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建筑幕墙设计风荷载取值的再讨论(一) 中国幕墙网收集整理 作者:张芹 日期:2006-1-20 建筑幕墙设计风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。它的取值直接影响玻璃幕墙的安全，尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003指出，“经验表明，玻璃幕墙的设计主要取决于风荷载作用，对于体型复杂的幕墙工程或房屋高度较高（比如超过200m）的幕墙工程，应确保风荷载作用下的可靠性”，“一般情况下，对幕墙起控制作用的是风荷载。幕墙面板本身必须具有足够的承载能力，避免在风荷载作用下破碎。我国沿海地区经常受台风的袭击，设计中应考虑有足够的抗风能力。” 　　鉴于设计风荷载对玻璃幕墙设计的重要性，在台风过后，不少地区对台风给玻璃幕墙的影响进行了调查和分析，也有不少学者对玻璃幕墙进行了风洞试验和风力测试分析，提出了很多论文和报告，这些论文和报告对完善玻璃幕墙设计风荷载起极大作用，但也有些问题需要进一步探讨，现提出以下几个问题和全国同行们讨论。 一．玻璃幕墙设计风荷载计算中，基本风压是取50年一遇的基本风压，还是要提高到取100年的基本风压值 GB50009指出：“对于围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，仍可取50年一遇的基本风压。” 现在有些地方建设部门，以厦门9914号台风、浙江2005年云娜台风的瞬时风速为由，提出要改取100年一遇的基本风压。这是由于当地新闻单位误导的结果，厦门9914号台风阵风风速46米/秒，按厦门1958年~1961年221次风过程统计分析，瞬时风速为10分钟平均风速的1.45倍，按此折算10分钟平均风速为31.72米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为30.67米/秒），为11级风（风速28.5~32.6米/秒），不是14级风（风的等级表只有0~12级，12级为风速＞32.6米/秒，没有14级风），按厦门基本风压0.80kN/m2折算风速为35.78米/秒，即厦门9914号台风远未达到厦门50年一遇的基本风压；2005年云娜台风，温州阵风风速36.9米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为24.6米/秒），为10级风（风速24.5~28.4米/秒）未达到其50年一遇的基本风压0.60 kN/m2（折算基本风速31米/秒）；下大陈阵风风速58.7米/秒（按全世界平均值1.5倍折算10分钟平均风速为39.13米/秒），为12级风（风速≥32.6米/秒）但未达到其50年一遇的基本风压1.4kN/m2 （折算基本风速47.33米/秒）。说明玻璃幕墙设计风荷载取50年一遇的基本风压计算是可行的。 二．怎样评价风洞试验报告 《玻璃幕墙工程技术规范》JG102-2003规定：“玻璃幕墙的风荷载标准值可按风洞试验结果确定；玻璃幕墙高度大于200m或体型、风荷载环境复杂时，宜进行风洞试验确定风荷载。” 有的论文提出：“风洞试验值比规范更精确”。“ 风洞试验之所以精确，因为它真正模拟表现出了风对于不同建筑物的影响”。上海×××中心“由国际著名风工程专家×××主持×××边界层风洞试验室完成的风洞实验。其实验数据翔实，方法可靠，结论合理。”这些论点值得商榷。 我们要认识到，风洞不能自动创造某建筑物所在地点的风环境，并得出建筑物表面各处风荷载。建筑物所在地区的风速是通过风速仪等仪器长期观测纪录、并经数理统计分析得出的；对风剖面还要用高桅塔或高空气球来测得不同高度风速后进行数理分析、回归成公式来表述。因此不是风洞创造预定的风环境，而是人根据长期观测资料的分析结果确定风环境有关参数，风洞试验时在风洞中摸拟大风边界层流场，风洞中摸拟的风环境与再现的预计风环境近似程度完全取决于人对风环境有关参数的理解和运用。如果风环境参数选择不当，则模拟的风环境与预定情况大相径庭。同时还要指出风洞试验的结果主要是体型系数—来流风压与建筑表面实际（压）吸力的比值，也有的风洞试验可在风洞中的各高度调整风速来测得不同高度的压力系数(即体型系数与风压高度变化系数近似乘积)，各处的风荷载是将测点的压力系数乘以风洞对应点风速换算成实际风环境中风速计算出来的风压，即风荷载是计算值，而不是直接从风洞试验中得到，在计算中采用的风环境计算参数取值直接影响风荷载计算结果。 上海×××中心风洞试验报告中“×××对上海风环境进行研究后，在其风洞试验报告所选用的梯度风风压为1.5KPa。这与按规范GB50009中上海地区50年回归期基本风压0.55 KPa，并经风压风速转换后利用规范公式7.6.2-2推导的结果比较，×××的梯度风风压结论介于地粗面糙度A类B类之间，而不是通常认为的陆家嘴地区为地粗面糙度C类。”上海地区基本风