大跨度建筑结构的防风技术
发布时间：2014-03-13发布者：CP点击量：432
近年来，大跨度结构建筑因防风揭能力不强而屡有事故发生。2008年年底，北京邮电大学体育馆的屋顶就被风吹得七零八落。在此之前，河南省体育馆、上海大剧院等建筑，均在强风袭击下出现了不同程度的屋顶被揭现象。屋面
近年来，大跨度结构建筑因防风揭能力不强而屡有事故发生。2008年年底，北京邮电大学体育馆的屋顶就被风吹得七零八落。在此之前，河南省体育馆、上海大剧院等建筑，均在强风袭击下出现了不同程度的屋顶被揭现象。
屋面形状影响风荷载峰值
据首都机场扩建指挥部副总指挥丁建纲解释，目前我国建筑设计国家标准是能抗击每秒26.8米的大风，也就是11级的风力，而T3航站楼棚顶是按照更高标准设计建设的，能抗击每秒28.3米的大风，也就是12级的风力。之所以会出现事故，可能与局部风力超过12级有关。 首都机场采用的大跨度抽空三角锥钢网壳结构，呈人字形。同济大学桥梁工程系教授、风工程博士生导师顾明表示，人字型的建筑结构更容易使局部风力过大。屋面风荷载主要集中在屋面悬挑部分，尤其是前缘处。前缘的负压最大且变化剧烈，其值与悬挑长度、悬挑部分水平倾角、前缘外形等有关。最大负风压系数大都出现在屋檐尖角、屋脊或邻近处。由此可见，屋面形状及其局部结构形式，对屋面风荷载大小及其分布均有重大影响。
北京易原德安建筑环境科技有限公司董事、建筑师邹佳媛告诉记者，对一般建筑物而言，当建筑物高度增加至某一范围后，风力影响会更趋严重，甚至成为主导结构设计的主要外力。假设在试验中发现，某一个转角会使风力加速几倍，就应该针对该区域进行加固。常规建筑的做法是，在屋脊、四周屋檐及拐角处容易出现负风压峰区的平屋顶边缘处，加一矮护墙，使拐角区域的旋涡抬离屋顶面。试验资料表明，这一措施可使最大吸力急剧下降;或者安置突出物(如烟囱)，扰动分离旋涡，也可达到减轻局部区域最大吸力的目的。
由于大跨度屋顶无法采取这一措施，往往采用局部加固的方式来增加其抗风性。但局部加固受制于建筑材料本身的物理性能，并不能保证在特殊强风影响下，不会产生变形或脱落等情况。 设计阶段应增加20%~30%安全系数 大跨度屋面结构在风荷载作用下的动态响应，是一个十分复杂的问题。屋面相对于建筑物主体而言，柔度较大，易产生弹性风致振动。建筑物内压紊流引起的屋面振动也不可忽视。由于屋面的柔性可降低其频率，同时引起较小的附加阻尼，这样内压紊流易产生共振，共振是导致柔性屋面破坏的重要原因之一。在台风多发地区，屋面结构常发生共振破坏。风引起的强大吸力，及其脉动效应和因屋面结构的柔性而引起的风振等，所致屋面结构在风荷载作用下的动力效应，常会使屋面遭受破坏。 河南省体育馆、上海大剧院屋面破坏，北京邮电大学体育馆的屋顶被刮倒等事例，其本质问
题是建筑忽视了大跨度屋顶的风致耦合振动问题。建筑师在设计大跨度建筑时，必须考虑风致耦合振动的重要性，结构的形式会对来流风场产生很大的影响，从而显着改变结构上的荷载。目前，我国对风致耦合振动的研究，仍是风工程中的一个难点。
因此，同济大学桥梁工程系教授、风工程博士生导师顾明建议，在设计大跨度屋面风荷载设计时，应增加20%～30%的安全系数为宜。适当增加屋面粗糙度，有利于降低屋面风吸力;对屋檐、屋脊和屋面转角等常受较高吸力的部位，局部构件应做适当加强，同时应加固屋面与主体结构的连接。
大跨度建筑结构的防风技术
发布时间：2014-03-13发布者：CP点击量：432
近年来，大跨度结构建筑因防风揭能力不强而屡有事故发生。2008年年底，北京邮电大学体育馆的屋顶就被风吹得七零八落。在此之前，河南省体育馆、上海大剧院等建筑，均在强风袭击下出现了不同程度的屋顶被揭现象。屋面
近年来，大跨度结构建筑因防风揭能力不强而屡有事故发生。2008年年底，北京邮电大学体育馆的屋顶就被风吹得七零八落。在此之前，河南省体育馆、上海大剧院等建筑，均在强风袭击下出现了不同程度的屋顶被揭现象。
屋面形状影响风荷载峰值
据首都机场扩建指挥部副总指挥丁建纲解释，目前我国建筑设计国家标准是能抗击每秒26.8米的大风，也就是11级的风力，而T3航站楼棚顶是按照更高标准设计建设的，能抗击每秒28.3米的大风，也就是12级的风力。之所以会出现事故，可能与局部风力超过12级有关。 首都机场采用的大跨度抽空三角锥钢网壳结构，呈人字形。同济大学桥梁工程系教授、风工程博士生导师顾明表示，人字型的建筑结构更容易使局部风力过大。屋面风荷载主要集中在屋面悬挑部分，尤其是前缘处。前缘的负压最大且变化剧烈，其值与悬挑长度、悬挑部分水平倾角、前缘外形等有关。最大负风压系数大都出现在屋檐尖角、屋脊或邻近处。由此可见，屋面形状及其局部结构形式，对屋面风荷载大小及其分布均有重大影响。
北京易原德安建筑环境科技有限公司董事、建筑师邹佳媛告诉记者，对一般建筑物而言，当建筑物高度增加至某一范围后，风力影响会更趋严重，甚至成为主导结构设计的主要外力。假设在试验中发现，某一个转角会使风力加速几倍，就应该针对该区域进行加固。常规建筑的做法是，在屋脊、四周屋檐及拐角处容易出现负风压峰区的平屋顶边缘处，加一矮护墙，使拐角区域的旋涡抬离屋顶面。试验资料表明，这一措施可使最大吸力急剧下降;或者安置突出物(如烟囱)，扰动分离旋涡，也可达到减轻局部区域最大吸力的目的。
由于大跨度屋顶无法采取这一措施，往往采用局部加固的方式来增加其抗风性。但局部加固受制于建筑材料本身的物理性能，并不能保证在特殊强风影响下，不会产生变形或脱落等情况。 设计阶段应增加20%~30%安全系数 大跨度屋面结构在风荷载作用下的动态响应，是一个十分复杂的问题。屋面相对于建筑物主体而言，柔度较大，易产生弹性风致振动。建筑物内压紊流引起的屋面振动也不可忽视。由于屋面的柔性可降低其频率，同时引起较小的附加阻尼，这样内压紊流易产生共振，共振是导致柔性屋面破坏的重要原因之一。在台风多发地区，屋面结构常发生共振破坏。风引起的强大吸力，及其脉动效应和因屋面结构的柔性而引起的风振等，所致屋面结构在风荷载作用下的动力效应，常会使屋面遭受破坏。 河南省体育馆、上海大剧院屋面破坏，北京邮电大学体育馆的屋顶被刮倒等事例，其本质问
题是建筑忽视了大跨度屋顶的风致耦合振动问题。建筑师在设计大跨度建筑时，必须考虑风致耦合振动的重要性，结构的形式会对来流风场产生很大的影响，从而显着改变结构上的荷载。目前，我国对风致耦合振动的研究，仍是风工程中的一个难点。
因此，同济大学桥梁工程系教授、风工程博士生导师顾明建议，在设计大跨度屋面风荷载设计时，应增加20%～30%的安全系数为宜。适当增加屋面粗糙度，有利于降低屋面风吸力;对屋檐、屋脊和屋面转角等常受较高吸力的部位，局部构件应做适当加强，同时应加固屋面与主体结构的连接。