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烟台火车站多名乘客被狂风暴雨吹倒,是车站设计结构不合理?
弘兴快讯网2024-03-29 01:04:13【热点】7人已围观
简介山东烟台火车站多名乘客被狂风吹倒,感觉有点不可思议。我赶紧搜索了一下,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 永远的女神[荒野生存]
1、火车山东烟台火车站地理位置特殊,站多场外站房屋盖高度较大,名乘本身风荷载较大。客被狂风
其靠近大海,暴雨不合永远的女神[荒野生存]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。
山东烟台火车站,距离大海很近
屋盖到海岸线大约400多米
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
烟台火车站场外站房的钢屋盖
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,我们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
GB50009-2012《建筑结构荷载规范》定义的风速是10米高度,10分钟的平均年最大风速
3、烟台火车站的场外站台屋盖马鞍形造型,相当于一个放大器,放大了风荷载的作用。
马鞍形屋盖外侧敞口上扬,中部收缩,恰好是一个变截面的通道。在中部内缩位置,气流被特殊的造型加速。气体流速计算公式是:流速=V/(T*S)。根据压缩空气时间T内排出空气的体积V和管道横截面的面积S可以计算出在管道中的流速。假设中部内缩位置风的通道面积,是外侧敞口位置面积的0.8倍。此位置风速是1/0.8=1.25,也就是说,中部内缩位置, 风速被放大了1.25倍。
烟台火车站的场外站台屋面马鞍形造型
变截面的通道,缩颈位置流体的流速增大
接下来,我们来估算一下在10年一遇的风荷载作用下,此位置行人可能承受的3秒阵风风速,以及风级有多大。
我国规范里查询的风速,是一年内10分钟平均风速的最大值。行人承受的风速,应该按3秒钟的阵风风速来考虑。查询相关论文,3秒阵风风速转换为10分钟风速的转换系数为1.43,也就是3秒阵风是10分钟平均风速的1.43倍。
某论文里查询的风速转换系数
1、此位置可能的阵风风速是多大?
在上面的内容里,已经确定了相关数据如下:
烟台市10年一遇基本风压: 0.4KN/m2
烟台火车站场外站房最高檐口的风压高度变化系数: 1.67
屋盖马鞍形造型的放大系数: 1.25
3秒阵风风速转换系数: 1.43
行人在此位置承受的阵风风压为:0.4*1.67*1.25*1.43 = 1.19KN/m2
多数人,对这个 1.19KN/m2的风压,还没有多少概念。我们按规范的计算公式,换算成风速,然后换算成风级,大家就能理解了。
GB50009-2012《建筑结构荷载规范》风速与风压的转换公式
按GB50009-2012《建筑结构荷载规范》计算:
风速V=(1.19*1600)^0.5 = 43.6 m/s
每秒钟43.6米的风速,这是一个什么概念呢。飞人博尔特创造了100米短跑世界纪录,时间为9.58秒,折合每秒钟10.4米。这也就是说,在烟台站场外站房中间位置,可能遭受的 阵风最大风速,是短跑冠军奔跑速度的4倍。
2、此位置可能的风级是多大?
我国规范的风级和风速有对应的风力等级表,但是这个风速是按我国规范规定的一年内10分钟平均风速的最大值,来对应风级的。
海南气象局官网的风力等级表
因此,不考虑阵风系数的风压为:0.4*1.67*1.25 = 0.835KN/m2
风速V=(0.835*1600)^0.5 = 36.6 m/s
查询风力等级表,此位置可能的 最大风级居然达到了12级,(12级,对应风速32.7m/s,陆上极少,造成巨大灾害,房屋吹走)。大家是不是觉得很可怕,局部区域居然有可能达到12级大风。
现在可以理解了,在烟台火车站场外站台屋盖下面有人被直接吹着跑,甚至趴在地上也挂不住地面。
当然,这里的12级大风,只是在马鞍形屋盖中间收缩位置很小的区域,有可能产生。远离这个区域,就不会有这么大的风。
注:以上的计算有很多假设,计算结论可能有一些偏差。比如:假设了屋盖的总高、假设了马鞍形屋盖中间收缩的通道面积占比等数据。以上计算,仅作为我个人定性判断的参考,不能作为其他人定量决策的依据。
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