摘要：当下，随着我国工业化建设的不断发展，对自然环境造成了严重破坏。近年来，强风灾害严重破坏了我国的工业建筑，对我国经济的发展产生了一定的影响。如何加强对建筑的抗风设计，是现代社会工程设计师们的研究方向。通过相关实践，工程设计师们发现，在相关试验中，建筑幕墙能有效的减缓建筑在墙缝中的损坏程度，保障我国经济的稳定发展。因此，本文主要阐述了建筑幕墙的基本特征，探讨了强风致建筑幕墙破坏的基本特点，并分析了建筑幕墙在风荷载取值设计的作用，以期降低工程成本。
关键词：风洞试验；建筑幕墙；抗风设计
为降低强风对建筑物的损害程度，我国工程设计人员在建筑外围设计出了一种具有维护性与装饰性共存的建筑结构——幕墙。它的基本特征主要表现为：幕墙仅仅是由面板和支撑结构组成的完整结构系统，在强风中只是起到了一个围护和装饰的作用，不对建筑物的本身承担任何结构的荷载。对建筑幕墙自身而言，在平面内，幕墙与建筑物相比，它具有较强的位移能力，且能够承受较大风力。当前，我国建筑幕墙广泛地应用于高层和超高层建筑，由于直接与大气环境接触，所以受到风荷载的作用比较明显。因此，幕墙面板本身必须具有足够强的承载能力，能有效的避免强风对自身的损坏程度。通常，在建筑物周边建立幕墙，有利于保护建筑物局部不在风荷载的作用下坍塌，避免影响周边人们的生命财产安全。近年来，幕墙的抗风破坏特性也受到了工程技术人员的广泛关注，在设计建筑时也会通常考虑到幕墙的设计。
一、风致幕墙破坏的特点
由于幕墙是与大气环境直接接触的，因此，在风荷载比较明显的情况下，幕墙也会受到破坏，而它的破坏形式通常也是多种多样的，我国相关学者对某地区多次受到台风袭击的建筑幕墙的情况进行了分析，得出了如下的结论：
风致幕墙破坏的主要类型以局部破坏为主，其具体形式为开启扇破坏、玻璃板块破裂等。其中，后者是破坏频率发生最高也是最普遍的，通常损坏部位较为集中，也就是，某部位的多块玻璃板同时遭到破坏。
从破坏部位上来看，风致幕墙的破坏主要受风荷载力影响，即风荷载力较大的部位幕墙破坏比较严重，在我国的建筑幕墙中，破坏最严重的部位为受到强风正面侵袭的部位。而相对于凹形的建设幕墙，幕墙发生破坏程度最高的部位为凹形内转角处，主要表现为正风压破坏，而在建筑檐口部位主要表现为负风压破坏。
二、解析风荷载取值
通常，我们会结合风致幕墙破坏特点，对幕墙设计过程中风荷载取值进行如下思考：
首先，我们根据幕墙破坏的集中区域以及受风荷载力作用效果问题，在设计时应该采用局面风荷载进行幕墙设计，这样保障了设计的可靠性和合理性。其次，还应该充分考虑当风从多个方向袭击时，最不利的风荷载情况，结合以往数据，进行幕墙设计。最后，由于建筑幕墙并不是独立地存在于大气环境中，所以我们在进行设计时，应该结合周围建筑对环境的影响，在保障周边环境的基础上，进行幕墙建筑。
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三、建筑幕墙设计风荷载取值存在的问题
建筑幕墙中风荷载的取值对建筑幕墙的安全性具有重要影响，但是在相关的设计过程中，我们会发现以下几个问题：
（一）风洞试验数据的理解和使用不当
我国设计人员在相关建筑幕墙施工建设时，为了防止出现幕墙的破坏，通常会把风洞试验中最大的风荷载数据直接用于幕墙的建设当中，但又因为风洞的实验数据给定的是相关风荷载的参考值，我们还需要根据相关实际情况进行具体分析，如果直接选用风洞试验数据，就会造成较为严重的幕墙建设浪费情况。
（二）没有充分考虑到周边环境的实际情况
当前，我国的高层建筑建设区域密集，因此我们在进行建筑幕墙设计时，应该充分考虑周边环境的实际情况。同时我们不能只考虑单个或单阵风对幕墙的影响，还应该充分预估群风对于幕墙的破坏情况，提高建筑物的安全性。
（三）部分幕墙设计时，风荷载取值过于保守
部分幕墙进行设计时，没有区分建筑的大面与边角区域，从某些设计来看，设计人员通常通过计算建筑物顶部的高度确定墙边角的体型系数。然后按照规范，计算相关范围内建筑物的围护结构风荷载数值，但是这一过程由于存在某些区域受风面积较小的情况，就会导致区域材料过剩而造成浪费。
四、风洞试验在幕墙抗风设计中的应用
风洞试验[3]指的是设计者根据空气的动力学理论，在大气环境中分析建筑物受风待测，进而得出相关风荷载信息的一种试验。风洞试验结束后，设计人员会根据相关设计需求，对测量数据进行分析，从而分别获得适合主体结构和围护结构的风荷载参数。
（一）常规建筑玻璃幕墙设计[1]的风荷载取值
在我国，设计师可以根据《建筑结构荷载规范》和《玻璃幕墙工程技术规范》中的相关要求，选取适合玻璃建筑幕墙设计的风荷载数值，即：
在《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）的规定中，对于常规玻璃幕墙设计的风荷载取值我们应该遵循：当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数 μs 乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；若房屋和构筑物体型不同且无参考资料可以借鉴、或房屋和构筑物较重要且体型复杂时，相互干扰增大系数宜由风洞试验确定。在《玻璃幕墙工程技术规范》（JGl02-2003）中指出，玻璃幕墙的风荷载标准值可按风洞试验结果确定；玻璃幕墙高度大于200m或体型、风荷载环境复杂时，宜进行风洞试验确定风荷载。
但是近年来，随着建筑物高度的不断上升，幕墙围护建筑物的设计要求也发生了变化。因此，如何选取相应的风荷载数值是当前设计人员的重要研究方向，但同时，我们必须结合相关规定，考虑当地实际，对常规的建筑玻璃幕墙选取合适的风荷载数值。
（二）风洞试验在不同类型幕墙抗风设计中的应用
当前，我国的建筑[2]越来越密集，体型结构也越来越复杂，我们通常采用风洞试验来确定相应围护结构的风荷载。通常，我们会根据幕墙的外部形态、局面构造以及功能将建筑幕墙抗风设计风洞试验方法分为双层幕墙模型试验、遮阳系统的局部模型试验以及整体模型风压试验。针对不同的幕墙抗风设计，我们应该选取合适的风洞试验方法，这样可以提高整体工程建设的高效性。
（三）风洞试验对于幕墙设计成本控制分析
在进行幕墙设计时，设计师除了考虑幕墙的抗风效果外，还应该考虑设计成本。即在进行建筑幕墙设计时，设计人员会根据实际地质情况，进行合适的风荷载取值，并考虑周边环境的最大破坏力以及产生破坏时的维修成本。从具体的实际工程分析，风洞试验仅仅对工程的实际情况进行了谈论和分析，而往往经过风洞试验选取的数值低于规范数值。因此，这就要求设计人员在结合风洞试验数据的基础上考虑实际情况，对相关的建筑材料进行合理分配和规划，争取在保证质量的基础上，降低建筑成本，提高企业的经济效益与社会效益。
结语：
综上所述，针对目前我国相关自然灾害现象频发的现状，我们应该加强建筑物的幕墙围护，这样不仅保障了人民的人身财产安全，还降低了后期建筑维修的成本，增加了企业的经济效益，构建了良好的社会形象。
参考文献：
[1]李正农，罗蝶峰，石文海，梁笑寒.沿海高层建筑玻璃幕墙风致应力现场实测研究[J].中国科学，2011，11：1439-1440.
[2]陈勇，焦健，赵辉，娄文娟，孙炳南.面向设计的房屋建筑刚性模型风洞试验[J].空间结构，2003，12：148-149.
[3]刘长虹，刘春，宋俊杰.桥梁抗风设计、风洞试验及抗风措施[J].北方交通，2011，10：146-147.
论文作者:周珠瑞
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/15
标签：幕墙论文; 荷载论文; 风洞论文; 建筑论文; 建筑物论文; 风致论文; 抗风论文; 《基层建设》2016年15期论文;