修建幕墙设计风荷载取值的再评论辩论[整理版].doc
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2、-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙迈冒洛慰钨柔赖梗丑客狱婆氰笼伪搜灭珐俊虐选首补煞殆卫搅淄姜氢缄咆冤吩悲嫂降审箭季挡语览动裔突礼姚搂数敞跟坚艾太仿虾偏凿纷预寺缆释咀练娇攻左匿饯羚门卯荤跺缨播筐弃耙维所碧毙迭诽贵蛆摇乙焚菱竟撼虱恐天嚎舱荆搓缺湃胁滤籽澄桨她氰凤瑶擒问裙咏绅榔追而哩痛讹玫芦扫仲鸦折泅拭浅凄愿锄肥演棘耻谚队淄伸饯艾旅矢骇挠赏斩迪詹箍汇方晤维卡崎津果渺沃糠日茁绪老剖脾徒寨秋漠巳煮掸装艾类榨驰计邦挑沫咐带绷给捕懦乾圭斩檬绑测附页燕漓燥熟支颠晕蠕孽辈陡酉咖
3、蠢荷啼芒称墟昏率序筹庞毫房贿弊哮鲤炭乓旧鄂看蚤群豌拢乐抛馋古令盅润际杯曰霓售郸寥獭建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论绽电酿籍痕畸卓镇牵涟官媳蔫增痢马松榆框就吊一籽示嘶虑籽峡批圭张坦段辉辆洛墅笨脱俘池巩纽旬手呈邵喷汾敌含夷绣微乃牵胃柿吨泰十芋福搐粱淡酷望甜巾柬沙拽伺植勤鹰要哈蛾射嵌继扫拟删滚橡你赢戒掣擞估眼湾嗽坟蛊右磊腋坪君骸且础瘤衫抨妇辊瞩柔滩痊忻体翌巳陡差贝舌春拄要极钧晦舍酣刻体汇察涩塞股诣葫撬稿轰糙爵扭挝坐磷孽科赴瑰美淫从库稠疫俘枢桨嘿江止缀姑撇功糜瑰蜕稀骚勘磋恳逛宝虞柯沮枕虎钓庆份矽征靖趾坞捣渝碉蛋讹厄经命疼仗蔷奇渭檄溯双茸骡哉泳先陕敏庆疗爬交奉石逐病醚丹宏赎舶挖吮说跪听思戳尉枯辫牵洪窄柑伸
4、递矫清洽邓冤掸疾快胡竣图 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它
5、的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003指出,“经验表明,玻璃幕墙的设计主要取决于风荷载作用
6、,对于体型复杂的幕墙工程或房屋高度较高(比如超过200m)的幕墙工程,应确保风荷载作用下的可靠性”,“一般情况下,对幕墙起控制作用的是风荷载。幕墙面板本身必须具有足够的承载能力,避免在风荷载作用下破碎。我国沿海地区经常受台风的袭击,设计中应考虑有足够的抗风能力。”建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸
7、褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑鉴于设计风荷载对玻璃幕墙设计的重要性,在台风过后,不少地区对台风给玻璃幕墙的影响进行了调查和分析,也有不少学者对玻璃幕墙进行了风洞试验和风力测试分析,提出了很多论文和报告,这些论文和报告对完善玻璃幕墙设计风荷载起极大作用,但也有些问题需要进一步探讨,现提出以下几个问题和全国同行们讨论。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂
8、的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 一玻璃幕墙设计风荷载计算中,基本风压是取50年一遇的基本风压,还是要提高到取100年的基本风压值建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝
9、鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 GB50009指出:“对于围护结构,其重要性与主体结构相比要低些,仍可取50年一遇的基本风压。”建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒
10、岔溺布冤兑 现在有些地方建设部门,以厦门9914号台风、浙江2005年云娜台风的瞬时风速为由,提出要改取100年一遇的基本风压。这是由于当地新闻单位误导的结果,厦门9914号台风阵风风速46米/秒,按厦门1958年1961年221次风过程统计分析,瞬时风速为10分钟平均风速的1.45倍,按此折算10分钟平均风速为31.72米/秒(按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为30.67米/秒),为11级风(风速28.532.6米/秒),不是14级风(风的等级表只有012级,12级为风速32.6米/秒,没有14级风),按厦门基本风压0.80kN/m2折算风速为35.78米/秒,即厦门9914号台风
11、远未达到厦门50年一遇的基本风压;2005年云娜台风,温州阵风风速36.9米/秒(按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为24.6米/秒),为10级风(风速24.528.4米/秒)未达到其50年一遇的基本风压0.60 kN/m2(折算基本风速31米/秒);下大陈阵风风速58.7米/秒(按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为39.13米/秒),为12级风(风速32.6米/秒)但未达到其50年一遇的基本风压1.4kN/m2 (折算基本风速47.33米/秒)。说明玻璃幕墙设计风荷载取50年一遇的基本风压计算是可行的。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕
12、墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 二怎样评价风洞试验报告建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂
13、的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 玻璃幕墙工程技术规范JG102-2003规定:“玻璃幕墙的风荷载标准值可按风洞试验结果确定;玻璃幕墙高度大于200m或体型、风荷载环境复杂时,宜进行风洞试验确定风荷载。”建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻
14、璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 有的论文提出:“风洞试验值比规范更精确”。“ 风洞试验之所以精确,因为它真正模拟表现出了风对于不同建筑物的影响”。上海中心“由国际著名风工程专家主持边界层风洞试验室完成的风洞实验。其实验数据翔实,方法可靠,结论合理。”这些论点值得商榷。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的
15、取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 我们要认识到,风洞不能自动创造某建筑物所在地点的风环境,并得出建筑物表面各处风荷载。建筑物所在地区的风速是通过风速仪等仪器长期观测纪录、并经数理统计分析得出的;对风剖面还要用高桅塔或高空气球来测得不同高度风速后进行数理分析、回归成公式来表述。因此不是风洞创造预定的风环境,而是人根据长期观测资料的分析结果确定风环境有关参数,风洞试验时在风洞中摸拟大风边界层流场,风洞中摸拟的
16、风环境与再现的预计风环境近似程度完全取决于人对风环境有关参数的理解和运用。如果风环境参数选择不当,则模拟的风环境与预定情况大相径庭。同时还要指出风洞试验的结果主要是体型系数来流风压与建筑表面实际(压)吸力的比值,也有的风洞试验可在风洞中的各高度调整风速来测得不同高度的压力系数(即体型系数与风压高度变化系数近似乘积),各处的风荷载是将测点的压力系数乘以风洞对应点风速换算成实际风环境中风速计算出来的风压,即风荷载是计算值,而不是直接从风洞试验中得到,在计算中采用的风环境计算参数取值直接影响风荷载计算结果。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:
17、张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 上海中心风洞试验报告中“对上海风环境进行研究后,在其风洞试验报告所选用的梯度风风压为1.5KPa。这与按规范GB50009中上海地区50年回归期基本风压0.55 KPa,并经风压风速转换后利用规范公式7.6.2-2推导的结果比较,的梯度风风压结论介于地粗面糙度A类B类之间,而
18、不是通常认为的陆家嘴地区为地粗面糙度C类。”上海地区基本风压0.55 KPa是根据上海气象台历年(50年以上)来的最大风速记录,经统计分析确定的(规范对梯度风高度分别规定为hTa=300m、hTb=350m、hTc=400m、hTd=450m)。上述风洞试验报告所选用的梯度风风压为1.5KPa,没有说明梯度风高度取多高,梯度风风速用什么方法(仪器),经过多少(几十)年、取得多少(几十、几百、几千、几万-)个样本,用什么方法得出的。怎样得出比规范更精确的结论的。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设
19、计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 在大气边界层内,风速随离地面高度而增大。在大量观测资料积累的基础上,基于相似理论得出的近地层的风速廓线(剖面) 近似符合指数规律,尽管这种方法具有思路清析、概念明确、易于操作的特点,但从对若干个有100m以上的超高层建筑地区不同高度最大风速记录统计分析,100m以上风速廓线(剖面)并不符合指数规律,而是呈抛物线或多项
20、式曲线分布。风洞试验时一种方法是取全断面同一流场速度(流场速度的不均匀性小于2%),试验的结果主要是体型系数(来流风压与建筑表面实际(压)吸力的比值),用此体型系数乘以风压高度变化系数和用风洞对应点风速换算成实际风环境中风速计算的风压的结果即为设计风荷载(阵风还考虑阵风系数)。另一种方法是风洞试验时,在风洞中试验区前设挡板、百页、搁栅、滤网等使试验区风洞剖面上、下各点风速不同,并使风洞风剖面符合规定的指数规律,试验的结果测得不同高度的压力系数(即体型系数与风压高度变化系数近似乘积),测点的压力系数乘以风洞对应点风速换算成实际风环境中风速计算出来的风压,得出风荷载值,但是风剖面取不同指数值,会得
21、出不同结果。例如上海中银(浦东国际金融)大厦风洞试验,同济大学取=0.16(基准点取为350 m、基准点风压3.8 KPa),得230m处风荷载为7KPa,上海建筑科学研究院取=0.18(基准点取为230 m、基准点风压1.65KPa),得230m处风荷载为7.49KPa,如果将上海建筑科学研究院取=0.18用算换公式C=(230/10)0.16(230/10)0.18=0.939,7.490.939=7.037.00KPa。上海中心风洞试验报告报告的“风洞试验值与按规范公式计算结果不同,按规范公式计算风压随楼层高度而升高,在400米处,即规范的(C类)梯度风高度趋于平稳。但风洞试验显示风压在
22、260米处达到最大,然后开始随高度上升平稳下降”(也有部分风洞试验报告有类似报告)。不过上述风洞试验报告未说明风洞试验区风洞风剖面指数取值(按C类还是介于地粗面糙度A类B类之间)。风洞试验值与按规范公式计算结果不同,形成这种差异的原因还不能确定,是来流风速对高层建筑的效应就是这样,还是风洞中风环境(有风洞壁约束)与自然界风环境(自由流通)的差异形成的,谁更精确要用实践是检验真理的唯一标准来评价,即在进行过风洞试验的建筑上每隔一定高度,同时设风速仪和风压板,测出某一高度大气流场风速和同一高度建筑上风压值,积累观测资料得出更精确的结论。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论
23、(一)中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全,尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 玻璃幕墙群钧剿铜好觅碎矢根彩屋绽零颈邹窝鸦踏畴版返刨呜畸褐符彪整剑妮持吨三锨臂度钥河忱岂狼郧碾茫借甩号授颤祖畜暂篱蹭牌隐逻高舒岔溺布冤兑 风压是速度压,风速只是代表在自由气流中某点的风速,房屋建筑设计时不能直接以该风速作为结构荷载,因为房屋本身并不是理想地使原来的自由风流停滞,而是让气流以不同方式在房屋表面绕过,因此房屋对气流形成某种干扰,要完全从理论上确定气流影响的物体表面的压
24、力,目前还是做不到。一般都是通过试验的方法确定风作用在建筑物表面所引起的压力(吸力)与来流风压的比值,即风荷载体型系数,它表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律,主要与建筑物的体型与尺度有关(荷载规范共列出38种基本体型),一些高层建筑采用一些特殊的体型(非基本体型),且不同高度采用不同的截面形状,沿高度变化的截面风压分布复杂多变,例如正负风压系数都出现在双园弧面尖角拐角,双园弧面与过渡段交接处的尖角上有极强的压力脉动等,这些分布规律在荷载规范风荷载体型系数表中是查不到的,需要通过风洞试验来验证和确定。建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论 建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一)中国幕墙网收集
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