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淺談在既幕墻安全鑒定中不能忽視的建筑風環(huán)境變化因素

文檔作者：劉立創(chuàng) 吳來鋒孟凡淳文檔來源：深圳市恒義建筑技術有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月17日
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目國1
阻刈1
淺談在既幕墻安全鑒定中不能忽視的建筑風環(huán)
境變化因素
劉立創(chuàng)吳來鋒孟凡淳深圳市恒義建筑技術有限公司
摘要：通常一個建筑的生命周期里，．X-周圍的建筑環(huán)境都是從稀疏到密集的一個發(fā)展的過程，從而改變建筑物的存在環(huán)境，這將對建筑
物幕墻結構及主體結構產(chǎn)生重大的影響。在既有建筑幕墻鑒定的過程，一般都是只關心到-X-的材料及安裝的質(zhì)量問題，較少深入探討既有tt．墻
全生命周期的環(huán)境變化帶來的影響。本文在結合大量的幕墻設計、幕墻檢測與鑒定實踐的經(jīng)驗，對既有建筑幕墻安全性鑒定中的一些設計復核、
現(xiàn)場測試及檢查的關鍵技術進行了研究與探討分析，提出了必須根據(jù)建筑幕墻所在場地環(huán)境狀況的變化，重新驗算幕墻設計計算書的合理性，
對既有幕墻的安全性鑒定具有一定的指導作用。
關鍵詞：建筑幕墻；安全．陛；鑒定；結構群風效應
1概述
安全性鑒定，是指由具有建筑幕墻檢測資質(zhì)的單位和具有
建筑幕墻設計資質(zhì)的單位，依據(jù)現(xiàn)行有關的技術法規(guī)、技術標
準，對既有建筑幕墻進行現(xiàn)場檢查、測試、分析、驗算、評估，
并對確定的剩余使用年限內(nèi)，幕墻面板與支承構件、連接構造
是否具有確保安全使用的承載能力，金屬構件及連接件是否產(chǎn)
生影響承載力的腐蝕和銹蝕，防火、防雷構造是否符合規(guī)定要
求等所作的審查與綜合判斷。針對建筑幕墻的安全性鑒定檢測
技術，主要是考察既有幕墻結構的安全性、適度的耐久性和可
維持正常使用的基本功能這幾個方面的功能，確保幕墻在一定
時期內(nèi)的正常使用和安全。多數(shù)單位針對幕墻的鑒定工作還僅
僅停留在對結構、材料、加工與安裝工藝的判定方面，這是不
能完全滿足實際既有幕墻安全性鑒定的要求。
2建筑風環(huán)境的變化對既有建筑幕墻的影響
在飛速發(fā)展的中國的，一個地區(qū)從荒野到高樓林立的發(fā)展
過程，地貌類型從A類到D類的變化，可能只要十幾年或者幾
年的時間。在這快速的城市化進程中建立起來的建筑物的受風
荷載情況必然發(fā)生重大變化，所以在《廣東省建設廳既有建筑
幕墻安全維護管理實施細則》(粵建管字(2007)122號)中，
關于幕墻的定期檢查應符合下列規(guī)定：幕墻工程竣工驗收一年
后，建筑幕墻的安全維護責任人應對幕墻進行一次全面的檢查，
此后每五年應檢查一次；超過設計使用年限的幕墻應每年檢查
一次。這不僅僅是指對既有幕墻的安裝施工質(zhì)量、幕墻材料的
老化程度，原有設計計算的復核的檢測與審查，更重要的是確
定其所在的建筑風環(huán)境狀況是否發(fā)生了重大變化。
《建筑結構荷載規(guī)范》指出：風壓高度變化系數(shù)應該根據(jù)
地面粗糙度類別確定。地面粗糙度類別劃分：A、B、C、D四類：
A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、
鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)；C類指有密集建筑
群的城市市區(qū)：D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。
由幕墻的受力計算公式可以知道，幕墻所處的場地地貌的類型
直接影響到其受荷載的情況，進而會影響到既有建筑幕墻的受
力形式發(fā)生變化。
3結構群風效應的作用方式
現(xiàn)代城市的發(fā)展產(chǎn)生了密集的建筑群。由于相鄰建筑物的
干擾，受擾高層建筑的風荷載大小及性態(tài)與其在孤立狀態(tài)下相
比會有較大的變化，即建筑群之間存在靜風干擾效應。已有的
研究認為表現(xiàn)為“遮擋效應”，且建筑物相距越近，建筑密集
度越高，其遮擋效應越明顯。這里介紹一下，我們進行的深圳
嘉里建設廣場二期工程群體風洞試驗研究的有關內(nèi)容，并將試
驗結果與規(guī)范提供的體型系數(shù)進行比較。
3．1主體結構設計用體型系數(shù)
3．1．1按規(guī)范進行計算
《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3—2002)中有關
超高層建筑風荷載計算的規(guī)定如下：
(1)第3．2．8條中指出房屋高度大于200m時宣采用風洞
試驗來確定建筑的風荷載。
(2)第3．2．5條中第5點指出計算主體結構的風荷載效
應時，在需要更細致進行風荷載計算的場合，風荷載體型系數(shù)
地可按附錄A采用，或由風洞試驗確定。對矩形平面，體型系
數(shù)取值按下表確定。
地， }ls2 pn }l“
。．8。一0．4S+0．03--譬) _o．60 一0．60
其中兒，、鼬分別為迎、背風面的風荷載體型系數(shù)，砌、
婦分別為建筑物左、右側面的風荷載體型系數(shù)。在計算背風
面風荷載體型系數(shù)以。時，H為建筑物高度，L代表建筑物的迎
風寬度。針對本項目，H=200m，L≈40m，則∥，產(chǎn)一0．63，即單
體建筑順風向體型系數(shù)∥f_-0．80+0．63=1．43。
(3)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(J6J3-2002)中
第3．2．7條指出：當多棟或群集的高層建筑相互間距較近時，
宜考慮風力相互干擾的群體效應。一般可將單棟建筑的體型系
數(shù)虬乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗資
料確定；必要時宣通過風洞試驗確定。
《建筑結構荷載規(guī)范》對相互干擾增大系數(shù)暫無明確的規(guī)
定，也就是說按照規(guī)范考慮群體風效應后，結構順風向的體型
系數(shù)將大于1．43，且沿高度方向不變。
3．1．2風洞試驗數(shù)據(jù)
本項目風洞測壓試驗模型縮尺比為1：300，模型表面共布
置有410個測點，在模擬了c類背景邊界層的情況下將其周圍
375m半徑范圍內(nèi)的周邊建筑一并置入風洞試驗段中，并在24
個不同的風向下進行測試。通過對各測點層的風荷載體型系數(shù)
分別按其控制面積進行加權平均，得到了建筑物表面各測點層
的平均體型系數(shù)，進而將其沿主軸方向進行投影、疊加，即可
圖l風洞試驗模型圖
______●ll_●___-●_●_llII_-●_l●___l_I_●I-ll____●●--____l_l__lI___●
234 2015．09
萬方數(shù)據(jù)
通過比較各風向下風洞試驗數(shù)據(jù)可以得出，60。、75。、
12?00,．，2．8．50等風向下建筑物各測點層的平均體型系數(shù)較大，為
不利控制風向角。
表1不利風向角時體型系數(shù)表
3
N
倒
豫
+∞ 、75 趟“ 涉韭萁g ／
3
N
倒
復
體型系數(shù)
圖2體型系數(shù)沿高度變化
ut札．
圖3各測點層層底剪力(Σ乜以)
|國國】
坦型』
不同而變化，總體上隨高度而減少a除底部部分測點層外，其
余測點層的風荷載體型系數(shù)均小于考慮群體風效應前按規(guī)范計
算所得結果，這說明周邊建筑的遮擋效應明顯。圖3為各測點
層體型系數(shù)以與高度系數(shù)兒相乘后的求和值，能代表相應樓
層的靜風水平剪力情況。從圖中可以看出，風洞試驗結果小于
按規(guī)范單體計算和考慮一定靜力干擾后的結果。有相關研究表
明，這種遮擋效應隨著建筑物密度的增加而更為明顯，通過風
洞試驗測試可以充分考慮這種影響。
4結語
現(xiàn)代城市的發(fā)展產(chǎn)生了密集的建筑群。由于相鄰建筑物的
干擾，受擾高層建筑的風荷載大小及性態(tài)與其在孤立狀態(tài)下相
比會有較大的變化，即建筑群之間存在靜風干擾效應。已有的
研究認為表現(xiàn)為“遮擋效應”，且建筑物相距越近，建筑密集
度越高，其遮擋效應越明顯。既有建筑幕墻的可靠性鑒定是一
項非常重要的工作，鑒定檢測既有幕墻的安全可靠性，要結合
幕墻的結構特點和荷載作用，從幕墻結構的安全性，適度的耐
久性和可維持正常使用的基本功能等方面考慮，通過一些現(xiàn)場
檢測方式，并依據(jù)相關規(guī)范標準和評估標準。特別需要注意的
是在既有幕墻的鑒定審核其設計風荷載取值是否合理，就必須
從建筑物的壽命周期進行考慮，若僅僅從單體陣風系數(shù)和風荷
載體型系數(shù)方面進行設計，而未充分考慮群體風干擾系數(shù)，則
會大大降低建筑物的使用安全性。這樣才能做到客觀科學地評
價幕墻在結構安全、適度耐久性和重要使用功能這幾個方面的
性能，確保既有建筑幕墻在其生命周期內(nèi)的安全、正常使用。
參考文獻：
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陰黃寶鋒，盧文勝．建筑幕墻結構檢測與評價方法研究．同
濟大學／2006
作者簡介：
劉立創(chuàng)，男，碩士，工程師，現(xiàn)任職深圳市恒義建筑技術
有限公司總工程師，主要從事建筑風工程、建筑材料、幕墻門
窗、建筑設備等領域的科研、檢測及技術管理工程。
從圖2中可以看出，風洞試驗所得風荷載體型系數(shù)隨高度
：絳蓮絳≈絳g綿{g零≈絳《綿《絳÷2爾迪埭≈!綿8綿95竄勘R爍鼢避，腙≈}牢幽斛綿幽p《綿勘科綿覷斛垛勘斛垛勘斛綿幽斜綿幽科，席勘斛綿幽科綿幽科垛幽斟篩覷斛綿幽斛絳q，席
上接第233頁
行的高位轉換隔震與耗能減震結構體系的設計，保證了建筑的
質(zhì)量，提供了一定的安全保障，為建筑企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效
益和社會效益，提高了人們生活工作的環(huán)境質(zhì)量。
5總結
綜上所述，在現(xiàn)階段的高層建筑中，對高位轉換隔震與耗
能減震結構體系的運用，相比較傳統(tǒng)的抗震方法，有一定的優(yōu)
越性，它既能夠保持在強烈的地面運動下，建筑物本身不受到
破壞，又能夠保證工程建設設備和施工人員不受傷害，具有強
大的抗震性能。在今后的研究探索中，進行創(chuàng)新完善，實現(xiàn)建
筑產(chǎn)品的經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一，有效的避免了地震給人
們生活帶來的危害，提高了人們的生活質(zhì)量，推動整個城市經(jīng)
濟的快速發(fā)展。
參考文獻：
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2015．09 235

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