低矮建筑几何参数对其双坡屋盖上最不利风压系数的影响

全 涌,顾 明

(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)

风灾调查显示大部分低矮建筑破坏都是从屋盖开始的,一般由最初的局部屋盖破坏逐渐扩展,最终导致整个屋盖破坏甚至房屋倒塌,局部风压极值对于低矮建筑抗风设计具有非常重要的意义。对108个双坡屋面建筑模型进行了表面压力测量风洞试验。试验模型、几何参数定义和坐标轴定义如图1和表1所示。

图1 试验模型及其几何参数定义和坐标轴定义

表1 低矮建筑风洞试验模型工况表

图2 双坡屋盖上最不利风压系数试验结果

图2给出了上述108个试验模型的试验数据处理结果,显示了屋盖坡角、建筑高宽比和宽厚比对屋盖最不利负风压系数的影响。分析表明:①屋盖倾角的变化对于屋盖上测点的最不利负风压系数的大小和分布有重要影响,屋盖倾角变化时屋盖上测点最不利负风压系数的高值区域的大小及所在的位置也在变化。建筑高宽比的变化也对此有一定的影响,其高值区域的大小在高宽比为3/4时达到最大。②当屋盖倾角β≥30°时,屋盖的最不利局部负风压系数与屋盖倾角β基本上呈线性关系;随着高宽比的增大,这种线性关系成立的屋盖倾角范围也增大;在高宽比H0/B=4/4时,在几乎所有的屋盖倾角下都有这种线性关系,只是在屋盖倾角较小时线性关系不如屋盖倾角大的严格。③屋盖的最不利局部负风压系数受高宽比的影响相对较小;除屋盖倾角为β=45°时,屋盖的最不利局部负风压系数呈下降趋势外,其它多数情况下屋盖的最不利局部负风压系数基本上都是随高宽比的增大呈微弱的上升趋势。④屋盖的最不利局部负风压系数受深宽比影响比较微弱,规律性比较差。