高层建筑的抗风设计总结

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2018-10-17 11:29:23

随着经济的发展，我国出现了大量高层建筑，超高层建筑，成为城市空间中一道独特的风景。随着建筑层数的增加，对建筑结构设计师提出了更高的要求，其结构类型和功能也更加趋向于多样化、复杂化，高层建筑的抗风设计成为不得不考虑的问题。

1、高层建筑结构抗风的一般设计原则

可选择合理的结构体系和建筑外形，既要保证结构具有足够的强度，能可靠地承受风荷载作用下的内力，又要具有足够的刚度，可控制高层建筑在水平荷载作用下的位移。尽量采用对称平面形状及对称结构布置，减少风力偏心产生的扭转影响，采用较大的刚度可以减少风振的影响，圆形、正多边形平面可以减少风压的数值，外墙、女儿墙、玻璃、其它围护构件必须有足够的强度并与主体结构可靠地连接，防止局部破坏。

2、高层建筑结构在风荷载作用下的破坏形式

1）层间位移引起非承重隔墙开裂。

2）局部风压过大引起装饰物、玻璃、围护结构破坏。

3）主体结构开裂或者损坏，比如位移过大引起框架、承重墙裂缝或结构主筋屈服。

4）长期的风致振动引起结构疲劳，导致破坏。

5）建筑物的频繁、大幅度摆动使居住者感到不适等。

3、高层建筑抗风设计的主要研究内容

1）风荷载的计算

根据GB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》，对荷载统计采用50年设计基准期，并且用平稳二项随机过程来描述荷载的随机过程。气流遇到建筑物时，在建筑物表面上产生压力或者吸力，即形成风荷载，其大小主要与近地风的性质、风向、风速有关，也与建筑物的高度、形状、地表面状况有关。根据新规范进行主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积。

2）需要研究风荷载作用下高层建筑的震动速度、振幅、加速度控制。

3）高层建筑的水平位移指标

根据现行的建筑结构设计规范，对于高层建筑结构在风荷载作用下的变形响应，主要作以下两方面的限制：

① 限制结构的顶端水平位移u与总高度H的比值(u/H)，目的是控制结构的总变形量。

② 限制相邻两层楼盖间的相对水平位移Δh与层高h的比值(Δu/h)，一般Δu/h在结构的各层中具有不同的比值，且往往Δu/h要超过u/H的限值。限制Δu/h目的是防止填充墙、装饰部件的损坏，避免电梯轨道和管道等设施产生过大的变形。

高层建筑结构的变形控制对于控制风振侧移是很重要的，结构侧移尤其是层间侧移，是决定建筑物破坏程度的关键因素，因此能否将侧移控制在设计允许的限度内，是检验抗侧力体系有效性的重要指标，是在做高层建筑抗风设计时需要重点考虑的。