山东烟台火车站外部站房中部地面行人的安全风险

山东烟台火车站不少旅客被大风吹倒，感觉有点不可思议。 我赶紧搜索，看到了它的地理位置和站外站房屋顶的照片生活网资讯，恍然大悟。 山东烟台火车站外部站房设计不存在结构问题，但在一些偶然因素的综合作用下，大风天外部站房中部地面行人存在一定的安全风险。

1、山东烟台火车站地理位置特殊，场外站房顶高度较高，本身风荷载较大。

它靠近大海，周围没有密集的高耸建筑物，因此风压高度变化系数较大。

山东烟台火车站，离海边很近

从屋顶到海岸线约400米

这种地形和位置，查国家规范-2012年《建筑结构荷载规范》，属于A级地面粗糙度（近海海面及岛屿、海岸、湖岸和沙漠地区）。 场外站房的落地位置在二楼，高度稍高。 目测二层高度为6米。 该站房为高挑开放式钢结构屋面。 另外，站房盖顶部的屋檐高出主路约30米。

高度为30米，地面粗糙度为A级。根据规范，风压高度变化系数为1.67。 简单理解就是，与烟台市主城区远离海岸线、建筑物密集的位置相比，风荷载是2.57倍（1.67/0.6​​5=2.57），风荷载本身比同城的其他地方大得多。

-2012年《建筑结构荷载规范》风荷载章节

烟台火车站场外建筑钢屋盖

2、烟台地区风荷载在全国范围内较大。

-2012年《建筑结构荷载规范》查询，烟台市十年一遇的风荷载为0.40KN/m2。 结构设计一般取50年一次的风荷载。 当我们讨论风荷载对行人的影响时，应该取频繁发生的概率，即10年发生一次的风荷载。 同时，规范规定的风速为10米高度处10分钟的年平均最大风速。

-2012年《建筑结构荷载规范》查询烟台风荷载

-2012年《建筑结构荷载规范》定义的风速为10米高度和10分钟平均年最大风速

3、烟台站场外站台的马鞍形屋顶相当于一个放大器，放大了风荷载的作用。

马鞍形屋顶的外侧敞开并凸起，中间部分收缩，恰好是一个变截面的通道。 在中间的缩回位置，气流通过特殊的形状加速。 气体流量的计算公式为：流量=V/(T*S)。 由压缩空气时间T内排出空气的体积V和管道横截面积S可以计算出管道中的流速。 假设中间收起位置的风道面积是外侧暴露位置的0.8倍。 该位置的风速为1/0.8=1.25，也就是说，在中间的缩回位置，风速放大了1.25倍。

烟台火车站场外站台马鞍形屋顶

变截面通道，收缩位置流体流速增大

接下来我们估算一下10年风荷载下该地点行人可能承受的3秒阵风风速和风力等级。

我国标准中查询的风速是一年内10分钟平均风速的最大值。 行人所受的风速应按阵风风速3秒考虑。 查询相关论文，3秒阵风风速到10分钟风速的换算系数为1.43，即3秒阵风是10分钟平均风速的1.43倍。

论文中查询的风速换算系数

1. 该位置可能的阵风速度是多少？

上述内容中，相关数据已确定如下：

烟台十年一遇基本风压：0.4KN/m2

烟台火车站场外建筑最高屋檐风压高度变异系数：1.67

车顶鞍形放大系数：1.25

3秒阵风风速换算系数：1.43

行人在此位置承受的阵风压力为：0.4*1.67*1.25*1.43=1.19KN/m2

大多数人对于1.19KN/m2的风压并没有太多概念。 我们按照标准的计算公式将其换算成风速，然后再换算成风级，这样大家就能够理解了。

- 2012年《建筑结构荷载规范》中风速、风压换算公式

按-2012年《建筑结构荷载规范》计算：

风速V=(1.19*1600)^0.5 = 43.6 m/s

每秒43.6米的风速是什么概念？ 尤塞恩·博尔特 (Usain Bolt) 以 9.58 秒（即每秒 10.4 米）创造了 100 米冲刺世界纪录。 也就是说，在烟台站外的站房中部，可能遇到的最大阵风速度是短跑冠军跑步速度的四倍。

2. 该地点可能的风力有多大？

我国规定中风级和风速都有对应的风级，但这个风速是我国规定与风级相对应的一年中10分钟平均风速的最大值。

海南省气象局官网风级

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

查看风力等级表，该地点的最大可能风力实际上已达到12级，（12级，对应风速为32.7m/s，陆地上很少，造成巨大灾难，房屋被吹走）。 部分地区风力可能达到12级，你觉得可怕吗？

现在烟台火车站外站台顶棚下有人被吹飞，甚至躺在地上都吊不起来了，现在也可以理解了。

当然，这里的12级大风只是在马鞍形屋顶收缩的小范围内，才有可能发生。 远离这个区域，就不会有那么大的风了。

注：以上计算存在较多假设，计算结论可能存在一定偏差。 例如：假设屋顶总高度，假设马鞍形屋顶中间收缩的通道面积比例等数据。 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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