風是影響結構設計的主要荷載之一。所謂的風荷載,不是吹面不寒的楊柳春風,而是“大風”。大到什麼程度?
它能把結構“推倒”!
甚至“掰彎”!
近年來極端氣候頻繁發生,結構被大風破壞的案例數不勝數,特別是跨度大、自重輕的輕鋼結構和空間鋼結構建築。本期由特約作者“程賢樹”帶來風災現場的報道。
輕鋼房屋的用鋼量低、工業化程度高、施工速度快,因而廣泛應用於工業廠房等建築中。輕鋼房屋對風荷載比較敏感,在強風或者颱風條件下發生損壞的慘例時有發生。
9級風作用下,某體育館屋面系統破壞
屋面板和檁條破壞後散落
屋面檁條構件和連接等薄弱部位破壞
2013年11月10日,海南某遊客中心
屋頂被颱風"海燕"掀翻
2015年強颱風“彩虹”,某奧體中心
屋面板和保溫防水層損壞,面積約10萬平米 。
大風造成的破壞主要集中在二次結構、圍護系統和附屬結構上,需引起工程師重視。
輕鋼屋面被大風“暴力”掀翻
再補充一些高層建築抗風的知識
建築的設計風荷載
結構抗風,可分為建築表皮圍護結構和主體結構兩個方面。對於超高層建築來說,最主要的圍護結構就是玻璃幕牆。通常是通過風洞試驗,測試表面風壓係數和陣風係數,得到設計圍護結構的風荷載。
颱風導致的玻璃幕牆破壞
主體結構的抗風設計,包括測試和分析風荷載取值,計算結構在風荷載作用下的響應,從而評價結構方案的安全性和舒適性。
當建築超過一定高度後,風致響應可能比地震響應更大,成為控制主體結構設計的主要作用。這時應謹慎對待風荷載的取值,通常需要藉助風洞試驗和數值模擬。
通過風洞實驗,不僅得到建築表面的荷載,也得到施加到動力模型上的風振響應。目前主要用頻域的方法,並用CQC或SRSS方法等進行振型組合。
閱讀更多 冰寒羽 的文章