臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)工業(yè)廠房大型門窗防臺風(fēng)措施問題探討

阮莉莉

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣州510663）

1 引言

在工業(yè)建設(shè)生產(chǎn)活動中，一些廠房及倉庫為滿足大件設(shè)備及材料的運(yùn)輸、裝卸及檢修等需求，往往須設(shè)立特大型外門，如大型發(fā)電廠汽機(jī)房或核電常規(guī)島廠房、各類庫房等。這類特大外門作為抵御外界災(zāi)害入侵的第一道屏障，是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗臺風(fēng)襲擊的最薄弱環(huán)節(jié)。

在當(dāng)前的國內(nèi)發(fā)電廠項(xiàng)目中，因考慮到使用便捷性和經(jīng)濟(jì)合理性等因素，這類大門通常采用薄彩板夾心板或通過型鋼框固定彩板結(jié)構(gòu)，對于各類型門的訂貨按國家標(biāo)準(zhǔn)圖集構(gòu)造和常用國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，然而，在圖集或標(biāo)準(zhǔn)中的典型設(shè)計考慮的是國內(nèi)常規(guī)氣候環(huán)境參數(shù)，并非針對罕見極端氣候條件（如廣東、福建、海南等沿海地區(qū)近年頻繁出現(xiàn)的超強(qiáng)臺風(fēng)），因此，往往容易出現(xiàn)因過大變形而損壞的情況，除非采用非標(biāo)單獨(dú)設(shè)計和制作，但這樣不僅費(fèi)用極高，且無法滿足工期要求。因此，如何增強(qiáng)特大門的防臺風(fēng)能力成為了各方關(guān)注的重點(diǎn)。

在竣工不久的陽江核電戰(zhàn)略物資共享倉庫項(xiàng)目設(shè)計中，以“便捷性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性”原則為主導(dǎo)，試圖分析和探討在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)工業(yè)廠房大型門窗的防臺風(fēng)問題，通過在設(shè)計中與項(xiàng)目各方積極配合，對項(xiàng)目中的特大型外門的構(gòu)造做法進(jìn)行合理優(yōu)化，為建筑有效抵御臺風(fēng)提供有利條件。

2 項(xiàng)目概況

陽江核電戰(zhàn)略物資共享倉庫項(xiàng)目位于廣東省陽江核電工程與運(yùn)行維修服務(wù)區(qū)武警營地北側(cè)，地處臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)。本項(xiàng)目建筑——戰(zhàn)略物資共享倉庫占地平面尺寸為119m×26m，高19.4m，總建筑面積約3600m2，以單層倉庫為主（局部三層），主要用于存儲電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等共享戰(zhàn)略備件。根據(jù)使用者需求，本倉庫的每個門洞均獨(dú)立設(shè)置6m×10m 或9m×10m的折疊彩鋼板大門（見圖1）。

圖1 陽江核電戰(zhàn)略物資共享倉庫

圖2 特大門的防臺風(fēng)構(gòu)造措施

3 主要技術(shù)特點(diǎn)和原理

3.1 構(gòu)造措施組成簡單

為應(yīng)付可能出現(xiàn)的極端氣候條件，同時方便這類特大門的采購，在本項(xiàng)目中考慮在常規(guī)門的基礎(chǔ)上增設(shè)特殊抗臺風(fēng)構(gòu)造措施?？古_風(fēng)構(gòu)造措施由抗風(fēng)橫柵桿、滑輪提升構(gòu)造措施、豎向提升滑道以及就位卡座等多個部分組成（見圖2 左圖）。

3.2 構(gòu)造措施安裝便捷

①根據(jù)特大門的寬度，在門楣水平方向適當(dāng)位置安裝定滑輪，并在門洞一側(cè)布置拉索固定構(gòu)造措施及手動提升絞盤。

②根據(jù)特大門的高度，在門框兩側(cè)墻面垂直方向上等距離安裝柵桿就位卡座。

③平行就位卡座外側(cè)安裝通長槽鋼作為豎向提升滑道，且該滑道在對應(yīng)柵桿就位卡座的適當(dāng)位置預(yù)留相應(yīng)開口。

3.3 構(gòu)造措施使用靈活

①當(dāng)收到臺風(fēng)警報后，使用者先將一根抗風(fēng)橫柵桿的兩端推入預(yù)先安裝好的豎向提升滑道，并連接滑輪提升措施將抗風(fēng)橫柵桿平行于地面進(jìn)行垂直提升。

②當(dāng)提升至對應(yīng)柵桿就位卡座處，可將橫柵桿從豎向提升滑道開口處推出，并將其放入就位卡座凹槽中。

③將均布于橫柵桿上的固件與門扇上的金屬附件一一對應(yīng)，并相互進(jìn)行螺栓連接。

④以此類推，可根據(jù)需要就位數(shù)根抗風(fēng)橫柵桿。

以陽江核電戰(zhàn)略物資共享倉庫為例，當(dāng)特大門防臺風(fēng)構(gòu)造措施處于完全工作狀態(tài)時，可以看到，在9m 寬10m 高大門的門扇后面設(shè)置了三道抗風(fēng)橫柵桿，橫柵桿離地標(biāo)高分別為2.5m、5.0m、7.5m（見圖2 右圖）。由于大門開啟主要考慮設(shè)備檢修裝卸需要，人員通道安排在小門進(jìn)出，在臺風(fēng)期間，臨時啟動“特大門的防臺風(fēng)構(gòu)造措施”，即能提升特大門的防臺風(fēng)能力，又不會影響人員的正常出入需求。

3.4 構(gòu)造措施工作原理清晰

由臺風(fēng)作用在門扇上，風(fēng)力將傳導(dǎo)到橫柵桿上，橫柵桿起到單跨簡支梁作用，中間受彎，兩端受剪。

在設(shè)計時，橫柵桿的剛性和強(qiáng)度可以根據(jù)GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[1]按圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計，提高特大門的抗風(fēng)壓性能，使得關(guān)閉著的大門在風(fēng)壓作用下不發(fā)生損壞和功能障礙。

合理選取抗風(fēng)橫柵桿的截面尺寸，使得在臺風(fēng)作用下構(gòu)件彎曲正應(yīng)力小于抗彎設(shè)計值?？缰袚隙葢?yīng)滿足GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[2]中的撓度容許值要求?？癸L(fēng)橫柵桿截面形式和尺寸還須根據(jù)具體要求防護(hù)的臺風(fēng)等級、特大門的尺寸及性能要求等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。

4 結(jié)論

以上構(gòu)造措施造價低廉，安裝簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可以提高特大門的抗風(fēng)壓性能，使得關(guān)閉著的特大門在風(fēng)壓作用下不發(fā)生開裂、面板破損、局部屈服、粘結(jié)失效和五金件松動、開啟困難等情況，在實(shí)際工程應(yīng)用中具有非常好的防臺風(fēng)效果。

當(dāng)然，根據(jù)過往的工程經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計中還可以采用更多有效的防臺風(fēng)措施，如選用抗風(fēng)性能較好的門窗，門窗的抗風(fēng)性、氣密性、水密性均應(yīng)滿足或超過國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如設(shè)計時在滿足采光使用要求的前提下盡量少開窗、避免開大窗、帶形窗，并加強(qiáng)門窗安裝的構(gòu)造處理措施如增加門窗與墻體的固定連接點(diǎn)、保證門窗的牢固安裝等[3]，又如大型發(fā)電廠房A 排外墻大型百葉窗采用人字形的百葉窗成品，通過迷宮式的葉片設(shè)置，滿足廠房自然進(jìn)風(fēng)的技術(shù)要求，在合理調(diào)節(jié)廠房溫度下還能有效抵御臺風(fēng)侵襲……這些措施均能在一定條件下確保防臺風(fēng)“無盲區(qū)”，為工業(yè)廠房的安全生產(chǎn)提供更有力的支持。