台风的威力这么大!
那么有人要问建筑能抗几级风或者能抗多少级台风?为了回答这个问题,我们先要了解两个概念:基本风速和台风登陆时的最大风速。基本风速是建筑结构设计时采用的风速,而“台风登陆时的最大风速”是中央气象台播报采用的风速。下面我们先解释一下这两个风速的概念。
根据《建筑结构荷载规范》,基本风速为「按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据,经概率统计得出重现期为50年的风速」。即相当于B类地貌10m高度处的风速(B类地貌指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀少的乡镇)。
台风登陆时,是从海面吹来的,地貌环境相当于荷载规范中的A类地貌(近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区),根据中国气象局热带气旋资料中心资料,台风风速记录采用的是2分钟近中心最大风速。所以中央气象台公布的「台风登陆时的最大风速」指的是A类地貌条件下2min平均最大风速。
建筑结构设计是根据荷载规范得到当地基本风压ω0,通过基本风压值来计算风荷载对建筑的水平作用。如果要计算台风对建筑的作用力就需要把台风登陆时的最大风速通过计算换算成为风压。
根据荷载规范,基本风压可以根据基本风速V0按下式确定:

根据统一标准的空气密度

则台风作用下的风压


VB,10对应于B类地貌,换算为A类地貌的10分钟风速:
因为风压高度和风速的平方呈线性关系,所以

下一步,将A类地貌的10分钟风速换算为A类地貌2分钟风速VA,2。
根据世界气象组织的指南,大致可按下式换算:

则台风作用下的风压

因为风荷载为活荷载,结构设计时活荷载的分项系数为1.4,所以建筑所能承受的最大风压为1.4ω0。只要ω<1.4ω0,那么建筑应该是安全的,在结构允许的风荷载范围内。
即

根据上式我们可以得到以下三个城市的最大「台风登陆时的最大风速」。

也可以根据荷载规范的基本风压ω0得到该地区建筑所能抵抗的「台风登陆时的最大风速」。

今年的风王「山竹」经过深圳,是深圳近30年来经历的最大台风,给深圳带来了一场30多年来最严重的风灾。据深圳市气象部门介绍:「山竹」袭击深圳期间,沿海最大阵风52.7米/秒(16级),陆地最大阵风46.5米/秒(15级)。深圳所有高层建筑主体结构安然无恙,深圳最高建筑-平安大厦(118层,高600米)主体结构和玻璃幕墙均完好,风力作用下的位移(约1米)也在设计控制范围以内。这就是因为
46.5米/秒<48.99米/秒
所以深圳地区建筑主体结构完好无损,风王「山竹」仍然属于设计计控制范围内的台风。
来源:铁建地产营造社
知识点:台风对建筑的影响
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居住建筑设计
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