屋蓋開孔的近地空間建筑的平均風壓特征

2015-12-30 03:19:42李壽科,李壽英,陳政清等

振動與沖擊 2015年3期

第一作者李壽科男，博士，講師，1981年生

通信作者李壽英男，博士，副教授，1977年生

屋蓋開孔的近地空間建筑的平均風壓特征

李壽科1，李壽英2，陳政清2,孫洪鑫1, 李紅利3

(1.湖南科技大學土木工程學院，湖南湘潭411201; 2.湖南大學風工程試驗研究中心，長沙410082;3. 長沙理工大學橋梁工程安全控制技術與裝備湖南省工程技術研究中心，長沙410114)

摘要：對開孔位置和開孔率不同的7個屋蓋開孔近地空間建筑進行了縮尺剛性模型測壓試驗，分析了屋蓋升力系數，屋蓋中線測點和立墻測點的點體型系數，以及屋蓋的塊局部體型系數分布規(guī)律，并與當前規(guī)范取值進行比較，結果表明：屋蓋中心開孔減小了屋蓋向上的凈平均風吸力，屋蓋軸線測點最大正體型系數可達+0.32，中心開孔屋蓋設計時應充分考慮正風壓作用；屋蓋角部開孔時的正風壓較中心開孔工況大，對結構受力不利；中國規(guī)范對于屋蓋中心開孔工況的角部塊Ra的局部體型系數取值偏于不安全；屋蓋角部開孔后局部塊受風的壓力作用顯著，會導致屋蓋的進一步破壞；屋蓋中心開孔增大了迎風面立墻正風壓86%以上，減小了側墻和背風面立墻的吸力，使得在全封閉狀態(tài)下承受風吸力的背風面墻轉而承受風壓作用。

關鍵詞：風洞試驗；屋蓋開孔；風壓系數；體型系數

收稿日期：2013-10-09修改稿收到日期：2014-02-20

中圖分類號:TU119+.21文獻標志碼：A

基金項目：國家自然科學

Mean wind loads on a closing-ground building with a roof opening

LIShou-ke1,LIShou-ying2,CHENZheng-qing2,SUNHong-xing1,LIHong-li3(1. School of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China;2. Wind Engineering Research Center, Hunan University, Changsha 410082, China;3. Hunan Province Research Center for Safety Control Technology and Equipment of Bridge Engineering, Changsha University of Science & Techology, Changsha 410114, China)

Abstract:The effects of seven different roof opening configurations on net mean wind loads upon a closing-ground building were examined using wind tunnel tests. The lift force coefficients of roof, shape coefficients of center-line measured points on roof and wall ones, local shape coefficients of roof were specially studied and compared with the values from the present codes. It was shown that the net mean suctions on the roof are reduced for the configuration of roof center opening; the biggest value of positive shape coefficient of roof center-line measured point is +0.32, the positive wind pressure should be considered in the design of a structure with roof center opening; the positive wind pressures in the configuration of roof corner opening are larger than those of roof center opening configuration, this situation is unfavorable for structures; the Chinese Code is found to significantly underestimate the local wind pressures of corner area Ra for roof center opening configuration; the local wind pressures for roof corner opening configuration are larger than those of roof center opening configuration, this situation can cause the roof to be further damaged; the positive wind loads on the windward wall increase up to 86% for roof center opening configuration, the suctions on the side wall and leeward one decrease largely.

Key words:wind tunnel test; roof opening; wind pressure coefficient; shape coefficient

建筑的開孔通常可分為功能性開孔和破壞性開孔兩類。功能性開孔按照開孔位置區(qū)分有立墻開孔和屋蓋開孔，如立墻的門窗開孔，屋蓋的功能性天窗和體育場的開合式屋蓋。破壞性開孔是由建筑物的損壞而形成的一類開孔，可能發(fā)生在建筑的任何部位，但風致破壞性開孔通常較早的出現于屋蓋的邊緣或角部。目前國內外對于開孔結構風效應的研究大多集中于立墻開孔的低矮建筑的風效應研究，大致可歸為以下幾類研究，①對單、多開孔內風壓傳遞方法的研究: Holmes[1]對一立墻單開孔的雙坡低矮房屋進行了風洞試驗，采用了單參數的Helmohotz共振方程表示內壓響應；隨后，Liu等[2]、Vickery等[3]、Sharma 等[4]對內壓傳遞方程的開孔阻尼參數和損失參數的表達形式進行了進一步的推導和改進，得到了雙參數或三參數的內壓傳遞方程。②對內壓與結構耦合振動的研究：余世策等[5-6]通過氣彈模型風洞試驗研究了Helmholtz頻率對開孔建筑屋蓋風致響應的影響，研究了結構的耦合振動；Vickery等[7]研究了內壓與屋蓋的耦合振動，并提出了線性化阻尼項解非線性方程的方法。③對結構內壓分布特性的研究：Oh[8]對一個38.1×24.4×12.2m的低矮建筑進行了縮尺剛性模型風洞試驗，發(fā)現在迎風面開孔時ASCE7-02、NBCC、AS/NZS、Eurocode規(guī)范低估了內壓的峰值響應；Kopp等[9]采用體積縮尺的剛性模型風洞試驗方法研究了10種不同配置的2層House的內壓響應；Holmes等[10]對Ginger的TTU實測內壓數據進行了分析，擬合出了一個脈動內外壓之比隨無量綱幾何參數S和Φ5變化的設計公式。④建筑的凈壓分布規(guī)律研究：Ginger等[11]等對全尺寸的TTU建筑在迎風面開孔時進行了實測研究，結果表明在屋蓋的迎風面邊緣的凈壓值要大于澳洲規(guī)范值；Sharma等[12]對1∶50的TTU建筑進行風洞試驗，研究了TTU建筑屋蓋上下表面風壓之間的相關性以及表面的凈壓分布規(guī)律，與澳洲規(guī)范值進行了比較，表明規(guī)范值有時是偏于不安全的；樊友川[13]對一系列不同高跨比的立墻開孔的工業(yè)廠房進行了風洞試驗研究，并擬合了風壓系數隨結構幾何參數變化的設計公式。

功能性和破壞性屋蓋開孔類建筑廣泛存在實際工程中，屋蓋表面開孔后，其風荷載不再完全由外表面風荷載決定，建筑結構內部風荷載對結構的凈風荷載貢獻將明顯增大，建筑的主體承重結構設計和圍護結構設計均取決于結構的凈風荷載。本文以屋蓋頂部中心開孔和角部開孔的TTU建筑為研究對象，設置不開孔、中心開孔和角部開孔共7種工況，研究屋蓋的凈平均風荷載特性，分析屋蓋的升力系數、中軸線體型系數、局部塊體型系數和立墻體型系數的變化規(guī)律，與中國規(guī)范取值進行比較，探討屋蓋開孔的建筑結構表面的體型系數量值范圍。

1試驗概況

TTU建筑的高寬比為0.292，體育場館的高寬比一般為0.1～0.2，二者的風荷載特性也較為接近，為使本文試驗結果更具有通用性，文中把這兩類低層建筑稱為近地空間建筑。試驗在湖南大學HD-2風洞的高速試驗段進行。試驗模型采用有機玻璃制作，外形幾何尺寸上與TTU建筑(13.72 m×9.14 m×3.96 m)保持一致，模型的幾何縮尺比為1∶50，在屋蓋的中心或角部進行不同比例的開孔，試驗照片如圖1所示。不同開孔率近地空間建筑的立墻測點布置相同，內外表面各56個測點，測點位置對應；屋蓋測點數有所區(qū)別，但上下表面測點位置對應，詳細測點布置見圖2。需注意的是，為了保證開孔結構內部脈動風壓模擬相似，需對結構內部體積進行擴充，本文對內部體積擴充9倍，而由于本文主要研究建筑的平均風壓特征，詳細的內部體積擴充方式及原理略。

試驗包括屋蓋不開孔(0%)、中心開孔(15%、20%、25%)，角部開孔(3%、5%、8%)，7種工況。試驗的風向角定義見圖2，風向角間隔5°，每個工況共72個測試風向角。采樣時長33 s，采樣頻率330 Hz，共采集10 000個數據點。試驗風速11.0 m/s，參考高度為8 cm，相當于實際高度4 m。

圖1 試驗模型照片Fig.1Photooftestmodel圖2 試驗模型測點布置圖Fig.2Taplocationoftestmodel

試驗模擬了B類地貌風場[14-15]，風場比例為1∶50，平均風剖面指數為0.15，湍流度剖面也與實際大氣中的情況基本一致，10 m高度處為0.20左右。

2數據處理方法

風壓系數是結構表面風壓的無量綱表現形式，而體型系數是決定結構風荷載設計的重要參數，它以各測點自身高度處的風速進行無量綱化，采用凈風荷載體型系數進行結構設計。對于主要承重結構設計，通常考慮為橫向框架和縱向框架，所以結構表面中心線上的體型系數分布將對主要承重結構設計起控制作用。對于圍護結構設計，由于各個區(qū)域的表面風壓特性各異，所以必須考慮各個區(qū)域的局部體型系數。

測點i的風壓系數CPi(t)和體型系數μSi(t)定義如下：

(1)

(2)

其中:Pi(t)為風洞試驗中壓力掃描閥測得的風壓時程；P0為風洞試驗段處的靜壓，采用皮托管測得；ρ為空氣密度，取ρ=1.225 kg/m3；uh和ui分別為屋蓋最高點和測點i處的平均風速。CPi(t)的平均值CPi_mean為平均風壓系數，μSi(t)的平均值μSi_mean稱為測點平均體型系數，屋蓋上表面的風壓系數減下表面的風壓系數稱為凈風壓系數，立墻凈風壓系數則為外表面測點減內表面測點風壓系數，相應的也可得測點凈體型系數。

屋蓋整體升力系數L(t)和塊局部體型系數μ(t)定義如下：

(3)

(4)

其中:Ai為屋蓋表面測點所屬面積，A為屋蓋總面積；L(t)在時間上取平均得到屋蓋整體的平均升力系數Lmean，μ(t)在時間上取平均得到塊的局部體型系數μmean。

3試驗結果分析

3.1屋蓋升力系數

圖3給出了屋蓋中心開孔和角部開孔時、不同開孔率下屋蓋凈平均升力系數隨風向角的變化規(guī)律。從圖3中可以看出，①屋蓋不開孔時屋蓋總體凈平均升力系數在-0.54～-0.33范圍內(風速垂直于TTU模型長軸時最大)，略小于《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012規(guī)定的值(-0.55)。②屋蓋開孔時，屋蓋的凈平均升力系數則隨風向角變化明顯。當屋蓋中心開孔時，屋蓋凈平均升力系數在-0.30～+0.05范圍內，遠小于屋蓋角部開孔工況的值，也小于屋蓋不開孔工況的值，因此，屋蓋中心開孔減小了屋蓋向上的凈平均風吸力。③當屋蓋角部開孔時，凈平均升力系數在-0.45～+0.50范圍內，在屋蓋角部開孔迎風工況下(270°風向角附近)的向下凈平均風壓力很明顯。事實上，當屋蓋平均風壓系數為正時，風荷載與屋蓋重力方向一致，對結構受力更為不利，若僅考慮屋蓋承受向上的風吸力，則會使得設計偏于不安全。

圖3　屋蓋凈平均升力系數隨風向角的變化曲線 Fig.3 Variation of net mean lift coefficients with wind angle

3.2屋蓋中軸線凈體型系數

圖4　屋蓋中線測點示意圖 Fig.4 Tap loacation of center axis

圖5分別給出屋蓋無開孔和中心開孔率15%、20%、25%時、風向角為0°、45°、90°時屋蓋橫向和縱向中軸線各測點凈體型系數分布曲線。當中心開孔率15%時，對于的屋蓋橫向中軸線(短軸)，0°風向角時，屋蓋迎風前緣凈體型系數為負值，且離邊緣距離越小，其凈體型系數負值越大，而屋蓋橫向中軸線下游測點的凈體型系數為正；45°風向角時，其橫向中軸線上游測點凈體型系數與0°風向角相當，而下游測點凈體型系數則由于錐形渦的影響則表現出為負值；90°風向角時，橫向中軸線的上、下游兩端凈體型系數均為正，在屋蓋中心開孔邊緣測點凈體型系數則為負值。對于屋蓋縱向中軸線(長軸)，0°風向角時，由于其處于與屋蓋中央與風向垂直，在兩端凈體型系數表現為正，中間部分測點凈體型系數為負；45°風向角時，由于錐形渦的影響，錐形渦區(qū)域內的測點凈體型系數為很大的負值，最大值接近-0.8；90°風向角時，迎風前緣為負體型系數，最小值為-0.59，尾流區(qū)為正體型系數，最大為0.18。

綜合0°、45°和90°風向角，由圖5可以看出，對于屋蓋橫向中軸線(短軸)凈體型系數最大和最小值分別為0.32和-0.56；對于屋蓋縱向中軸線(長軸)凈體型系數最大和最小值分別為0.22和-0.73 。對于不同中心開孔率，橫向和縱向中軸線各測點凈體型系數分布規(guī)律差異不大。中心開孔率越小，

橫向中軸線上游

測點的凈體型系數負值越大，而下游測點的凈體型系數正值也越小。總體上來說，屋蓋中心開孔，可減小風吸力，增大風壓力；屋蓋中心開孔率越小，橫向中軸線屋蓋所受的風吸力越大但對縱向中軸線凈體型系數的影響較小。

中國《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009-2012[15]對風荷載體型系數有以下規(guī)定：對于封閉式雙坡屋面，其規(guī)定迎風向前半屋蓋為-0.6，尾流區(qū)后半屋蓋體型系數為-0.5；對于立墻開孔單面開敞式雙坡屋面規(guī)定當開口迎風時，迎風向前半屋蓋為-0.8，尾流區(qū)后半屋蓋體型系數為-1.3，開口背風時，迎風向前半屋蓋為+0.5，尾流區(qū)后半屋蓋體型系數為0；而對于屋蓋中心開孔的建筑則缺乏類似的取值。由表1，將本文試驗結果與規(guī)范值比較可知，若中心開孔屋蓋按照封閉式屋蓋設計，其前半屋蓋偏于安全，后半屋蓋則不安全，實際設計應該考慮正風壓作用；若按照單面敞開式雙坡屋面進行設計，則規(guī)范值過于安全。

表1　中心開孔屋蓋中軸線凈體型系數與規(guī)范值比較

圖5 開孔屋蓋中軸線凈體型系數Fig.5Netshapecoefficientsonroofcenteraxisforroofcenteropeningcases25%圖6 角部開孔3%屋蓋中軸線風荷載凈體型系數Fig.6Netshapecoefficientsonroofcenteraxisforroofcorneropeningcase3%

圖6～8分別給出屋蓋角部開孔率3%、5%、8%時、0°～315°風向角(間隔45°)時屋蓋縱向和橫向中軸線各測點凈體型系數分布曲線。對于屋蓋縱向中軸線(長軸)，0°風向角時，由于其處于屋蓋中央并與風向垂直，當角部開孔率為3%和5%時，縱向中軸線測點凈體型系數均為正值；當角部開孔率為8%時，由于開孔率的增大，則開孔一側的測點凈體型系數為正，開孔的另一側測點凈體型系數為負。屋蓋縱向中軸線(長軸)在360°風向角范圍內受到向上風吸力和向下風壓力的交替作用。屋蓋角部開孔時，開孔率大小對屋蓋橫向和縱向中軸線各測點凈體型系數的影響比中心開孔工況更為敏感。在三種角部開孔情況下，屋蓋縱向中軸線最大體型系數為0.75，最小負體型系數為-1.21。

圖7　角部開孔5%屋蓋中軸線風荷載凈體型系數 Fig.7 Net shape coefficients on roof center axis for roof corner opening case 5%

圖8　角部開孔8%屋蓋中軸線風荷載凈體型系數 Fig.8 Net shape coefficients on roof center axis for roof corner opening case 8%

3.3屋蓋局部凈體型系數

在規(guī)范中屋蓋局部風荷載體型系數是進行圍護結構設計的重要參數，為詳細分析屋蓋開孔后屋面局部風荷載體型系數取值，圖9參考規(guī)范GB50009-2012對屋蓋開孔的近地空間建筑屋面進行了分區(qū)[15]，將開孔屋蓋劃分成為6種類型的小塊，并給出了垂直風向和斜風向多個角度的屋蓋局部凈體型系數取值。

圖9　開孔屋蓋局部分塊示意圖 Fig.9 Local zones for opening roof

圖10給出了中心開孔屋蓋局部風荷載凈體型系數隨風向角的變化規(guī)律。從圖10中可以看出：①對于角部區(qū)域塊Ra，其凈體型系數在斜風向45°時出現最大負體型系數，其值為-0.94，而在180°風向角時，塊Ra處于尾流區(qū)域，此時體型系數為最大的正值，0.26；②對于邊緣塊Rb，其最大負體型系數發(fā)生在迎風時的0°風向角，其值為-0.55，最大正體型系數0.28，發(fā)生在180°風向角；③對于開孔邊緣塊Rc，其最大負體型系數-0.58，發(fā)生在0°風向角，最大正體型系數0.18，發(fā)生在180°風向角。

開孔率大小不影響屋蓋局部風荷載凈體型系數隨風向角的變化規(guī)律。對于角部塊Ra，不同開孔率下其最大負體型系數均出現在45°斜風向，開孔率15%時其負體型系數最大；不同開孔率下Rb和Rc塊的最大負體型系數均出現在0°風向角。當風向角為180°時，屋蓋塊Ra、Rb、Rc、Rd處于尾流區(qū)，體型系數均為正值，承受向下的風壓作用，開孔率25%時塊Ra，和Rb的正體型系數達到最大，為0.38。

在中國《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009-2012中[15]，規(guī)定封閉式建筑屋面的Ra的外壓局部體型系數取值分別為-1.8和+0，當建筑物僅有一面墻有主導洞口時，其內壓局部體型系數在開孔率為0.1～0.3時取0.6 μsl，故Ra的局部體型系數外壓疊加內壓后為-0.72和0，與圖10比較可知，中國《建筑結構荷載規(guī)范》在斜風向45°和垂直背風風向180°時將明顯低估屋面Ra的局部風荷載體型系數。其他塊Rb～Rf體型系數的規(guī)范值列于表2中。由表2可知：①在屋蓋存在開孔的情況下，規(guī)范對于角部塊Ra的體型系數取值是偏于不安全的，試驗最大負和正體型系數分別為-0.97和0.36，規(guī)范最大負和正體型系數分別為-0.72和0；②對于順風向邊緣及內部塊Rb～Rd，規(guī)范值高估了向上風吸力，低估了向下風壓力，試驗最大負和正體型系數分別為-0.57和0.37，規(guī)范最大負和正體型系數分別為-0.48和0；③對于背風面塊Re和Rf，規(guī)范值偏于不安全，低估了向上風吸力和向下風壓力，試驗最大負和正體型系數分別為-0.45和0.25，規(guī)范最大負和正體型系數分別為-0.24和0。

圖10　屋蓋中心開孔近地空間建筑屋面局部風荷載體型系數 Fig.10 Local shape coefficients for roof center opening cases

表2　(a)屋蓋中心開孔15%屋蓋局部風荷載凈體型系數

表2　(b)屋蓋中心開孔20%屋蓋局部風荷載凈體型系數

表2　(c)屋蓋中心開孔25%屋蓋局部風荷載凈體型系數

圖11給出了不同角部開孔率的屋蓋局部風荷載凈體型系數隨風向角的變化規(guī)律。從圖11中可以看出，屋蓋角部開孔后，屋面所有的局部分塊在360°風向角范圍內均交替出現正和負體型系數。屋蓋角部開孔率越小，塊Ra的負體型系數越大，不同開孔率下最大負體型系數均發(fā)生在45°風向角，其最大負體型系數-1.42；塊Rd和Re位于背風區(qū)時其體型系數均為正值，最大值分別為0.30和0.51，發(fā)生在角部開孔率5%工況；而開孔邊緣塊Rf在3個角部開孔率下的所有風向角中均表現為較小的凈體型系數，在0附近波動，在所有屋面塊中凈體型系數最小；當孔長邊迎風時(270°)，塊Rc會出現最大正體型系數，而其最大負體型系數則發(fā)生在90°風向角。

圖11　屋蓋角部開孔屋蓋局部風荷載體型系數 Fig.11 Local shape coefficients for roof corner opening case 8%

表3給出了中心開孔和角部開孔率下典型塊Ra和Rb局部凈體型系數的比較。從表3中可以看出，角部開孔時塊Ra最大負和正體型系數分別為-1.42和0.63，中心開孔時為-0.97和0.36，塊Ra的局部最大負體型系數在角部開孔狀態(tài)下比中心開孔狀態(tài)大46.4%，最大正體型系數在角部開孔狀態(tài)下比中心開孔狀態(tài)大75%；角部開孔時塊Rb最大負和正體型系數分別為-0.64和0.55，中心開孔時為-0.57和0.37，邊緣塊Rb的局部最大負體型系數角部開孔狀態(tài)下的比中心開孔狀態(tài)大12.2%，角部開孔狀態(tài)下最大正體型系數比中心開孔狀態(tài)大48.6%。總體上來說，屋蓋角部開孔時的局部分塊凈體型系數值要大于屋蓋中心開孔時的值。

屋蓋角部開孔常常是破壞性開孔，從以上分析可以看出，屋蓋角部破壞開孔后可能會加劇屋蓋的破壞速度。

表3　中心開孔和角部開孔屋蓋局部風荷載凈體型系數比較

3.4立墻凈體型系數

為研究屋蓋開孔對立墻凈體型系數的影響，選取立墻上的典型測點22 306作為研究對象，測點位置如圖2所示。圖12給出了立墻測點22 306在屋蓋中心開孔、不開孔時的凈體型系數隨風向角變化規(guī)律。從圖12可以看出，屋蓋中心開孔時立墻測點凈體型系數基本關于180°風向角對稱，且由于建筑內部風壓比較均勻，使得開孔面積對立墻凈體型系數影響較小，但相對于不開孔而言，開孔將使立墻測點的體型系數在迎風時增大86%，從0.49變?yōu)?.91，故屋蓋中心開孔對于迎風面立墻抗風不利；而對于側面和背風面立墻，由于內部的負風壓作用，使得側墻和背風面立墻所受的吸力減小，甚至使得承受風吸力的背風面墻轉而承受風壓作用，如90°風向角由-0.17變?yōu)?.12。

圖13給出了立墻測點在屋蓋角部開孔、不開孔時凈體型系數隨風向角變化規(guī)律。從圖13可以看出，由于屋蓋角部開孔位置不關于中軸線對稱，使得立墻測點凈體型系數在0～360°風向角范圍內對稱性較差，其最大正體型系數出現在0°風向角，此時測點22 306迎風，最大值達1.30，最小負體型系數出現在135°風向角附近，此時為側風面，其值為-0.23。

圖12　屋蓋中心開孔立墻體型系數 Fig.12 Shape coefficients on wall for roof center opening cases

圖13　屋蓋角部開孔立墻體型系數 Fig.13 Shape coefficients on wall for roof corner opening cases

中國《建筑結構荷載規(guī)范》對封閉式雙坡屋面立墻體型系數分別規(guī)定取值為+0.8和-0.5[15]，而對于單面開敞式雙坡屋面立墻體型系數規(guī)定取值為+1.3和-1.3；而對于屋蓋開孔的立墻凈體型系數，《建筑結構荷載規(guī)范》無相關取值規(guī)定。由表4，將《建筑結構荷載規(guī)范》中2種取值與屋蓋開孔立墻體型系數試驗值對比可以發(fā)現，按照封閉式雙坡屋面規(guī)范取值設計屋蓋開孔近地空間建筑的立墻則將偏于不安全，而按照單面敞開式雙坡屋面規(guī)范取值設計屋蓋開孔近地空間建筑的立墻則正壓偏于安全。

綜上所述，屋蓋開孔增大了迎風立墻測點體型系數，最大可達到+1.30，但當測點側風或背風時，由于開孔的作用可以減小其所受的吸力。

表4　中心開孔屋蓋立墻凈體型系數與規(guī)范值比較

4結論

(1)屋蓋中心開孔減小了屋蓋向上的凈平均風吸力；當屋蓋角部開孔時，最大正風壓風荷載與屋蓋重力方向一致，對結構受力不利。

(2)在屋蓋中心開孔情況下，屋蓋縱向中軸線最大體型系數為0.32，最小負體型系數為-0.73，中心開孔屋蓋按照封閉式屋蓋設計時，實際設計應該考慮正風壓作用；若按照單面敞開式雙坡屋面進行設計，則規(guī)范值過于安全；在三種角部開孔情況下，屋蓋縱向中軸線最大體型系數為明顯大于屋蓋中心開孔工況。

(3)在屋蓋中心開孔的情況下，中國規(guī)范對于角部塊Ra的體型系數取值偏于不安全；對于順風向邊緣及內部塊Rb～Rd，規(guī)范值高估了向上風吸力，低估了向下風壓力；對于背風面塊Re和Rf，規(guī)范值偏于不安全，低估了向上風吸力和向下風壓力；屋蓋角部開孔時的局部分塊凈體型系數值要大于屋蓋中心開孔時的值，屋蓋角部破壞開孔后可能會加劇屋蓋的破壞速度。

(4)屋蓋中心開孔對迎風面立墻抗風不利，而對于側面和背風面立墻，由于內部的負風壓作用，使得側墻和背風面立墻所受的吸力減小，甚至使得承受風吸力的背風面墻轉而承受風壓作用；按照封閉式雙坡屋面規(guī)范取值設計屋蓋開孔近地空間建筑的立墻則將偏于不安全，而按照單面敞開式雙坡屋面規(guī)范取值設計屋蓋開孔近地空間建筑的立墻則正壓偏于安全。

參考文獻

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