钢结构建筑山墙端区属于风荷载敏感区,在“天鸽”强台风中破坏比较普遍,其破坏特征是:
(1)门式刚架建筑(全钢结构)的山墙主刚架垮塌。封闭式门式刚架建筑的山墙围护结构为檩条+压型钢板,重量轻,刚度小,柱间支撑的布置对山墙抗风性能影响大。在主刚架承受纵向风荷载时,按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范:GB 51022—2015》第4.2.2条,要求山墙的最大体型系数+0.43,按照《建筑结构荷载规范:GB 50009—2013》第8.3.1条,要求山墙的最大体型系数+0.80。如果仅按门规计算会导致山墙主刚架风荷载效应偏小。如图3.8.1-1,门式刚架厂房柱间支撑设置在第二开间,未能直接抵抗山墙的迎风面风荷载,山墙是受正风压作用向厂房内部垮塌。
(2)重型钢结构厂房(全钢结构)的山墙围护结构破坏。封闭式重型钢结构厂房的山墙主刚架截面大、刚度大、承载力强,很好地抵抗了风荷载。计算山墙围护构件及其连接时,按照GB 50009—2013的第8.3.3条,侧向风荷载作用下计算山墙的围护构件及其连接时,角部的局部体型系数最大为-1.40,负风压很大,容易导致山墙的围护构件及其连接破坏。如图3.8.1-2所示,山墙的围护构件压型钢板是受很强的背风面负风压往外拉脱的。
(3)山墙为砌体结构的破坏。山墙为砌体结构时,重量大、刚度大、抗侧刚度大,变形小,砌体山墙总体上基本完好。按照GB 50009—2013的第8.3.3条,端区的局部体型系数并没有特别提高。如图3.8.1-3所示,端区的钢结构屋面属于风荷载敏感区域,负风压很大,导致端区屋面围护结构被掀破坏。本次调查有一个项目靠近海边,属于重型钢结构厂房,檐口高度16.60 m,按照GB 50009—2013第8.3.3条,侧向风荷载作用下计算山墙的围护构件及其连接时,角部的局部体型系数最大为-1.40,负风压很大,山墙多处产生开裂,见图3.8.1-4。
图3.8.1-1 钢结构山墙垮塌破坏
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图3.8.1-2 重型钢结构厂房山墙损坏
图3.8.1-3 砌体山墙完好,端区屋面破坏
图3.8.1-4 砌体山墙开裂,端区屋面破坏
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