屋面风荷载设计的探讨和建议

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1、屋面结构的设计一般仅考虑自重、雪载、施工荷载，而风的作用常被忽略。这是因为在许多场合下，认为风荷载的影响不大或风引起的吸力对屋面结构有利。实地调查结果表明，大型现代建筑在风作用下整体被破坏的例子并不多见，但其局部表面饰物脱落或屋面局部被掀开以致整个屋面遭受风荷载破坏的例子却时有发生。尤其是受到台风、大风袭击致使整个屋面遭受风荷载破坏事例更多。　　一、一些破坏事例　　1．2004年14号强台风“云娜”　　2004年8月12日，14号强台风“云娜”在浙江省温岭市石塘镇登陆，台风登陆时中心气压950百帕，台洲椒江大陈最大风速达58.7m/s，大大超过12级台风36.9m／s的上限，台州市所有

2、市县区都观测到12级大风，10级风圈达180公里，其风速之大，杀伤力之强，为浙江省历史上所罕见。直接经济损失181.28亿元。黄岩江口粮库屋顶、路桥区金清蓬街两镇2.7万亩蔬菜大棚被掀翻,驱车城乡不时可见被掀翻的房屋和倒坍的广告牌。　　2．2002年16号台风　　2002年9月7日中午12时，平阳县南麂岛出现了56.7m/s的大风，洞头和乐清也分别出现了43m/s和38m/s的当地最大风速。从9月7日凌晨到晚上11时，温州平均降雨量达到137.4mm。苍南县马站镇降雨量超过250mm。金乡镇全镇还有30多间房屋和两间厂房倒塌，初步估算损失超过3000万元。房子屋顶被台风掀翻，坍塌部位在

3、楼梯间，从四楼到一楼露出一个大洞。几乎所有出事房子都是近几年建造的新房，目前全镇发现这样死亡有5人。　　3．河南省体育馆遭9级风破坏　　体育中心东罩棚中间位置最高处铝宿板和固定槽钢被风撕裂并吹落100m，三副30㎡的大型采光窗被整体吹落，雨蓬吊顶吹坏。而且大部分破坏都是由于负风压所引起的，从图上看来，屋面板给掀了，主体结构好像没什么大碍？根据当初的设计要求，河南省体育中心应能抵抗10级以下大风。按照当天气象局一观测点的观测，通过观测点的大风最高时速达24.7m/s。　　4．风雨逞威上海大剧院部分屋顶险被揉成“纸团”(图)　　2003年8月2日下午1时15分左右，雷暴雨中突如其来的旋风，

4、居然把上海大剧院的屋顶掀去了一大块。掠过上海大剧院，把剧院东侧顶部中间的一大块钢板屋顶生生卷起，移动约20m左右，又砸在剧院顶部中间的高平台上。屋顶东侧中部已露出了约250㎡的一个大“窟窿”。卷起的这一大块钢板屋顶，被旋风撕裂成两段，已揉成皱褶不堪的纸团一般，20多名工作人员合力搬动，也难以移动；3cm宽的避雷钢带，已卷成了麻花形；顶楼平台上直径达10cm粗的不锈钢防护栏，也有10多m被旋风扭曲。　　5．台风袭击广州
　　海珠区一间汽车修理厂的屋顶被刮倒，屋内一名正在看电视的年轻男子当场被砸死。一阵狂风从屋外刮进来，将顶上的屋顶吹得鼓了起来，接着又迅速压下来，就在此时，忽然“轰”

5、的一声巨响，铁屋顶在压回原状的过程中猛地倒塌下来。　　6．1989年9月4日美国南加利福尼亚遭受HUgo飓风　　实地调查结果表明，49%的建筑物仅有屋面受损损害的情形各异，有局部的屋面覆盖物或屋面桁架被吹走或破坏，甚至整个屋面结构被吹走。从破坏部位来看，大多数屋面风致破坏发生在屋面转角、边缘和屋脊等部位。在国内，1994年问号台风在浙江温州登陆，给该地区造成巨大损失。灾后调查表明，该地区的房屋屋面受损严重。这些都表明了屋面与主体结构相比更易产生风致破坏。　　二、探讨及建议　　随着建筑科技和施工工艺的逐渐进步，大量形式新颖、质量轻、柔性大的大跨度屋面不断涌现，对屋面风荷载设计带来新的课题

6、。现对其中一些屋面风荷载设计问题探讨及建议如下：1．台风地区的屋面基本风压的重现期取值按《GB50009》附表D.4提高到100年为宜2004年云娜台风袭击的浙江省椒江大陈地区：实测风速58.7m/s，换算为基本风压值约为2.15kN/m2，大于《GB50009》附表D.4中浙江省所有地区的100年重现期的基本风压值。椒江大陈以外相邻地区实测风速36.9m/s，换算为基本风压值约为0.85kN/m2,大于《GB50009》附表D.4中浙江温州地区的100年重现期的基本风压值。2002年16号台风9月7袭击浙江省平阳县南麂岛，出现了56.7m/s米的大风，换算为基本风压值约为2kN/m2

7、，大于《GB50009》附表D.4中浙江省所有地区的100年重现期的基本风压值。浙江温州的洞头和乐清也分别出现了43m/s和38m/s的当地最大风速。换算为基本风压值约为1.15kN/m2和0.9kN/m2,大于《GB50009》附表D.4中浙江温州地区的100年重现期的基本风压值。
虽然以上仅为两次台风袭击浙江地区的资料,多次风灾调查表明，房屋屋面受损严重。为慎重起见，建议：台风地区的屋面基本风压的重现期取值按《GB50009》附表D.