高層建筑的抗風設計總結

來源：建筑設計 瀏覽：- 發布日期：2018-10-17 11:29:23

隨著經濟的發展，我國出現了大量高層建筑，超高層建筑，成為城市空間中一道獨特的風景。隨著建筑層數的增加，對建筑結構設計師提出了更高的要求，其結構類型和功能也更加趨向于多樣化、復雜化，高層建筑的抗風設計成為不得不考慮的問題。

1、高層建筑結構抗風的一般設計原則

可選擇合理的結構體系和建筑外形，既要保證結構具有足夠的強度，能可靠地承受風荷載作用下的內力，又要具有足夠的剛度，可控制高層建筑在水平荷載作用下的位移。盡量采用對稱平面形狀及對稱結構布置，減少風力偏心產生的扭轉影響，采用較大的剛度可以減少風振的影響，圓形、正多邊形平面可以減少風壓的數值，外墻、女兒墻、玻璃、其它圍護構件必須有足夠的強度并與主體結構可靠地連接，防止局部破壞。

2、高層建筑結構在風荷載作用下的破壞形式

1）層間位移引起非承重隔墻開裂。

2）局部風壓過大引起裝飾物、玻璃、圍護結構破壞。

3）主體結構開裂或者損壞，比如位移過大引起框架、承重墻裂縫或結構主筋屈服。

4）長期的風致振動引起結構疲勞，導致破壞。

5）建筑物的頻繁、大幅度擺動使居住者感到不適等。

3、高層建筑抗風設計的主要研究內容

1）風荷載的計算

根據GB50068-2001《建筑結構可靠度設計統一標準》，對荷載統計采用50年設計基準期，并且用平穩二項隨機過程來描述荷載的隨機過程。氣流遇到建筑物時，在建筑物表面上產生壓力或者吸力，即形成風荷載，其大小主要與近地風的性質、風向、風速有關，也與建筑物的高度、形狀、地表面狀況有關。根據新規范進行主體結構計算時，風荷載作用面積應取垂直于風向的最大投影面積。

2）需要研究風荷載作用下高層建筑的震動速度、振幅、加速度控制。

3）高層建筑的水平位移指標

根據現行的建筑結構設計規范，對于高層建筑結構在風荷載作用下的變形響應，主要作以下兩方面的限制：

① 限制結構的頂端水平位移u與總高度H的比值(u/H)，目的是控制結構的總變形量。

② 限制相鄰兩層樓蓋間的相對水平位移Δh與層高h的比值(Δu/h)，一般Δu/h在結構的各層中具有不同的比值，且往往Δu/h要超過u/H的限值。限制Δu/h目的是防止填充墻、裝飾部件的損壞，避免電梯軌道和管道等設施產生過大的變形。

高層建筑結構的變形控制對于控制風振側移是很重要的，結構側移尤其是層間側移，是決定建筑物破壞程度的關鍵因素，因此能否將側移控制在設計允許的限度內，是檢驗抗側力體系有效性的重要指標，是在做高層建筑抗風設計時需要重點考慮的。