1.風對高層鋼結構的危害
高層鋼結構的圍護結構多采用輕質材料,且建筑質量和剛度較普通鋼筋混凝土高層建筑減少較多,整體結構更顯柔性。因此,在大風作用下容易發生以下幾種破壞情況:①由于長時間的振動,結構因材料疲勞或側移失穩而破壞。②因結構變形過大,填充墻和隔墻開裂。③建筑外墻裝飾物和玻璃幕墻,因較大局部風壓而破壞。④因風振加速度過大,使用者產生頭暈等不適癥狀,甚至恐慌、不安。
2.動、靜力風效應
高度為2oo-4oom的高層鋼結構自由振動的基本周期為5-1Os,而順風向的強風平均風速的持續時間約為1Omin以上,遠大于高層鋼結構的自振周期,因此平均風效應可按結構靜力學的方法進行結構內力計算。而陣風的持續時間約為1-缸,小于高層鋼結構的自振周期,因而陣風對結構的作用是動力的,要采用基于隨機振動理論和概率統計法則的分析方法。圍護結構的振動周期一般為0.02,遠小于平均風速和陣風風速的波動周期,因此在圍護結構的抗風設計中,風荷載可作為靜荷載考慮。
3.風荷載作用下高層鋼結構水平位移限值
為了不影響結構的正常使用和觀感,設計時應對風荷載作用下高層鋼結構水平位移規定相應的限值,《高層民用建筑鋼結構技術規程》(lGJ 9←98)的要求如下:①頂層質心位置的側移不宜超過建筑物高度的1500,質心層間側移不宜超過樓層高度的11400。②在驗算頂點位移時,結構平面端部的最大位移不得超過質心位移的1.2倍。此規定根據設計經驗提出,對非抗震設計適用。③對于以鋼筋混凝土結構為主要抗側力構件的高層鋼結構的位移,應符合《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》的有關規定,但考慮到該規程的規定對于混合結構可能太嚴,允許在保證主體結構不開裂和裝修材料不出現較大破壞的情況下適當放寬。不出現較大破壞,意味著容許裝修材料在大風時出現輕微甚至中等破壞。