風(fēng)壓是速度壓,風(fēng)速只是代表在自由氣流中某點的風(fēng)速,房屋建筑設(shè)計時不能直接以該風(fēng)速作為結(jié)構(gòu)荷載,因為房屋本身并不是理想地使原來的自由風(fēng)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(fēng)作用在建筑物表面所引起的壓力(吸力)與來流風(fēng)壓的比值,即風(fēng)荷載體型系數(shù),它表示建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律,主要與建筑物的體型與尺度有關(guān)(荷載規(guī)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(fēng)壓分布復(fù)雜多變,例如正負(fù)風(fēng)壓系數(shù)都出現(xiàn)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(guī)律在荷載規(guī)范風(fēng)荷載體型系數(shù)表中是查不到的,需要通過風(fēng)洞試驗來驗證和確定。
風(fēng)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(fēng)壓值,風(fēng)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(fēng)洞模型在邊角部的讀數(shù)有可能與實際值存在偏差,因此,對于邊角部風(fēng)壓值要在風(fēng)洞試驗值的基礎(chǔ)上考慮適當(dāng)調(diào)整。《
建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009指出:“對封閉式建筑物,考慮到建筑物內(nèi)實際存在的個別孔口和縫隙,以及機械通風(fēng)等因素,室內(nèi)可能存?zhèn)在正負(fù)不同的氣壓”。“驗算圍護
構(gòu)件及其連接的
強度時,可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)----二、內(nèi)表面 對封閉式建筑物,按外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2。”而風(fēng)洞試驗只反映外表面的正負(fù)風(fēng)壓,因此設(shè)計時要在風(fēng)洞試驗值的基礎(chǔ)上考慮內(nèi)表面局部風(fēng)壓體型系數(shù)。
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009指出:“當(dāng)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(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng);一般可將單獨建筑物的體型系數(shù)μs乘以相互干擾征增大系數(shù),該系數(shù)可參考類似條件的試驗資料確定;必要時宜通過風(fēng)洞試驗得出。”當(dāng)周圍有較多高層建筑時,這一群體對風(fēng)產(chǎn)生特定的群體干擾因而形成了特定的風(fēng)環(huán)境,對所設(shè)計的高層建筑也會產(chǎn)生影響,受到群體干擾影響時,對稱的截面形狀會出現(xiàn)并不對稱的風(fēng)壓分布,特別是上游和下游建筑物對氣流產(chǎn)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(fēng)壓分布復(fù)雜多變,而我國現(xiàn)行規(guī)范未考慮群體干擾的影響因素,這些分布規(guī)律在荷載規(guī)范風(fēng)荷載體型系數(shù)表中是查不到的,需要通過風(fēng)洞試驗來驗證和確定。必須指出風(fēng)洞試驗時,群體干擾效應(yīng)必須采用最不利組合,例如上海中銀(浦東國際金融)大廈風(fēng)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(fēng)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(fēng)壓系數(shù)增大近4倍。因此,風(fēng)洞試驗時,不僅要考慮現(xiàn)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(xù)......
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