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玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

发布时间:2018-12-21 11:30:23浏览次数:11417文章出处:武汉幕墙设计

  玻璃-穿孔铝板幕墙,外表皮为穿孔铝板面板,内表皮为玻璃面板;外表皮直接承受风荷载,但是由于孔洞的存在,风可以通过孔洞作用到内表皮,内表皮也承受风荷载。两层表皮各自承受风荷载的大小取值很复杂,实际工程中通过风洞试验的模拟能得到外表皮外压、外表皮内压、内表皮外压的分布情况,从而得到比较准确的外表皮和内表皮风荷载取值。当缺少风洞试验报告的时候,笔者查阅了一些国内外的风荷载规范和双层幕墙规范以及相关文献,希望能从中得到能运用到实际工程设计中的思路和方法。

玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

  1.中国地方规范《上海市建筑幕墙工程技术规范》DGJ 08-56-2012/J 12028-2012

  上海市幕墙规范中第14。1。6条规定了外通风双层幕墙风荷载的取值,外层幕墙承受全部风荷载,内层幕墙根据腔体体积与有效通风面积的比值进行相应的折减。类比到玻璃-穿孔幕墙,假定楼层高度为3。6m,幕墙分格为1。5m,中间腔体的大小为1。0m穿孔率为40%,计算V/Aen=2。5m,属于0~20m的范围,内层幕墙承风的比例为100%,即全部承风。外层穿孔铝板的风荷载和内层玻璃幕墙的风荷载大小一致,取常规幕墙的风荷载值。

  2。欧洲规范《Eurocode 1: Actions on structures-Part 1-4:General actions-Wind actions》BS EN 1991-1-4:2005

  欧洲规范中第7。2。10条对多于一层表皮的风压取值情况有比较详细的规定。类比到玻璃-穿孔铝板幕墙,外表皮开孔内表皮密闭,外层总压力系数取值:正压力系数=2/3*(常规外压力系数);负压力系数=1/3*(常规外压力系数)。内层总压力系数取值:常规外压力系数-常规内压力系数=常规总压力系数。类比到中国荷载规范风荷载局部体型系数取值如下:

  幕墙类型/区域大面外压转角外压封闭内压

  常规幕墙+1。0-1。4±0。2

悠洋棋牌   玻璃-穿孔铝板 双层幕墙外层0.67-0.470

  内层+1。0-1。4±0。2

  注:大面指迎风面,转角指与迎风面相邻面的转角区域。

  3.风洞试验相关文献

  风洞试验模型缩尺比例一般为1:100,由于穿孔铝板上的孔径很小,风洞试验模型很难模拟穿孔铝板的真实情况,经查阅相关文献,引用与之类似的风洞试验报告结论作为参考:

  (1)《长沙梅溪湖国际文化艺术中心围护结构风荷载研究》——同济大学土木工程防灾国家重点实验室,试验模型为局部模型,缩尺比为1:15,双层幕墙屋面板的外层为GRC板,内层为密闭防水层,两层表皮之间的距离约600mm,外层GRC板之间沿纵横分布有20mm和50mm的缝。

  试验报告结论:基于风洞试验结果,可以发现对于双层屋面板结构,相同位置处的外层内表面风压和内层外表面风压基本以致石材幕墙机遇,即空腔内的风压基本一致。另一方面,当外层幕墙的外表面的风压为正值时,相应位置的空腔处的风压也基本为正值,只是压力大小有所降低;同样当外层幕墙的外表面的风压为负值(吸力)时,相应位置的空腔处的风压也基本为负值,压力绝对值同样有所降低。这些结果表明双层屋面板结构空腔部分的压力基本与其外表面的风力相关,只是绝对值有所降低。

玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

悠洋棋牌   图2 试验模型照片

  (2)《矩形建筑双层幕墙的风荷载特征及阵风系数》——浙江大学建筑工程学院,风洞试验项目为杭州黄龙综合办公楼,建筑平面为矩形,幕墙类型外通风双层幕墙,试验模型缩尺比为1:100,在外幕墙上相应位置开孔来模拟通风百叶窗。风洞模拟的结果见下表:

玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

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  试验得出的结论:对于矩形(L形)廊道式通风幕墙,内幕墙风载可按单幕墙的进行取值,并偏于安全;外幕墙风载,当其处于矩形长边时,可按单幕墙的适当折减设计效果图,当位于矩形拐角及短边时,则需要放大处理。

  (3)《典型体型高层建筑双层幕墙风压分布试验》——浙江大学建筑工程学院,风洞试验项目为浙江省丽水电力生产调度中心,建筑平面为带小凹槽的圆形,幕墙类型外通风双层幕墙廊坊市嘉硕幕墙公司,透空率为7.2%,试验模型缩尺比为1:150,在外幕墙上相应位置开孔来模拟通风百叶窗。风洞模拟的结果见下图:

玻璃-穿孔铝板幕墙的风压取值探讨

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  试验结论:对于弧形廊道式通风幕墙,内幕墙风载可按单幕墙的进行取值,并偏于安全;外幕墙风载,当其处于圆弧中段时,可按单幕墙的适当折减,当其位于圆弧端部时,需要进行放大。

  综述:玻璃-穿孔铝板双层幕墙的内外层风荷载局部体型系数的取值与单层幕墙风荷载局部体型系数的取值有较大差异,影响因素主要有双层幕墙在建筑面上的分布情况、铝板开孔情况、内外层空腔间的距离及空气流通情况等。当在实际工程幕墙设计中缺乏风洞试验数据时,幕墙风荷载局部体型系数可以参考以下取值(主要参考的欧标和风洞结论):外层穿孔铝板风荷载局部体型系数在大面区域取0。67,在转角区域取1。8~1。9;内层玻璃幕墙风荷载局部体型系数按单层幕墙的取值。内外层幕墙面板直接承受风荷载,局部体型系数不折减,非直接承风的支撑龙骨按从属面积对局部体型系数进行折减,最后计算的风荷载值均不小于1kPa。

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