屋顶构造形式对传统民居风荷载特性的影响

摘要

根据广东沿海传统民居的建筑特点,通过在屋面上增加不同样式的构筑件(厝头和屋脊),设计并制作了11种低矮双坡民居建筑模型(包括纯双坡屋面)并对其进行风洞试验,以研究不同构筑件组合对屋面结构风压分布的影响。研究表明:双坡屋面靠近屋脊和山墙侧位置由于流动强分离导致高负压区,极值负压系数达到-6.62,这也是风灾中双坡民房常遭局部破坏的原因;而在屋面增加6种不同样式的厝头(金、木、水、火、土、尖厝头)和屋脊都可降低双坡屋面结构的风荷载;增加不同构筑件对屋面风压分布影响不同,金厝头效果相对最好,可将最大平均负压系数绝对值减小32%,最大极值负压系数绝对值减小35%。此外,极值负压对屋脊高度变化相对不敏感,但镂空屋脊对降低风荷载有帮助。最后通过风洞试验数据的统计分析,对厝头和屋脊的气动机理进行了辨析:厝头的作用是消减屋面靠近山墙附近的极值负压,屋脊的作用在于降低屋面中间部分的极值负压绝对值。总结文中研究的几种样式的构筑件和参数组合工况,1 020 mm金厝头和800 mm镂空屋脊是一个较好的组合配置。