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， 在大风天的时候，对于外部站房中部地面的行人，真的存在一定的安全风险。
1、山东烟台火车站地理位置特殊，场外站房屋盖高度较大，本身风荷载较大。
其靠近大海，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。
【资料图】
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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