斗门区NM小学教学楼项目位于斗门区斗门镇,为四层框架结构学校建筑,建筑面积3624 m2,层高3.6 m,建筑总高度14.4 m。项目已于2014年底交付使用。根据GB 50009—2001,设计基本风压为0.85kPa,地面粗糙度为B类。因受“天鸽”强台风影响,斗门区NM小学项目铝合金外窗风致破坏严重。
(1)建筑场地风环境:根据斗门区NM小学教学楼项目的总平面可以看出,教学楼处于小山的山顶位置,高度约16 m,山坡在迎风面一侧的坡度为30°,见图5.3.3-1。对于山峰的建筑物风荷载明显存在差异,场地风剖面与B类粗糙度有偏差。除可按平坦地面的粗糙度类别由《建筑结构荷载规范:GB 50009—2012》表8.2.1 确定外,风压高度变化系数还应考虑地形条件的修正,修正系数η 根据式2.3.2-1,计算得出修正系数η为1.42。风荷载被低估,荷载标准值比平坦地面建筑高出1.42倍,设计图纸采用3000 mm×2400 mm的大窗,受风面积大,但是对外窗并没有加强措施,是外窗风致破坏一个重要因素。
(2)外窗风致破坏情况:斗门区NM小学教学楼项目铝合金窗设计图纸采用70系列推拉窗,铝合金型材厚度为1.4 mm,钢化玻璃厚度为6 mm,设计图纸未注明窗框与外墙连接节点做法,无铝合金窗深化图纸,主要受力杆(中挺)没有加强要求。无法核查在“天鸽”强台风过境时门窗是否关紧,台风过后迎风面(无走廊一侧)的铝合金窗受正风压影响,风致变形破坏,破坏形式为铝合金窗框与墙体连接节点失效,整个窗直接墙上脱落,坍塌破坏,见图5.3.3-2,远离照片方向是迎风面。外窗面积大,风荷载大,但窗框与外墙连接节点间距过大,数量明显不足,是外窗破坏一个因素,见图5.3.3-3。窗框与外墙连接处的砂浆剪切破坏,见图5.3.3-4。部分窗框与外墙连接节点锈蚀,锚固力降低,见图5.3.3-5。迎风面(无走廊一侧)的铝合金窗风致破坏后,风直灌入室内,导致风致内压升高,背风面(走廊一侧)外窗产生挠度变形,造成玻璃爆裂,不锈钢门也产生塑性变形,见图5.3.3-2,拍照片时学校将走廊一侧的外窗和不锈钢门拆除。来流在侧立面产生绕流、旋涡,引起强烈的负风压,侧立面楼梯间处有推拉窗窗扇风致破坏坠落,见图5.3.3-6。核查相关铝合金门窗资料,未见设计计算书,设计图纸未见节点图,未见抗风压性能指标,仅有外窗尺寸分格大样图。
图5.3.3-1 建筑场地风环境
图5.3.3-2 迎风面整个窗与外墙连接失效破坏
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图5.3.3-3 迎风面窗框与墙体连接节点数量不足
图5.3.3-4 窗框时墙体抹灰层剪切破坏
图5.3.3-5 窗框锚固点锈蚀
图5.3.3-6 侧立面楼梯间大窗窗扇脱落
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