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建构筑物风荷载—在减灾、防灾方面的研究、设计与施工现状及对策 曾志攀（2005.1.11成文） (福建省建筑设计研究院 350001) 摘要：在福建风灾是最主要的自然灾害之一，每年都带来了巨大的经济损失和人员伤亡，在建筑物上如何避免风灾破坏，减灾防灾，。本文介绍土木学科风工程的研究现状及主要内容，目前我省部分建构筑物的抗风设计与施工现状，提出了一些对策及急需解决的问题，希望工程界及管理部门共同来防范风灾，减少损失。 风灾是自然灾害的主要灾种之一。据媒体报道，2004年 北美的“珍妮”、“查理”和“伊万”等飓风造成2000多人死亡，直接经济损失约500亿USD。2004年“云娜”台风也造成我国浙江省175多人死亡，直接经济损失200多亿。2003年6月23日“飞燕”台风造成福建省宁德市房屋倒塌6100间，损坏32.14万间。我国是世界上遭受热带风暴（台风）影响最多、最广、灾害最严重的国家之一。影响我国的热带风暴平均每年约有20次左右，其中登陆的约占40%，是日本的2倍、美国的4倍。据统计，我国平均每年受热带风暴（台风）的影响，平均每年损失达30多亿元。 随着经济的发展和科学技术的进步，近二十年中国内外建造了大量的重大工程建筑结构。仅在福州、厦门两地，已建和拟建的百米高层建筑多达几十栋。此外，还建造大量的大跨空间结构，省市的体育场、馆，会展中心等。强风作用下重大建筑结构的风荷载和动力响应是结构安全性和使用性设计的控制荷载。 土木结构风工程学科是一门综合气象学、空气动力学和气动弹性力学、建筑结构力学、振动工程学、实验力学等多学科的新兴交叉学科。其特点是工程应用背景强，理论研究难度大。重大土木工程结构在强风作用的风荷载和动力响应是结构抗风性能的核心内容。 尽管如此，由于现代结构风工程研究仅有40多年历史，加之这一研究涉及多门学科，理论和应用问题都非常复杂，我们还面临着很多有待深入研究的课题。目前，我们对一些大型复杂结构的灾害作用机理和抗灾性能尚没有完全清楚，更没有建立起有效方法；很多主要问题或相应的成果尚没有在规范中体现。我们除了需要解决这些尚未解决的基础性问题以外，还要面临很多新的挑战性问题。随着结构的高度更高、跨度更大、更轻更柔，结构的强风荷载动力响应出现了很多新的理论问题，实际工程应用也面临更大的困难。在大型结构的风灾机理和抗风灾性能研究方面，如能取得新的进展，大型复杂结构的设计将更科学、合理。 目前，土木结构风工程的主要研究内容包括：近地风特性、建筑钝体空气动力学和气动弹性力学、大型结构和低矮建筑结构风荷载和响应特性、建筑结构在强风作用下的破坏机理、建筑结构在强风作用下响应的控制方法、建筑结构在强风作用下的结构设计方法。主要涉及的工程对象为：大跨桥梁、大跨空间结构、高层超高层建筑、高耸结构（电视塔、输电线塔等）、大型工业结构（大型工程吊车、港口集装箱起重机、门座起重机、大型工程的施工机械等）、低矮民居。研究的主要方法包括：现场实测、风洞试验、理论分析和数值模拟。 以大跨桥梁、高层建筑、输电线塔等高耸结构和大跨空间建筑结构（特别是薄膜结构）为对象，力求在基础研究的层面上重点研究重大工程结构的风荷载作用机理。研究获得模型表面大量测点同步压力测量的方法；研究其荷载分布特征和理论描述；研究风荷载作用和结构响应机理；研究复杂结构风振动力响应的高效计算方法；研究结构抗风性能；研究复杂结构的抗风设计方法（主要包括等效静力风荷载的计算方法）；研究结构风荷载和响应的干扰效应及抗风设计方法；研究膜结构的气动弹性效应及风致响应研究方法；研究工程实用和规范方法。 目前国家规范中关于围护结构的抗风设计方法不够科学（主要是“阵风系数”的定义及计算不够科学，规范中给出的结果偏危险）。应深入研究围护结构风压分布的特征和规律，高校及研究机构应力争给出针对代表性建筑的围护结构风压设计公式，更科学地进行结构抗风设计。 强风和地震一样，目前人类尚无能力将之消除，结合认识的程度及现在各种结构的设计施工现状，剖析问题，拟定对策。 玻璃幕墙、屋面广告牌和支架 现代城市高层建筑群崛起，风对之有影响，而高楼对风也有影响，人们切身感受到的便是高层建筑群产生的“小区风”和“高楼风”，就是风的“群楼效应”。另一个情况是，几乎没有什么高层建筑不被广告牌光顾，这些非建筑物本身设施的商业性附加物，往往会因其牢固性不强而成为风灾发生时的第一杀手。所以，广告牌、灯塔、路灯杆的风载设计不可等闲视之，需要厂家和企业家为之进行新的设计和改造；由专业的设计单位进行设计，由专业的钢结构厂家进行加工安装。 随处可见的高层玻璃幕墙大厦、屋面广告牌，为风灾增添了新的隐患。目前高层建筑虽然有防风设计，但玻璃幕墙、及其上附加的大型广告牌和悬空支架等附属的结构成为人们普遍担心的问题。首先，广告牌