海南省风速、风荷载分布图的分析与研究论文_吴华盈

广东 广州 510630

摘要:随着博鳌亚洲论坛在海南落户,国际旅游岛的建设,中国文昌航天发射场的建立,三沙市的成立,以及海南自由贸易港的定义,海南在国内以及国际上的经济、政治、战略地位越来越重要。海南省的经济建设进度越来越快,规模越来越大,各种宏伟的建筑物、复杂的构造物层出不穷。海南岛特别是东部地区是台风频繁之地;2010年以后,海南的台风等级呈现出“突高”趋势,2014年7月第1409 号“威马逊”等强台风,给海南带来了特别严重的灾害。因此,认真研究和精准划分海南省的风速、风荷载的分布图,对于海南省的国民经济建设和防台风灾害是非常必要的。

关键词:风速;风荷载;海南省;

一、现存规范的不足之处:

1. GB50009-2012《建筑结构荷载规范》的不足:

a.时间上客观不足。该规范在2012年开始实施,客观上没法考虑到2014年的“威马逊”等超强台风的影响,从而使得2014年以后的建筑结构仍然按照该规范的风荷载信息计算。

b.划分的市县风荷载区域的不科学。提供的海南省基本风压,仅有7个代表性的市县,三沙市中的西沙岛,以及西沙岛的附属岛屿珊瑚岛。并没有考虑其他剩余11个市县,以及三沙市中的中沙群岛和南沙群岛及附属岛屿的风荷载数据。

c.气象站数据统计上的不精准。由于《荷载规范》需要涵盖全国各地的风压情况,所利用的气象站为各地的长期气象站,风压分布图的空间分布率量级大致在 km,使得风压等值线走势显得过于平缓,并且无法体现出海南沿海地区空间尺度在~km 量级地形地貌对风场的影响。

2.省标规范《DBJ02-2006 海南省建筑外门窗抗风压、水密、气密性能控制指标》和《DBJ46-011-2015 海南省农村居住建筑抗震防风技术规程》的不足:

a.时间上的不足。目前海南体现风荷载信息的就以上两本规范,虽然《DBJ46-011-2015 海南省农村居住建筑抗震防风技术规程》里面的风荷载数据几乎沿用了2006年9月份发布和实施的《DBJ02-2006 海南省建筑外门窗抗风压、水密、气密性能控制指标》,2014年和2015年的超强台风的影响均未考虑进去。

b.风荷载划分不合理。其一,在于基本风压仅有三个梯段0.45KN/㎡,0.75KN/㎡和0.85KN/㎡,其中0.55KN/㎡和0.65KN/㎡在海南岛内居然不存在。这有悖于风速按阶梯性分布的常识。其次,是两本规范并未将三沙市的风荷载信息体现出来。

二、《南方电网沿海地区设计基本风速分布图(2017版)》的科学性、合理性和精准性,以及不足之处:

1.科学性、合理性和精准性:

a.数据统计上的科学性。该数据由于引入了空间分辨率更为细致的区域自动气象站,可以提现海南地区空间尺寸在~km 量级地形地貌对风场的影响。随着空间插值点的增多,采取的信息所形成的数理统计风速空间分布图能够充分体现实际地形地貌分布,风速等值线之间的过渡更为清晰,除此之外,近岸地带补充了更多岛屿细节,并充分考虑了海南省东部和西部海岸在迎风面和背风面的风速差异。

b.风速包络网上合理性。该风速分布图的信息统计使用了省内92个气象站提供的数据,并且考虑了2014年的“威马逊”等超强台风的风速信息。囊括了2010年以来最大的风速信息情况。

c.数据划分上的精准性。根据分布图情况,提供了三十年一遇和五十年一遇设计基本风速。并且风速划分到海南岛地图上,非常直观地看到任何一个地方相对应的设计基本风速,空间分辨率精准性达到乡镇级别。

2.不足之处:

a.缺少了整个三沙市的设计基本风速。使其仅适用于海南岛而非海南全省的设计基本风速。

b. 由于南方电网根据92个海南自动气象站提供的信息,仅提供了30年和50年的设计基本风速,而并未考虑将统计的信息换算成100年的设计设计基本风速。因而该表格缺少了100年的设计基本风速和基本风压的数据,使得未来要建设重要性的建筑物结构或者必须按照100年设计年限进行设计的建筑结构时,没有可以提供的精准的风速、风荷载信息依据。

三、在现存信息情况下的工作作为:

1.在南方电网提供的风速分布图基础上,添加了海南省每个市县没有体现的所有乡镇的风速分布表,使其直观和精准地反馈海南全岛内所有市县行政归属下的乡镇地区风速、风荷载分布表。

注:1.白鞍岛,万宁大花角家嫲宿-(大花角,后鞍岭,前鞍岭),大洲岛(大岭,小岭),三亚(亚龙湾区),这些地区在30年设计年限属于37m/s基本设计风速,0.86KN/㎡基本风压。

2.铺前镇(两洋村林场-林新村)以东地区,翁田镇(美柳村-明月小学-东海山-曾道山)及以东地区,西洒镇(昌烈坡-破竹草坡)及以东地区,中国文昌国际航天城,清澜(文昌环球码头-椰子大观园-北尾坡)及以东地区,会文镇(东庭花园-会文镇烟墩小学)及以东地区,长坡镇(望海岭-龙湾岭)及以东地区,潭门镇(北排岭-水沟村-潭门工业开发区-潭门中学)及以东地区,万宁市(白鞍岛,甘蔗岛,大洲岛中大岭小岭,洲仔岛,加井岛,分界洲岛),陵水县黎安镇海岸往东7120米的岛屿或岛礁(18.436251,110.140859),这些地区在50年设计年限属于41m/s基本设计风速,1.05 KN/㎡基本风压。

3.海南有50多个农场林场,而大部分均属于哪个乡镇的行政归属不明确,所以农场的风压应按照就近原则或平均原则取值。就近原则:A农场或林场与B乡镇的距离最短,则A农场或林场的风速、风荷载,宜与B乡镇的风速、风荷载一致。平均原则:A农场或林场与B乡镇和C乡镇的距离相差不大,则A农场或林场的风速、风荷载,可按照B乡镇和C乡镇的风速、风荷载的平均值取值。

参考文献:

[1] 中国能源建设集团广东省电力设计研究院.南方电网沿海地区设计基本风速分布图(2017版)[R]. 2017:36-39.

[2]海南省工程建设地方标准.海南省建筑外门窗抗风压、水密、气密性能控制指标(DBJ02-2006)[S].海口:海南省建设厅.2006:10.

[3]海南省工程建设地方标准.海南省农村居住建筑抗震防风技术规程(DBJ46-11-2015)[S].海口:海南省建设厅.2016:13.

[4]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)[S].北京:建筑工业出版社,2012.

论文作者:吴华盈

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期

论文发表时间:2019/9/10

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