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一般的超高层能抗几大发快3级台风

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  台风和地震是检验建筑是否合格的两个标尺。这次的「山竹」台风,把深圳的一些海景豪宅的问题都出来了。

  位于蛇口的豪宅深圳湾一号因楼体摇晃幅度大,隔离措施差,台风倒灌室内,电梯不敢开门了,大发快3官网,居住在高层的业主只能走楼梯,一位45层的业主居然走不动了……

  高层建筑的外结构在历次强台风袭击中,均遭受较大的损坏。地处台风风口、以及风致效应明显的区域,外结构的特别严重。

  “外墙、外窗、幕墙应进行专门的抗风设计,外立面应尽量光滑平顺、简约简洁,避免采用外形复杂或造型奇异的建筑立面。被摧毁玻璃门的华侨城就是因为采用突出整体框架的、单块面积过大的玻璃,才造成这样的后果。”一位建筑结构专家对此次事件点评道。

  抗风设计是建筑设计里一个重要的范畴,它不仅包括结构抵抗风荷载的设计,还包括对风、污染扩散和烟囱效应等多个课题的研究,这里仅对抵抗风荷载部分进行讨论。

  小栖查阅资料显示,高层建筑的风荷载包含三部分,平均风压产生的平均风力(静态荷载),脉动风压产生的随机脉动风力(动态荷载);由于风致建筑物振动产生的惯性力(动态荷载)。高层建筑的动态荷载不容忽视,但要准确地确定风荷载,必须依靠风洞试验。

  结构抗风设计主要分为建筑表面结构的抗风设计和主体结构的抗风设计两方面。在表面结构的抗风设计方面,主要是指建筑外表面的围挡物品,如门、窗、外墙等。

  对于现代超高层建筑来说,最主要的围护结构就是玻璃幕墙。这部分的抗风设计比较简单,主要是通过风洞试验测出其表面风压系数或体型系数,从而计算出作用在结构上的风压。通过这些得到的风压便可以对结构进行设计。国家标准中对玻璃幕墙设计标准,高楼层的窗户必须安装钢化玻璃,钢化玻璃的强度可以有效抵抗台风,承受风压的上限值为12级台风。

  据中国气象局介绍,玻璃中间部分较为脆弱,所以在玻璃窗贴叉的胶带,可以增加玻璃的韧度,降低玻璃振动的频率。这不但可以对抗较大的风压,也可以防止玻璃破裂时四溅伤人。最好使用封箱带以对角线交叉或米字型的贴在窗户内侧,并且最好贴到窗框之外,让玻璃中心有较佳的支撑点。

  对于保温层的抗风压,朗绿的工程师表示:“关于保温的抗风压的问题,可以从两个方面来解释,第一点,外保温的系统构造是保温板通过水泥基粘结剂和断热锚栓复合固定在基层墙体上的,水泥基的粘结剂和锚栓的数量是要经过抗风压的计算以及抗震设计的。第二点,外保温在选择保温材料的时候,要求保温材料的抗拉强度要达到 0.1 Mpa,保温材料本身也要达到一定强度,如果建筑超过 100 米,在台风区域就要考虑内保温和自保温系统了,例如在我国的华南,就是自保温和外保温系统为主。”

  对于保温层脱落的原因,被动式建筑联盟专家表示主要有以下四点:“1 、外保温的粘结材料使用量不达标; 2 、使用了劣质的粘结材料; 3 、抹面材料和网格布的干搭接,造成无效的保温系统抹面层; 4 、使用的锚栓数量没有经过抗风压设计; 5 、锚栓没有达到有效的锚固深度,锚栓需要锚入基层墙体,而非找平层。”

  相比于外立面、窗户门框这些表皮结构抗风,我们更应该关心的是主体结构的抗风设计,因为这才是真正关乎身家性命的事情。毕竟外立面剥落了还可以再贴,玻璃幕墙破裂了还可以再换,可主体结构出了问题却是无法的。

  高层建筑可用的材料有很多种,钢( S )、钢筋混凝土( RC )、型钢混凝土( src)……形式也不少,框架、剪力墙、支撑、框筒、筒体、巨型框架……不同材料和形式进行排列组合,产生的建筑效果也是不同的,比如 src筒体+ RC 框架, RC 筒体 +S 框筒,RC剪力墙 +S 框架, src框架 +S 支撑……

  这就我们像小时候堆积木,用多少块积木、每块积木放在哪里、横放还是竖放,这些都直接影响着建筑整体的稳定。不同排列组合出来的建筑,在台风时所产生的位移也是不同的。

  “ 以混凝土剪力墙结构为例,上下层相对侧移取层高的 1 / 1000 ,顶部绝对侧移取整个建筑高度的 1 / 1000 。 ” 来自中南置地的结构工程师为小栖举了个例子。

  这就是说。一栋混凝土剪力墙结构的高层建筑,层高 3 米,楼高 100 米,那么每层地板和天花板的最大侧移就是 3m 乘以 1 / 1000 ,即 3mm ;而整栋楼绝对侧移就是 100m 乘以1/1000 ,即 10cm 。

  不同的结构材料和形式没有绝对的优劣之分,到底选择哪一种组合就需要因地制宜,跟投资、场地条件、工期等因素都直接相关,效果、时间、成本都需要开发商来权衡利弊。「钢结构是 1/300」,单就位移这一项因素来看,「钢结构弹性允许值会比较大」。

  高层建筑,尤其是动辄几百米的超高层建筑,经常会借用的外力是质量调节阻尼器,能有效减少强风力对超高层建筑产生的摇晃。当建筑超过 6 级以上强风时,建筑内的人就会产生轻微摇晃。阻尼器就可以通过逆向转动来“抵 消”一部分的摇晃。

  就拿这次被网 传“掉玻璃”的深圳平安金融中心(已)来说,从结构设计方面,竖向有八根巨型钢柱,每根巨柱的抗压承载力都超过 10 吨;横向有 7 道桁架层紧紧箍住建筑主体。但是同样需要借助阻尼器来抵御强风的摇晃。

  “ 天分决定了你的上限,后天的努力只是去接近这个上限。方案阶段的这些东西就决定了建筑物抗震抗风能力的上限。 ”

  竖向立柱、横向桁架层、 阻尼器这些都是高层建筑抗风抗震的「后天努力」,真正决定建筑「天分」的是最初是的方案设计,是对建筑外型的构思和建造。

  单纯从抗风抗震的要求出发,最好的方案就是完全没有特色的圆柱体或者正多棱柱。我们仔细观察 400 米以上的超高层建筑,基本上也都是这种造型。但是对于没有那么高的普通建筑来说,建筑设计追求的是标新立异、自成风格,圆柱体或正多棱体未免过于呆板。

  “ 建筑物的先天抗震抗风能力的优劣,往往取决于结构工程师和建筑师谁在矛盾中占优。 ”到底是选风格还是选结构,建筑师和结构师的矛盾几乎无法调和。

  在这场难以避免的 battle 当中,谁胜谁负在国内外是截然相反的。拿邻国日本来说,结构工程师占领着制高点,怎么稳定怎么来,丑一点没关系。走在东京、大阪的街道上,两边林立的建筑都非常的规整,“ 日本的高层建筑柱网、平立面都非常简单 ”。

  但是回看国内,也许是面临的灾害无论是频次还是强度上都无法同我们的东邻相比。所以无论是豪宅建筑,还是超高层建筑,都一度沦为建筑设计师的战场。这里扭个弯儿,那里突个角,开发商也乐于去宣传独树一帜的建筑艺术风格。至于抗风抗震的问题,在达到基本条件的基础上,谁还想去做的更多呢?

  台风“山竹”强势来袭,影响华南西南,或成今年风王。2018年9月7日20时,山竹在西北太平洋洋面上生成 ;9月15日,台风山竹从菲律宾北部登陆 ;15日18时,广东省防总决定将防风Ⅱ级应急响应提升至Ⅰ级 ;16日17时在广东台山海宴镇登陆,登陆时中心附近最大风力14级,中心最低气压955百帕。

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