澳洲集裝箱房屋墻體抗風(fēng)壓值的選定

揚(yáng)州通利冷藏集裝箱有限公司 劉華存

澳洲集裝箱房屋墻體抗風(fēng)壓值的選定

揚(yáng)州通利冷藏集裝箱有限公司 劉華存

集裝箱房屋要供人員居住，應(yīng)具有可靠的強(qiáng)度安全性，而針對(duì)特殊的居住條件，普通的集裝箱并不能滿足強(qiáng)度要求。影響集裝箱強(qiáng)度的最主要因素就是風(fēng)壓，且風(fēng)壓在澳洲各地差異性顯著，因此，要根據(jù)實(shí)際情況，確定集裝箱房屋墻體抗風(fēng)壓值的大小。

一、確定風(fēng)速

風(fēng)速根據(jù)下式確定：

式（1）中，Vsit，β為當(dāng)?shù)仫L(fēng)速；VR為在開敞地區(qū)離地10 m高的地方，R年一遇且平均時(shí)距3S的風(fēng)速；Md為來自8個(gè)主要方向（β）的方向系數(shù)，通常取1；MZ，cat為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；Ms為遮擋系數(shù)，通常取1；Mt為地形系數(shù)，通常取1。

VR的具體確定步驟如下：

1.判斷該集裝箱房屋所處的風(fēng)速區(qū)域。澳洲風(fēng)速區(qū)域分為非颶風(fēng)區(qū)及颶風(fēng)區(qū)，非颶風(fēng)區(qū)分為A（1～7），W，B區(qū)；颶風(fēng)區(qū)分為C，D區(qū)。

2.判斷該房屋的重要性等級(jí)。房屋的重要性等級(jí)主要根據(jù)房屋的安全性來劃分，具體可分為4個(gè)等級(jí)：

（1）等級(jí)1。當(dāng)建筑或結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)對(duì)生活或財(cái)產(chǎn)危害小，如，農(nóng)場、獨(dú)立的小的倉儲(chǔ)設(shè)備、小的臨時(shí)的設(shè)備等。

（2）等級(jí)2。不包括在1，3，4內(nèi)的建筑。

（3）等級(jí)3。設(shè)計(jì)的可容納大量人員的建筑或結(jié)構(gòu)。

（4）等級(jí)4。建筑或結(jié)構(gòu)用來救災(zāi)或用來存放危險(xiǎn)的設(shè)備，如，急診室、手術(shù)室、消防站、警察局、緊急修車站、避難所等。

3.由重要性等級(jí)推出風(fēng)速年超越概率（1/R）。見表1。

表1 不同等級(jí)的風(fēng)速年超越概率

4.根據(jù)風(fēng)速區(qū)域及風(fēng)速年超越概率，按以下說明選擇風(fēng)速VR的值。不同年超越概率的風(fēng)速值見表2。

表2 不同年超越概率的風(fēng)速值m/s

二、確定風(fēng)壓高度變化系數(shù)

1.確定地形種類。地形可分為如下4個(gè)種類：地形1指少量或無障礙的暴露的開闊的地形；地形2指有少量的適量分散的1.5 ～ 2 m的障礙物的水平面、開闊的地形、草地；地形3指有許多相近的3 ～ 5 m高的障礙物的地形，如偏遠(yuǎn)的房子；地形4指有許多相近的10 ～ 30 m的高障礙物的地形，如，大的城市中心及發(fā)展好的工業(yè)聯(lián)合體。

2.根據(jù)地形種類和風(fēng)速區(qū)域，確定MZ，cat的值。建筑高度不大于3 m的非颶風(fēng)區(qū)，MZ，cat在地形1處取0.99，在地形2處取0.91，在地形3處取0.83，在地形4處取0.75；颶風(fēng)區(qū)，MZ，cat在地形1/2處取0.95，在地形3/4處取0.80。建筑高度不大于5 m的非颶風(fēng)區(qū)，MZ，cat在地形1處取1.05，在地形2處取0.91，在地形3處取0.83，在地形4處取0.75；颶風(fēng)區(qū)，MZ，cat在地形1/2處取0.90，在地形3/4處取0.80。

三、計(jì)算風(fēng)壓

根據(jù)伯努利方程計(jì)算風(fēng)壓，即

式（2）中，ρa(bǔ)ir為空氣的密度（通常取1.2 kg/m3），Vdes，θ為設(shè)計(jì)的風(fēng)速（可按Vsit，β計(jì)算），Cfg為風(fēng)荷載體型系數(shù)；Cdyn為風(fēng)振系數(shù)（通常取1）。Cfg為內(nèi)部和外部風(fēng)荷載體型系數(shù)之和。其具體確定步驟如下：

1.外部壓力體型系數(shù)Cfg外＝ Cp，eKaKcKlKp，正值代表壓力，負(fù)值代表吸力。Ka為區(qū)域減少系數(shù)，Kc為組合系數(shù)，Kp為可穿透性披掛的減少系數(shù)，正?？砂?選擇。Kl為帶外部披掛的局部壓力系數(shù)，在迎風(fēng)墻處取正壓力1.25，在頂邊緣、頂屋脊處取負(fù)應(yīng)力2。 Cp，e為墻及頂?shù)耐獠繅毫ο禂?shù)，其值選取見表3。

表3 墻及頂?shù)耐獠繅毫ο禂?shù)

在不確定建筑物具體位置和朝向時(shí)，按表中最大值取值。

2.內(nèi)部壓力體型系數(shù)Cfg內(nèi)＝ Cp，iKc，正值代表壓力，負(fù)值代表吸力。內(nèi)部壓力體型系數(shù)主要根據(jù)墻體是否透風(fēng)來決定，門窗為主要透風(fēng)點(diǎn)。通常，Cp，i正壓力最大為0.6，負(fù)壓力最大為– 0.3。

3.在確定了風(fēng)壓值后，通過公式承載力＝風(fēng)壓值×受力面積，可求出集裝箱房屋各個(gè)面所需具備的抗風(fēng)能力。