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建筑幕墻設計風荷載取值的再討論(一)

來源:中國幕墻網收集整理  作者:張芹  日期:2006-1-20
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    建筑幕墻設計風荷載是玻璃幕墻設計諸荷載(作用)中最重要的一項。它的取值直接影響玻璃幕墻的安全,尤其是體型復雜的高層建筑玻璃幕墻的設計風荷載更要慎重采用。

   《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003指出,“經驗表明,玻璃幕墻的設計主要取決于風荷載作用,對于體
    風壓是速度壓,風速只是代表在自由氣流中某點的風速,房屋建筑設計時不能直接以該風速作為結構荷載,因為房屋本身并不是理想地使原來的自由風流停滯,而是讓氣流以不同方式在房屋表面繞過,因此房屋對氣流形成某種干擾,要完全從理論上確定氣流影響的物體表面的壓力,目前還是做不到。一般都是通過試驗的方法確定風作用在建筑物表面所引起的壓力(吸力)與來流風壓的比值,即風荷載體型系數,它表示建筑物表面在穩定風壓作用下的靜態壓力分布規律,主要與建筑物的體型與尺度有關(荷載規范共列出38種基本體型),一些高層建筑采用一些特殊的體型(非基本體型),且不同高度采用不同的截面形狀,沿高度變化的截面風壓分布復雜多變,例如正負風壓系數都出現在雙園弧面尖角拐角,雙園弧面與過渡段交接處的尖角上有極強的壓力脈動等,這些分布規律在荷載規范風荷載體型系數表中是查不到的,需要通過風洞試驗來驗證和確定。 

    風洞試驗用模型為實際尺寸的1/200~1/400,如1/400模型上最外一測點距邊5mm,它反映的是建筑上距邊2m處的風壓值,風壓值在邊角部變化很快,測點微小的變化即會引起較大的偏差,就是說風洞模型在邊角部的讀數有可能與實際值存在偏差,因此,對于邊角部風壓值要在風洞試驗值的基礎上考慮適當調整!建筑結構荷載規范》GB50009指出:“對封閉式建筑物,考慮到建筑物內實際存在的個別孔口和縫隙,以及機械通風等因素,室內可能存個在正負不同的氣壓”!膀炈銍o構件及其連接的強度時,可按下列規定采用局部風壓體型系數----二、內表面   對封閉式建筑物,按外表面風壓的正負情況取-0.2或0.2!倍L洞試驗只反映外表面的正負風壓,因此設計時要在風洞試驗值的基礎上考慮內表面局部風壓體型系數。


    《建筑結構荷載規范》GB50009指出:“當多個建筑物,特別是群集的高層建筑,相互間距較近時,宜考慮風力相互干擾的群體效應;一般可將單獨建筑物的體型系數μs乘以相互干擾征增大系數,該系數可參考類似條件的試驗資料確定;必要時宜通過風洞試驗得出!碑斨車休^多高層建筑時,這一群體對風產生特定的群體干擾因而形成了特定的風環境,對所設計的高層建筑也會產生影響,受到群體干擾影響時,對稱的截面形狀會出現并不對稱的風壓分布,特別是上游和下游建筑物對氣流產生的干擾造成群體干擾影響下的氣流特性與單體有很大差別,其風壓分布復雜多變,而我國現行規范未考慮群體干擾的影響因素,這些分布規律在荷載規范風荷載體型系數表中是查不到的,需要通過風洞試驗來驗證和確定。必須指出風洞試驗時,群體干擾效應必須采用最不利組合,例如上海中銀(浦東國際金融)大廈風洞試驗時,進行了有或無交銀大廈的對比試驗,無交銀大廈時北面鄰緊交銀大廈大面上風壓有所增大,有交銀大廈時,由于交銀大廈的存在,+143米近邊緣處局部風壓系數增大近4倍。因此,風洞試驗時,不僅要考慮現有建筑布局,而且要考慮將來建筑布局變化后的不利影響,取最不利組合。


  未完待續......
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