结构台风灾害与抗风设计-钢结构工程风致破坏形式

经过大量调研，钢结构工程占房屋建筑风灾致损的比例最高。本次调查的“天鸽”强台风后已发现有损坏的50个钢结构厂房案例，各种破坏形式统计结果见表3.13.1-1，其中围护结构破坏比例最高（占80%）。［13］

表3.13.1-1　50个钢结构厂房风灾致损统计结果

五种破坏特征分别是：

（1）在进行钢结构设计时，是参照国标荷载规范或者省标荷载规范给出的某个地区50年或100年重现期基本风压值。经过将台风登陆最大风速以及瞬时风速进行时距和地貌类别转换后，可以看出“天鸽”台风风速略大于规范中定义的基本风压，考虑到结构在进行承载力极限状态设计时，风荷载设计值还需乘以1.4的分项系数，表明大部分结构在“天鸽”台风作用下具备足够安全储备，这与本次调查50个案例发现有4个案例发生主体结构破坏的情况基本一致。(www.xing528.com)

（2）金属围护结构及其连接局部破坏具有普遍性，表明设计、施工时未引起重视。造成围护结构及其连接局部破坏的最主要因素是设计单位没有进行认真的专项计算，构造做法随意复制，另外施工单位施工时存在部分围护结构尺寸偏差较大、密封性差、连接点数量偏少情况，容易导致局部破坏。气流在钢结构建筑迎风面分离后，在金属屋面的下游区产生再附，分离区的高湍流产生旋涡，当旋涡脱落时产生很大的负风压。钢结构建筑的抗风薄弱部位局部脉动风压过高，金属围护结构及其连接处首先风揭破坏，造成其他部位屋面围护结构连续风揭破坏。

（3）风致碎片引起的破坏。强风卷起建筑场地周边的沙、石、树枝、垃圾、建筑围护构件破坏后散落下来的碎片，直接高速撞击建筑物，经常导致像窗玻璃这样的脆性围护构件破坏。目前国内规范对风致碎片引起的破坏未引起足够的重视。

（4）由于薄弱部位的围护结构局部破坏，钢结构厂房由封闭结构变成部分开敞式结构，内风压瞬间增大，内风压和外风压产生荷载效应叠加，风荷载超过规范规定的设计值，导致钢围护结构发生破坏［14］，严重的导致门式刚架、屋架、山墙倒塌等。目前国内规范对瞬间增大的风致内压导致结构发生破坏研究不多，未引起重视。

（5）跨度超过36 m的柔性结构或风敏感结构破坏，风压脉动对结构产生风振的影响，风振效应显著，未结合风洞试验数据按随机振动理论分析结构响应，并以位移、杆件内力或支座反力等作为控制目标，确定等效静风荷载，导致金属围护系统或主体结构构件损坏。