建筑師看風(fēng)王”山竹“到底有多可怕?
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經(jīng)過(guò)媒體，老百姓，以及吃瓜群眾的發(fā)酵后，我們有一個(gè)共識(shí)，”山竹“有風(fēng)王之稱，即便發(fā)生了意外，也可以”甩鍋“的!可不是，你看看這效果：
可以說(shuō)，自然地力量是無(wú)窮的。最新消息報(bào)道，今年第22號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”(強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí))已于16日17時(shí)在廣東臺(tái)山海宴鎮(zhèn)登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力14級(jí)(45米/秒，相當(dāng)于162公里/小時(shí))，中心最低氣壓955百帕。
說(shuō)了這么多，具體多厲害我也不懂，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，我就趕緊查規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012，附錄E，看到規(guī)范要求基本風(fēng)壓為：臺(tái)山市0.55KN/m2，陽(yáng)江為0.75KN/m2.通過(guò)地圖顯示可知，海宴鎮(zhèn)沿海，其實(shí)可取陽(yáng)江的設(shè)計(jì)風(fēng)載進(jìn)行設(shè)計(jì)。
登陸最大風(fēng)速為45m/s，根據(jù)伯努利方程可以得知實(shí)際風(fēng)壓為：Wo =v^2/1600 (kN/m2)=45*45/1600=1.266KN/m2。而高層建筑的風(fēng)荷載包括三部分：平均風(fēng)壓產(chǎn)生的平均風(fēng)力(靜態(tài)荷載);脈動(dòng)風(fēng)壓產(chǎn)生的隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)力(動(dòng)態(tài)荷載);由于風(fēng)致建筑物振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力(動(dòng)態(tài)荷載)。
而實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì)0.75的基本風(fēng)壓乘以一個(gè)風(fēng)振系數(shù)來(lái)考慮動(dòng)態(tài)風(fēng)壓。此時(shí)1.266/0.75=1.688.。初步可以得知，如果你設(shè)計(jì)時(shí)，風(fēng)振系數(shù)>=1.688，那么建筑就基本沒有問(wèn)題;倘若你設(shè)計(jì)時(shí)，考慮不足<1.688,那么這個(gè)鍋甩給”山竹“，恐怕說(shuō)不過(guò)去了。
當(dāng)然，這只是針對(duì)一個(gè)孤立的建筑而言的，如果你的作品是一個(gè)建筑群，你還要考慮裙樓的狹管效應(yīng)，建筑物的形態(tài)等，如果設(shè)計(jì)不合理，仍然有很大隱患，例如維護(hù)結(jié)構(gòu)脫落等。下面我們討論下經(jīng)常遭遇臺(tái)風(fēng)的地區(qū)，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)如何設(shè)計(jì)?
1，建筑物的造型
建筑邊角越圓潤(rùn)光滑，建筑背風(fēng)向形成的壓力越趨于穩(wěn)定，邊角強(qiáng)風(fēng)影響程度也就越小，越利于削弱強(qiáng)風(fēng)。例如：
諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的小黃瓜瑞士再保險(xiǎn)大廈(180m)
曾是世界最高的摩天大樓，目前仍是世界最高的雙塔樓的吉隆坡石油雙塔(452m)，也采用了圓潤(rùn)邊角的原理，削弱強(qiáng)風(fēng)，降低風(fēng)荷載，從而達(dá)到有效防風(fēng)。
扭轉(zhuǎn)的形體可以引導(dǎo)邊角氣流的走向，使風(fēng)盤旋上升，從而化解周邊風(fēng)對(duì)于建筑的沖擊。同時(shí)，越是表面圓滑，越是能化解邊角強(qiáng)風(fēng)。
根據(jù)風(fēng)環(huán)境的研究結(jié)果顯示，折線的切割方式，比直線更能有效的弱化風(fēng)速。切割形體能使迎面強(qiáng)風(fēng)折向不同的方向，化解氣流的過(guò)于集中。同時(shí)也具有一定的導(dǎo)風(fēng)作用，對(duì)化解邊角強(qiáng)風(fēng)比較有利。
此外，當(dāng)多個(gè)建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng);一般可將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)u：乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定，必要時(shí)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)得出。當(dāng)建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時(shí)，由于旋渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予注意。對(duì)比較重要的高層建筑，建議在風(fēng)洞試驗(yàn)中考慮周田建筑物的干擾因素。特別要注意提高幕墻等的抗風(fēng)能力，減小建筑物的位移等措施。
希望這次山竹能安全度過(guò)，祝愿大家平平安安，小心防范!
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