建筑物抗風(fēng)設(shè)計措施

1、建筑物抗風(fēng)設(shè)計措施畢永麗孫科源摘 要：既有建筑結(jié)構(gòu)由于先天設(shè)計不足(風(fēng)荷栽估計不夠、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)構(gòu)造不合理)已經(jīng)結(jié)構(gòu)的老化、年久失修等原因，使得結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力不足，留下結(jié)構(gòu)抗風(fēng)安全隱患。鑒于此，本文對建筑物抗風(fēng)設(shè)計措施進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞：建筑抗風(fēng)設(shè)計措施 我國擁有400多億m3的城鎮(zhèn)建筑物，由于過去許多建筑結(jié)構(gòu)的對風(fēng)荷載估計不足、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)構(gòu)造不合理以及結(jié)構(gòu)的老化、年久失修等原因，致使大量的建筑結(jié)構(gòu)物在大風(fēng)中倒塌或損壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 1、房屋抗風(fēng)設(shè)計措施 (1)房屋選址：應(yīng)根據(jù)村鎮(zhèn)規(guī)劃，合理選址，選擇抗風(fēng)有利地段，應(yīng)盡量避開風(fēng)口、山口、河口等抗風(fēng)不利地段。(2)優(yōu)先選擇四坡屋面!或采用現(xiàn)澆

2、鋼筋混凝土屋面，并對幾何突變部位采取局部加強(qiáng)措施。對于低層房屋常用的坡屋面，四坡屋面總的來說要比普通人字形屋面具有更好的抗風(fēng)性能，因此應(yīng)優(yōu)先選擇四坡屋面，且應(yīng)盡量采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土平屋面或坡屋面，最小混凝土板厚不宜小于90mm，磚房應(yīng)在屋蓋及每層樓蓋處設(shè)置現(xiàn)澆混凝土圈梁，同時在外墻四角、內(nèi)外墻交接處均應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝上構(gòu)造柱。對于處于經(jīng)常受臺風(fēng)影響的村鎮(zhèn)，采用小青瓦屋面的，應(yīng)采用重物加壓、用混凝土或砂漿砌筑等加固、加強(qiáng)措施，避免由于屋面吸力過大而被刮走。尤其在屋檐、屋脊、邊緣和屋脊等幾何突變部位，為了避免由于流動分離造成破壞，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)木植考訌?qiáng)措施。(3對于屋面結(jié)構(gòu)，計算風(fēng)壓時應(yīng)考慮上下表面風(fēng)

3、壓值的疊加。對于開敞式屋面結(jié)構(gòu)，上下表面都受到風(fēng)的作用，在設(shè)計時需要考慮屋蓋上下表面的風(fēng)壓差，即凈風(fēng)壓。一般來說，屋面上表面常受負(fù)風(fēng)壓，而下表面受正風(fēng)壓，凈風(fēng)壓應(yīng)大于土表面風(fēng)壓，所以只考慮上表面負(fù)風(fēng)壓的設(shè)計偏于不安全。內(nèi)外壓力共同作用對于幾懸臂屋檐最為明顯，屋檐上表面因流動分離而產(chǎn)生負(fù)壓，下表面由上風(fēng)被墻體阻擋而淤塞在屋檐下產(chǎn)生正壓，凈風(fēng)壓為兩者絕對值之和，因而屋檐較易受破壞。建議屋面風(fēng)荷載設(shè)計宜分別按屋面結(jié)構(gòu)，上、下表面的最不利風(fēng)荷載進(jìn)行設(shè)計。(4)注意地面粗糙度的類別選擇，近海地區(qū)的地面粗糙度取A類。對檐口、雨蓬、遮陽板等應(yīng)進(jìn)行抗上浮驗(yàn)算，計算上浮的局部風(fēng)壓體型系數(shù)取2.0。女兒墻應(yīng)按圍護(hù)

4、結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)計算，風(fēng)壓體型系數(shù)取L3，陣風(fēng)系數(shù)取l.9。同時，對女兒墻應(yīng)采取構(gòu)造措施，如選擇合理的寬度和高度，設(shè)置構(gòu)造柱，進(jìn)行合理的壓頂配筋等。(5)對屋面風(fēng)荷載設(shè)計的安全系數(shù)加大20-30為宜。屋面結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)是一個十分復(fù)雜的問題。屋面相對于建筑物主體而言柔度較大，易產(chǎn)生彈性風(fēng)致振動，同時建筑物內(nèi)壓紊流引起的屋面振動也不可忽視。由于屋面的柔性可降低其Helmhol瀕率，同時引起較小的附加阻尼，這樣內(nèi)壓紊流易產(chǎn)生Helmholz工振，而附加阻尼不足以顯著降低振動響應(yīng)。共振是導(dǎo)致柔性屋面破壞的重要原因之一，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，屋面結(jié)構(gòu)常發(fā)生共振破壞。強(qiáng)風(fēng)引起的強(qiáng)大吸力及其脈動效應(yīng)和因

5、屋面結(jié)構(gòu)的柔性而引起的風(fēng)振等所致屋面結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力效應(yīng)常會使屋面遭受破壞。目前國內(nèi)在這方面的研究成果較少，在沒有進(jìn)一步深入研究成果入之前，為慎重起見，建議對屋面風(fēng)荷載設(shè)計的安全系數(shù)加大2030為宜。 2、建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)加固方法 (1)增大截面法。增大截面法是用增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)筑物截面面積進(jìn)行加固的一種方法。它不僅可以提高被加固構(gòu)件的承載能力，而且還可加大其截面剛度，改變其自振頻率，使正常使用階段的性能在某種程度上得到改善，能有效減小結(jié)構(gòu)的動力風(fēng)荷載效應(yīng)。這種加固方法廣泛用于加固混凝土結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱和鋼結(jié)構(gòu)中的柱及屋架(補(bǔ)焊型鋼)以及磚墻、磚柱(增設(shè)磚或混凝土扶壁柱或混凝土圍套)等

6、。這種方法會減小使用空間，但會增加結(jié)構(gòu)自重。(2)外包鋼加固法。外包鋼加固法是一種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件(或桿件)四周包以型鋼進(jìn)行加固的方法，分干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。這種方法可以在基本不增大構(gòu)件截面尺寸的情況下提高構(gòu)件承力，增大延性和剛度，適用于混凝土住、梁、屋架和磚窗間墻以及煙囪等結(jié)構(gòu)構(gòu)件和構(gòu)筑物的加固。但這種方法用鋼量較大，加固維修費(fèi)用較局。(3)預(yù)應(yīng)力加固法。預(yù)應(yīng)力加固法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿或撐桿，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。這種方法可在幾乎不改變使用空間的條件下，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正截面及斜截面承載力。預(yù)應(yīng)力能消除或減緩后加桿件的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，使后加桿件有

7、效地參與工作。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以抵消部分荷載彎矩，減小原構(gòu)件的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫寬度。甚至可使裂縫完全閉合。因此，預(yù)應(yīng)力加固法廣泛用于混凝土梁、板等受彎構(gòu)件以及混凝土柱傭預(yù)應(yīng)力頂撐加固)的加固。此外，還可用于鋼梁及鋼屋架的加固。預(yù)應(yīng)力加固法是一種加固效果好而經(jīng)濟(jì)的加固方法，很有發(fā)展前途，其缺點(diǎn)是增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。(4)改變受力體系加固法。改變受力體系加固法是通過增設(shè)支點(diǎn)(柱或托架)或采用托梁拔柱的辦法去改變結(jié)構(gòu)的受力體系(計算簡圖)的一種加固方法。增設(shè)支點(diǎn)可以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算跨度，降低計算彎矩，大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，減小撓度，縮小裂縫寬度。當(dāng)對增設(shè)的支點(diǎn)施加預(yù)莊力時

8、，效果更佳。增設(shè)支點(diǎn)多用于大跨度結(jié)構(gòu)，但這種方法較多地影響了使用對于原由多跨簡支梁構(gòu)成的公路或鐵路橋梁及吊車梁等結(jié)構(gòu)，也常采用在梁上增配負(fù)彎矩鋼筋，補(bǔ)搗混凝土后澆層的加固方法加固。即把原來的單跨簡支梁變?yōu)槎嗫邕B續(xù)梁，改變梁的受力狀態(tài)，提高其承載力。在鋼結(jié)構(gòu)中，也常采用改變受力體系的加固方法，使部分桿件的內(nèi)力降低，提高結(jié)構(gòu)的承載力。例如，在鋼屋架平面外采用增設(shè)支撐析架、連桿、支點(diǎn)等辦法，使屋架由平面結(jié)構(gòu)變?yōu)榭臻g結(jié)構(gòu)；又如，把梁柱的連接由鉸接改為剛接等。(5)外部粘鋼加固法。外部粘鋼加固法是一種用膠粘劑把鋼板粘貼在構(gòu)件外部進(jìn)行加固的方法。常用的膠粘荊以環(huán)氧樹脂為主配成。這種加固方法的優(yōu)點(diǎn)是施工工期短，施工時可以不動火。加固后幾乎不改變構(gòu)件的外形和使用空間，卻能大大提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和正常使用階段的性能。采用外部粘鋼加固法時，通常是將鋼板粘于梁底受拉區(qū)，以提高梁的承載力。當(dāng)在梁側(cè)粘貼鋼板時，還可提高梁的斜截面承載力。這種方法常被