大跨度屋盖结构抗风设计缺陷和对策

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1、大跨度屋盖结构抗风设计缺陷和对策　　摘要：本文分析了当今大跨度屋盖结构的抗风设计方法，并指出了其缺陷，而后探索了相应的对策，以解决现实问题。Abstract：Thispaperanalyzestoday’swindresistantdesignmethodforlargespanroofstructure，andpointsoutitsdefects，andthenexploresthecorrespondingcountermeasuresinordertosolvepracticalproblems.关键词：大跨度屋盖

2、建筑；结构设计；缺陷；对策Keywords：largespanroofstructures；structuredesign；defect；countermeasures中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）32-0114-02作者简介：陈艳（1970-），女，海南三亚人，本科，结构中级工程师，研究方向为土木工程；梁鹏（1973-），男，海南三亚人，本科，结构中级工程师，研究方向为土木工程。1大跨度屋盖结构的发展现状7纵观人类发展史，从石器时代到冷兵器时代，再到电气信息化时代，我们人类的

3、进化就是运用我们的想象力来不断拓展与完善我们的生存空间。这种进化体现在建筑方面，就是对屋盖结构跨度逐渐增大。解决这个问题我们要从两个方面入手，一是寻求强度韧性较高的材料，二是科学合理的设计观念和原理。只有满足这两方面的条件，屋盖结构才能完全满足人们的生活需求。由于不同时代空间技术和材料的局限，产生不同的跨度结构。古代中国技术工匠采用木材构造梁柱，古罗马人运用砖石建造的宫殿跨度，非常浩大工程量的屋盖也远远不及当今的跨度。随着人类社会进步，钢材和水泥等新材料的出现，实现了跨度新突破，其硬度超过高强度的木料和砖石材料，与此同时，

4、力学研究也突飞猛进，力学全新的理论使人们在建筑设计结构理念方面有了质的突破。大跨度屋盖结构的材料包括钢筋混凝土，其基本原材料是水泥和钢材。接着，大胆的设计和理念广泛为设计师们运用，以钢架托起的大跨度屋盖此起彼伏，或者铝合金材料的的网格架也被应用在大跨度的屋盖设计上，有的场地在下雨天还能关上屋顶，在晴天可以打开硕大的屋顶让人们沐浴阳光。这些例子都强有力地证明了大跨度屋盖完成突破的两个条件，即理念和技术上进步。近年来，随着科技日益进步，一些条件非常优越的合成材料出现，其轻度更低，硬度更大，屋盖的跨度和技术又有了质的飞跃，促进了

5、大跨度屋盖结构理论的全面升级。这些都证明了大跨度屋盖结构理念的发展过程，及其技术进步，一个国家的建筑业的发展程度，大跨度屋盖结构的设计技术无疑可以作为一个鲜明的标志。72大跨度屋盖结构的抗风设计存在的缺陷及分析2.1大跨度屋盖在外形设计方面的问题风压在屋盖表面的分布很不均匀。如低层房屋通常采用坡型的屋盖，采用四个坡面的房屋整体上抗风性能比较好，而人字形的普通坡面房屋的抗风性能则很差。通过分析很多实例后不难发现，屋盖被大风掀翻都是先在角落、边缘、屋脊等处发生破坏。由于屋盖结构的特殊形式，使得风载荷在屋面悬挑上部最大，尤其是直

6、接迎风处。屋盖边缘的承担载荷非常大，且由于风向的变化莫测，使得屋盖上的受力也剧烈变化，承载大小与悬挑部分的水平倾角、长度、形状等都有关系。这种特殊的设计形式，使得最大承载力集中分布在屋檐角、屋脊上、坡面拐角处。据此而知，屋盖外形及局部形状选择，对屋面承担风载大小和承载处都有很大影响。在屋面选型上要保证形状合理，减轻风载荷的影响，可以有效提高屋面的抗风能力。7此外，有些屋面形状也能导致建筑物损坏，甚至有些屋面被风整体掀掉，国内外均出现类似的情况，这一破坏类型包含很多共性，第一，为了更好地延伸屋盖跨度，采用更轻质的材料，如建筑

7、膜材料。由于其频率较低，在外力作用下易产生共振，造成屋盖破坏，进而导致人员伤亡和财产损失。第二，屋盖载负物体与房体连接力太差，一遇强风便被风掀翻，屋盖支架倒塌或掉落。第三，屋盖面对强风的压力，破坏总从拐角、屋顶脊梁、屋盖边缘悬空处发生，或者由于邻家屋顶发生破坏，使屋盖也被触动，进而发生破坏。据此而知，屋盖覆盖物跟支架的连接力必须加强，屋盖支架跟房体的衔接必须稳固，屋面拐角、边缘悬空部分、屋脊处的连接力必须提升。2.2大跨屋盖在建造过程中存在的问题在大跨度屋盖建造过程中，不仅面对技术和材料上的难题，还有主观因素。主要体现在：

8、第一，在面对建筑划分地址过程中，没有考虑一些自然因素，例如在江堤、海边、山巅、山腰、旧河道、或者大片空地上等一些气候多变区选址，建筑体很容易受到劲风和潮水的袭击。第二，建筑群布局不合理，缺少科学合理的规划，一旦发生事故，易产生“多米诺”效应，建筑整体受到威胁。第三，建筑工期安排不合理，未完工就遭遇强风袭