14级强台风“贝碧嘉”登录上海，其风荷载有没有严重超规范？按规范设计的结构是否安全？一文掌握关键信息

来源：愚公解构、钢结构设计公众号，作者：双无余中央气象台消息，今年第13号台风“贝碧嘉”（强台风级）的中心已于今天（2024年9月16日）7点30分前后在上海浦东临港新城登陆，登陆时中心附近最大风力 14级（42米/秒），中心最低气压为955百帕。“贝碧嘉”也超越4906台风“Gloria”，成为 75年来登陆上海最强台风。

来源：愚公解构、钢结构设计公众号，作者： 双无余

中央气象台消息，今年第13号台风“贝碧嘉”（强台风级）的中心已于今天（2024年9月16日）7点30分前后在上海浦东临港新城登陆，登陆时中心附近最大风力 14级（42米/秒） ，中心最低气压为955百帕。“贝碧嘉”也超越4906台风“Gloria”，成为 75年 来登陆 上海最强台风 。

以上这些预警数据中，如何读懂呢？和结构设计又有什么关联呢？因为有看到网上有不少误解，下面我们就深入聊一聊。

“贝碧嘉”的风荷载有没有严重超规范？按规范设计的结构是否安全？

官方播报：登陆时中心附近最大风力 14级（42米/秒） ，成为 75年 以来登陆上海的最强台风。

GB50009-2012《建筑结构荷载规范》规定，上海市50年一遇基本风压0.55KN/m2，约为11级风；100 年一遇基本风压0.60KN/m2，也约为11级风。

此次台风中心附近风力达到14级（42米/秒），折合风压约1.10 KN/m2，看似远超上海市100年一遇基本风压 0.60KN/m2 ， 是否多数结构就不安全了？

规范规定的上海的基本风压▲

上海地区对应的风压和风级▲

上海地区，百年一遇的基本风压0.60KN/m2，考虑荷载规范风荷载组合系数1.5，对风荷载比较敏感的高层建筑和高耸结构，以及自重较轻的钢木主体结构，风荷载还要增大1.1倍。

按现行规范，对风荷载敏感的结构应能承受的风压为0.6*1.5*1.1= 0.99 KN/m2 ，对应的风级为13级台风（对应风压0.86~1.07 KN/m2），非常接近本次“贝碧嘉”14级强台风中心最大风速42 米/秒 （对应风压约1.10 KN/m2） 。

正规的结构设计，主结构计算时考虑最大荷载的包络组合，一般都保留10%以上的结构安全富余度。

因此，经过正规结构设计的建筑物、构筑物，在此次 “贝碧嘉”14级强台风中应该是 基本安全 的。

当然，不排除一些建筑物年久失修，或者以过去相对低一点的规范标准设计，或者施工问题、材料问题等其他不利因素的影响，在本次14级强台风中造成一定程度的损坏或坍塌。

我们会跟进介绍此次台风的后续情况。

读懂台风预警

看懂台风预警背后的关键信息，有时对如何应对会有很大的帮助。那先要了解哪些必要的信息呢？

1. 风力等级

根据风对地面（或海面）物体影响程度而定出的等级，用来估计风速的大小。

蒲福氏风级发明的时候是一种依靠观察海面现象的分级法。各级数根据海情或浪的状况来划分，并没有定明相关联的风速。现在测风仪器能更准确地量出风速，但还是仍然使用风力等级来描述不同的风速。

米每秒看起来不够直观，举个例子吧，高速限速： 120公里/小时 ，就是 33 米/秒 （12级台风） 。 但是这个风速要有一些前提条件才更有讨论的意义。

2. 最大风力

在给定的某一时段内或某一期间内热带气旋底层中心附近所出现的平均风速的最大值。注：最大风力通常以风级表示。

这里，特别需要重点解释的是 “平均风速” 。

3. 平均风速

在给定的某一时段内的风速的平均值。注：平均风速是风速的一种统计量。在观测规范中，以正点前2min至正点内的平均风速作为该正点的风速。

这里，我们重点关注 2分钟的时间段 。研究风速，要先确定是多长时间段内的。

4. 热带气旋等级划分的原则

热带气旋等级的划分以其底层中心附近最大平均风速为标准。

了解了以上的 最大风力，平均风速 的基本概念，这一条就更能看明白了。

5. 阵风风速

1s~3s时距的瞬时风速值。

有了以上基本概念，再看台风动态，就能理解得更加透彻一些了。

受“贝碧嘉”影响，15日夜间到16日，本市陆地阵风可达9-11级，明天夜里 阵风继续增强到13-15级 。

房屋结构能抗几级风？

要回答“房屋结构能抗几级风？”之前，还是要理清以下几个概念：

1. 基本风压

风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按贝努利（Bernoulli）公式确定的风压。

此处重点关注“空旷平坦地面”， “10分钟的平均风速” 。与台风最大平均风速的观测 “2分钟的平均风速”是不同的。

风速时距：计算平均风速所采用的时间间隔。

一般来说，时距越短，平均风速就越大，时距越长，平均风速也就越小。

根据经验数据：

? ——台风的最大平均风速（2分钟时距）
? ——基本风压对应的基本风速（10分钟时距）

2. 地面粗糙度

风在到达结构物以前吹越过2k范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。

地表越粗糙，例如大城市市中心，风能被消耗得也越厉害，平均风速也就会更低。海岸附近相反，平均风速就很高。

一般空旷平坦地面的B类，海边A类（同为10m高度处的风压高度变化系数）。

理清了以上的两个概念，就可以将台风的级别和基本风压进行对比了。

台风结构

以上对比，仅是台风的 近中心最大风力，整个台风是很大的，能有几百公里。 发展成熟的台风结构主要由以下几个部分组成：

1. 台风眼（Eye）：台风中心的区域，风速最小，天气较为平静，通常伴有晴朗或少云的天气。台风眼的直径一般在30-60公里左右。
2. 眼墙（Eyewall）：围绕台风眼的强风暴带，是台风中最强的部分 。眼墙中风速最大，降水最为猛烈 ，常伴有暴雨和强雷电。
3. 雨带（Rainbands）：从眼墙向外延伸的螺旋状云带。这些云带中有强烈的降水和雷暴天气，是台风外围的主要降雨区域。雨带通常呈螺旋状，环绕台风中心。
4. 外围气流：这是围绕台风的外围区域，风力较弱，但仍然可能带来较强降水和风暴。这部分区域通常影响范围较广，尽管风力相对较弱，但仍会对沿海地区产生影响。

小结

聊到这里，再看到台风预警信息，应该就可以读懂背后的大概逻辑了。

上一篇的文章中虽然理清了一些关于台风的基本概念，但在数值计算对比分析中，犯了一个常识性的平方关系错误。这一篇进行一些数值上的修正。

从台风结构的组成也可以看出， 在自然灾难力量的面前能够幸存，除了靠技术外，还要靠运气。 但如果把运气的成份也总结成经验，那可能就不合适了。

参考资料：《气候可行性论证规范抗风参数计算》QX/T436-2018，《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，《热带气旋等级》GB/T19201-2006，《结构能抗几级风？中国规范的风荷载安全吗？风速常识收好不谢！》CABR建筑抗风研究所。

有人对这种提前预警的超强台风，似乎还没有足够的概念和认识。我们就展开聊一聊吧。

超强台风

理解这个级别的威力，要先了解一下风级，之前的风级到顶12级，随着测风仪器持续发展进步，测到了自然界的风实际上可以大大超出12级，于是就把风级扩展到17级。所谓的“台风”是12级以上的风级，这一次的“摩羯”达到了17级，就用“超强台风”来描述，对应的美国飓风等级为四级。

热带气旋等级（中）	底层中心附近最大平均风速/(m/s)	底层中心附近最大风力/级	飓风等级（美）
热带低压（TD）	10.8~17.1	6~7	-
热带风暴（TS）	17.2~24.4	8~9	-
强热带风暴（STS）	24.5~32.6	10~11	-
台风（TY）	32.7~41.4	12~13	一级
强台风（STY）	41.5~50.9	14~15	二级
超强台风（SuperTY）	51.0	16或以上	三~五级

严重灾害

屋面破坏

首先是轻型屋面，可能既要承受直接的风压作用，还要面对负压效应，屋顶就容易被这种“吸力”掀翻。

窗户损坏

强风会使得窗户受到外部的巨大压力，如果窗框、玻璃质量不过关，或固定不牢固，窗户很容易被击碎或挤压变形。而且，强风常常裹挟着各种飞物，如树枝、广告牌、碎石等，这些物体在风中的高速运动如同“炮弹”，一旦击中窗户，玻璃很容易被击破。而破碎的窗户会导致风雨直接进入室内，进一步对建筑内部设施和家具等造成破坏。