HT海半山项目位于珠海市斗门区白藤片区,占地面积14.3万平方米,建筑面积40万平方米。剪力墙结构30层,建筑总高度90 m,屋面为高层四坡屋面,采用块瓦。檐口设有外天沟,檐口的悬挑长度800 mm,高度500 mm。根据GB 50009—2001,设计基本风压为0.85kPa,地面粗糙度为B类。2015年投入使用,2017年“天鸽”强台风过境后屋面块瓦等围护结构缺损面积10%~50%,风灾破坏等级为中等破坏,其破坏特征是:
(1)建筑场地风环境:从图5.2.4-1所示的HT海半山项目立面照片可以看出,场地环境属于不利建筑场地风环境,南边为小山。该小区位于山坡上,而且半山而建,小区地面离山脚约18 m高,角度70o。风压高度变化系数按平坦地面的粗糙度类别由《建筑结构荷载规范:GB 50009—2012》的表8.2.1确定为1.93。风压高度变化系数还应考虑山坡地形条件的,建筑物顶部处的修正系数η根据式3.5.2-1计算结果为2.02,风压高度变化系数最后为3.89。对比平坦地面5层(20 m)高的教学楼风压高度变化系数1.23,HT海半山项目风压高度变化系数高出3.16倍,实际风荷载标准值也是高3.16倍。由于坡屋面高度超过了山顶高度,实际风荷载标准值还会加大。
(2)坡屋面:设计图纸要求使用挂瓦条挂瓦工艺,见图5.2.4-2。屋面倾角约45°,迎风面风荷载体型系数为正,受正风压作用,破坏比背风面严重,设置外天沟檐口女儿墙高度不变,随着檐口外伸长度的增加,迎风面负风压减小,檐口块瓦风致破坏少,见图5.2.4-3。现场实际上采用有砂浆卧瓦施工工艺,屋面埋设短钢筋,虽然块瓦采用单股18号铜线穿过块瓦预留的一个孔与短钢筋连接,见图5.2.4-4,但是由于施工质量不过关,水泥砂浆施工成长条状,块瓦中间没有砂浆,块瓦与砂浆的粘结面过小,且块瓦与屋面没有连接措施。迎风受正风压作用,块瓦中间存在空腔而且正风压很大导致块瓦被压断,块瓦压断后与砂浆分离,而且90 m高度的屋顶风压特别大,导致风致破坏。现场发现块瓦材料质量存疑,有欠火、分层缺陷存在,比较酥松,强度感觉偏低,不符合规范《烧结瓦:GB/T 21149—2019》的要求。
(3)屋脊、檐口边角部位:边角部位由于来流产生分离,风荷载体型系数为负,屋脊砂浆基本饱满,屋脊部分脊瓦被负风压掀开破坏,见图5.2.4-5。屋檐风荷载体型系数为负风压,设置外天沟檐口女儿墙高度不变,随着檐口外伸长度的增加,有利于迎风面负风压减小,檐口块瓦破坏少。块瓦风致破坏后,首先坠落在外天沟上,减少坠落到小区地面的概率,见图5.2.4-3。
(4)风致破坏后返修:返修方案是加强块瓦与钢筋混凝土屋面之间的连接,先采用双股18号铜线穿过块瓦预留的一个孔与绑瓦钢筋网连接,砂浆饱满度满足要求,见图5.2.4-6。返工后通过验收,顺利抵御了2018年台风“山竹”的袭击。
图5.2.4-1 塔楼的北立面
图5.2.4-2 设计采用挂瓦条挂瓦工艺(www.xing528.com)
图5.2.4-3 迎风面破坏
图5.2.4-4 使用单股铜线连接
图5.2.4-5 脊瓦破坏
图5.2.4-6 块瓦屋面返修过程中
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