仅做了局部对比，具体工程还应针对不同情况做更加详细的分析。但需强调的是有FM承保的国内工程在满足国内规范的同时还需按FM标准进行结构安全的复核，并借鉴FM技术标准和工程经验，做到相互融通，使项目的设计顺利推进。
参考文献
[1] GB50009-2012，建筑結构荷载规范[S].
[2] ASCE 7-10, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures [S].
[3] FM Global Property Loss Prevention Data Sheets 1-28 [S].
[4] 王永华. 中美规范风荷载的计算比较. 电力勘测设计[J]. 2012 (1) 67~70.
[5] 肖博文. 轻钢结构中FM荷载与中国规范的比较. 工程建设[J]. 2012 (1) 17~22.
[6] 王昌炎. 中美两国标准风荷载计算对比. 电力建设[J]. 1997(5) 13~19.
作者简介：李富涛(1982-)，男，工程师。现就职去中国汽车工业工程有限公司，从事结构设计。