台风“杜苏芮”:烟台火车站多名乘客被风吹倒!泉州体育馆屋顶被吹破!是设计不合理吗?
uu切克闹
2023年07月31日 13:35:37
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  设计合规、施工合理,选材合适才是保证项目质量的关键。 01     烟台火车站多名乘客被风吹倒!          前面还有几十米就是玻璃护栏,十分危险!


 

设计合规、施工合理,选材合适才是保证项目质量的关键。


01     烟台火车站多名乘客被风吹倒!

        
前面还有几十米就是玻璃护栏,十分危险!
正在行李寄存处躲雨的旅客见此情景果断冲出去,合力冒雨将母女二人拉到屋里,同时乘务员也用尽所有力气顶住门!短短几秒钟,大家被淋得浑身湿透,但幸好都返回到安全的位置……
2023年7月25日,山东烟台遭遇暴雨天气,烟台火车站内大风将雨幕吹得倾斜,像是一片翻涌的水雾。 风雨中,火车站二楼平台上,一对母女被大风吹得站立不稳,孩子蹲在地上,母亲一度被风吹得直打滑。
试想一下,如果建筑结构、 金属屋面的 设计不合理, 吹倒的可能就不光只是行人,还有可能把金属屋面的顶给   揭”   了,那就不是摔伤,擦伤了....... 更是会造成人身安全和生命财产的大损失。

国标中专门对此类建筑的荷载要求有着严格的标准要求,尤其是金属屋面系统的设计中,风荷载是对其作用时间最长,破坏最久的主要荷载态,要考虑不同季节下及极端天气下,季风与阵风对金属屋面带来的巨大影响,才能完美的实现建筑安全。
然而,网上有很多懂建筑、搞结构的网友纷纷表示:山东烟台火车站的结构形式,就决定了它会发生 伯努利效应 ,而这种效应将使得入口处风速增加,从而产生“风洞”效应……
1、伯努利原理
伯努利效应,这个名词相信很多人都听过,这是一种现象,流体流过狭窄的通道时,会在窄处速度加快。这其实是由气压、流速所决定的。


伯努利效应示意图
这个现象可以利用流体力学的有关原理,精确的推导出相关的方程,这就是伯努利原理。通俗的理解: 从大口进入的流体,单位时间内都得从狭窄口出来,由于通道面积变小,那么只能速度增加了
2、火车站的风口结构
根据上述伯努利原理,风速变大,那么必然是通道变狭窄,事发地的火车站恰好就满足这一条件。烟台火车站呈现一个巨大的通道,类似于马鞍面的通道两侧微微上翘。因此,在这个通道的两侧, 其横截面积显然是大于中间凹陷下去的横截面积

风道变狭窄的火车站结构
烟台火车站的场外站台屋面马鞍形造型,当气流从通道的一侧进入火车站后,由于通道逐渐变的(相对)狭窄,根据伯努利原理,气流的速度就增加起来了。铁路客服之所以说跟设计无关,应该是没学过流体力学。
3、风口结构的增速大小
既然这种两侧大中间小的通道结构,必然会在通道内形成较大的风速,那么这个风速究竟有多大?是否能够达到事发地吹倒人的程度?规划师笔记的朋友们可以估算一下。
根据媒体报道,事发时的风力大概是7-9级,对应的风速大概是14m/s-24m/s。 八级大风的时候,人已经难以行走了,能把人吹倒的风,应该是9级以上。根据伯努利方程,必须知道两个位置的静压,才好计算。

目测这个烟台火车站大通道,面积比大概是1:1.3,那么 通道内的最大速度就是入口处速度的1.3倍 。这样的话,风速就变成了18.2-31.72m/s,风力等级变为8-11级, 整体上提升了1-2级 。如果通道外刚刚好是8级大风,人行走困难,那么通道内就变成了9级以上,到达了吹倒人的程度。

     以烟台火车站为例可以鲜明的看出,在项目的建设与安全中,地理环境与设计造型之间的关系非常重要;其次是极端大风天气对公共建筑,尤其是车站类“开放型”场所的考核 和伤害都非常大。

不可否认的是,  火车站  除了是连接全国的交通中枢,同样也是烟台的门面和地标,更是外地人对烟台的“第一印象”。所以,烟台站建在了距离大海不远的地方,景色还是很迷人的,规模大,气势足,给烟台的是形象增色不少。甚至有网友说,烟台的灵魂就是大海和港口,一个拥有大海的火车站,就是真正的烟台之眼。

山东烟台火车站,距离大海很近
屋盖到海岸线大约400多米
公共场所的建筑,设计的时候还是需要考虑这种因素的。烟台火车站的巨大通道设计,恰恰就起到了加速风速的作用。
山东烟台火车站多名乘客被狂风吹倒,感觉有点不可思议,看到其地理位置和场外站房的屋盖照片恍然大悟。山东烟台火车站外部站房的设计,本身结构上没什么问题,但是在一些偶然因素共同作用下, 在大风天的时候,对于外部站房中部地面的行人,真的存在一定的安全风险。
1、山东烟台火车站地理位置特殊,场外站房屋盖高度较大,本身风荷载较大。
其靠近大海,周边没有密集的高耸建筑物遮挡,风压高度变化系数比较大。这种地形和位置,从国家规范GB50009-2012《建筑结构荷载规范》查询,属于A类地面粗糙度(近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区)。

场外站房的落地位置的在二楼,高度略高一点,目测二楼层高6米,这个站房是一个高度较大的敞口钢结构屋盖,目测顶部檐口高度25米左右,两者相加,站房屋盖顶部檐口距离主干道高度大约30米。
高度30米,A类地面粗糙度,查规范得知,风压高度变化系数1.67。简单理解为,相比于烟台市远离海岸线有密集建筑群的主城区15米以下位置(风压高度变化系数0.65),烟台火车站场外站房位置位置的风荷载是 2.57倍 (1.67/0.65=2.57),本身的风荷载就比同城区其他位置大了很多。


GB50009-2012《建筑结构荷载规范》关于风荷载的章节
2、烟台地区的风荷载,在国内算中等偏大的。
GB50009-2012《建筑结构荷载规范》查询,烟台市10年一遇的风荷载是 0.40KN/m2 。结构设计一般取50年一遇的风荷载,讨论风荷载对行人的影响,应该取一个经常会发生的概率,10年一遇风荷载情况。同时,规范规定的风速,是10米高度10分钟的平均年最大风速。


GB50009-2012《建筑结构荷载规范》查询烟台风荷载

结论:   新闻中烟台火车站的情形,正是在: 地理位置+“所谓的不合理设计”+极端天气 的三重加持下,才出现的。

02    泉州体育馆屋顶被吹破!

无独有偶,7月28日上午9点55分第5号台风“杜苏芮”在福建沿海登陆后,泉州海峡体育馆的屋顶被吹烂,而五月天原定今年8月份在此开演唱会。这屋顶的抗风揭设计合格吗?

新强条《  民用建筑通用规范  》GB 55031-2022规定, 装配式屋面应进行抗风揭设计。 类似金属屋面、瓦屋面等等,图审都会认为是装配式屋面, 设计文件中如果没有进行抗风揭专项设计,就被判别违反强条 。

而《民用建筑通用规范》是建筑专业规范,屋面设计理应由建筑专业负责完成,但大部分建筑专业并不会进行抗风计算,也提供不了抗风揭专项设计计算,所以设计负责人会协调此专项设计由结构专业完成, 然而大部分结构专业也不看这本规范,所以就出现违反强条的情况。 金属屋面一般都有二次深化, 可否注明抗风揭专项设计由二次深化专业完成呢?这个就看图审对此是否认可 ,因为图审审的就是强条。


03      建筑设计首重安全、结构合理性与应用性
建筑设计首重安全、结构合理性与应用性—— 在实际应用中,因总包与项目施工合作上的因素,往往会带来一些项目细节上的问题。然而细节决定了成败,事故一但发生,将为自己的企业品牌和个人事业都带来灭顶之灾。一笔笔,一件件的事故案例历历在目,从源头抓起,从设计与安全出发,严格安装施工环节,做好完工检测与交付。
那么,怎样保障在极端天气与恶劣环境下的项目安全? 设计合规、施工合理,选材合适才是保证项目质量的关键, 也只有这样的高质量建筑工程,才能在极端天气、恶劣环境下成为庇护人民生命、财产安全的“英雄”,成为老百姓心中的建筑之光。
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