高层建筑结构3高层建筑结构荷载作用与结构设计原则

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第3章 高层建筑结构荷载作用与 结构设计原则3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 恒荷载及楼面活荷载的计算 风荷载的计算 地震作用的计算 荷载效应组合 结构简化计算原则 扭转效应的简化计算 抗震设计的一般原则

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3.1 恒荷载及楼面活荷载的计算

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3.1 恒荷载及楼面活荷载的计算恒荷载 恒荷载包括结构本身的自重和附加于结构上的各种永 久荷载。材料的自重可按《建筑结构荷载规范(GB 久荷载。材料的自重可按《建筑结构荷载规范(GB 50009—2001)(以下简称 荷载规范》 取值。 50009—2001)(以下简称《荷载规范》)取值。 以下简称《 3.1.2 活荷载 高层建筑结构的楼面活荷载应按《荷载规范》取用。 高层建筑结构的楼面活荷载应按《荷载规范》取用。 3.1.1– 设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以规定的 设计楼面梁、 柱及基础时， 折减系数。 折减系数。 – 施工活荷载一般取1.0~1.5kN/㎡。 施工活荷载一般取1.0~1.5kN/㎡

直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大 内力的荷载： 内力的荷载：– (1)直升机总重量引起的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定 直升机总重量引起的局部荷载， 的局部荷载标准值乘以动力系数确定; 的局部荷载标准值乘以动力系数确定; – (2)等效均布活荷载5kN/ ㎡。 (2)等效均布活荷载 等效均布活荷载5kN/

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3.2 风荷载的计算

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3.2.1 风荷载标准值及基本风压1 . 风荷载– 高、大、细、长等柔性工程结构的主 要设计荷载。 要设计荷载。空气流动形成的风遇到 建筑物时， 建筑物时，就在建筑物表面产生压力 或吸力，这种风力作用叫风荷载。 或吸力，这种风力作用叫风荷载。

风的大小与下列因素有关– (1)近地风的性质、风速、风向有 近地风的性质、风速、 关 – (2)建筑物所在地的地藐及周围环 境 – (3)建筑本身的高度、形状以及表 建筑本身的高度、 面状况

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3.2.1 风荷载标准值及基本风压2 . 风荷载的标准值 垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算： 垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算：

Wk = β z µ s µ z w0 房屋高度大于200m时宜采用风洞试验来确定建筑物的风 房屋高度大于200m时宜采用风洞试验来确定建筑物的风 荷载；房屋高度大于150m,有下列情况之一时， 荷载；房屋高度大于150m,有下列情况之一时，宜采用 风洞试验确定建筑物的风荷载： 风洞试验确定建筑物的风荷载：– – – ①平面形状不规则，立面形状复杂； 平面形状不规则，立面形状复杂； 立面开洞或连体建筑； ②立面开洞或连体建筑； 周围地形和环境较复杂。 ③周围地形和环境较

复杂。

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3.2.1 风荷载标准值及基本风压(1) 基本风压ω0 基本风压ω 以空旷平坦地面、距地10m、50年一遇、10min平均最 以空旷平坦地面、距地10m 50年一遇 10min平均最 年一遇、 大风速v 计算。 大风速v0计算。

1 2 ω 0 = ρυ 0 2重现期(年 重现期 年) 重庆基本风压 重庆基本风压 北京基本风压 北京基本风压 上海基本风压 上海基本风压 成都基本风压 成都基本风压 50 0.25 0.30 0.40 0.20 50 0.40 0.45 0.55 0.30 100 0.45 0.50 0.60 0.35

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3.2.1 风荷载标准值及基本风压(2)风荷载体型系数 风对建筑表面的作用力并不等于基本风压值，而是随建筑 风对建筑表面的作用力并不等于基本风压值， 物的体型、尺度、表面位置等而改变， 物的体型、尺度、表面位置等而改变，其大小由实测或风 洞试验确定： 洞试验确定： µ s =垂直于建筑表面的平均风作用力/基本风压值 垂直于建筑表面的平均风作用力/

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3.2.1

风荷栽标准值及基本风压

风压分布

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3.2.1

风荷载标准值及基本风压

(3)风压高度变化系数 µ z 风压高度变化系数应该根据地面粗糙度类别确定 地面粗糙度分类： 地面粗糙度分类：– A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； – B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊 田野、乡村、丛林、 区； – C类：有密集建筑群的城市市区； 有密集建筑群的城市市区； – D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 有密集建筑群且房屋较高的城市市区；

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3.2.1 地面粗糙度分类

风荷载标准值及基本风压

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3.2.1(4)风振系数

风荷载标准值及基本风压βZ

– 风分为平均风(即稳定风)和脉动风(常称阵风脉动) 风分为平均风(即稳定风)和脉动风(常称阵风脉动) – 平均风——静力 平均风——静力 – 脉动风——动力 脉动风——动力

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3.2.2(1) 总风荷载

总风荷载和局部风荷载

– 总风荷载可按下式计算； 总风荷载可按下式计算；

ω = β Z µ Z ω0 ( µ S 1B1 cos α1 + L + µ Sn Bn cos α n )(2) 局部风荷载– 单位面积上风荷载为： 单位面积上风荷载为：

ωi = 1.5β z µ zω0 ωc = 1.5β z µ zω0

– 对于阳台、雨篷、遮阳板等悬挑构件，应验算上浮风荷载。当其 对于阳台、雨篷、遮阳板等悬挑构件，应验算上浮风荷载。 超过自重时，悬挑构件会出现反弯矩，局部向上体型系数取2.0, 超过自重时，悬挑构件会出现反弯矩，局部向上体型系数取2.0, 即

ωi = 2 β z µ zω0

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3.3 地震作用的计算

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3.3.1

一般计算原则

地震区的高层建筑一般应进行抗震设防。6度设防时一般 地震区的高层建筑一般应进

行抗震设防。 度设防时一般 不必计算地震作用，只须采取必要的抗震措施，7~9度设 不必计算地震作用，只须采取必要的抗震措施，7~9度设 防时，要计算地震的作用，10度及以上地区要进行专门研 防时，要计算地震的作用，10度及以上地区要进行专门研 究。 地震作用的影响: 地震作用的影响:

地震影响系数曲线

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3.3.2

水平地震作用计算

1 . 底部剪力法 ： 结构总水平地震作用的标准值计算公式： 结构总水平地震作用的标准值计算公式：

FEK = α 1G eq——相应于结构基本自振周期 α1——相应于结构基本自振周期T1的α值； ——结构等效总重力荷载代表值 结构等效总重力荷载代表值， Geq——结构等效总重力荷载代表值， Geq=0.85 GE ——第 层重力荷载代表值。 Gj——第j层重力荷载代表值。底部剪力法计算简图

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3.3.2 水平地震作用计算 考虑高层建筑弯曲振型的影响，顶层附加水平地震作用标 考虑高层建筑弯曲振型的影响， 准值为： 准值为：

Fn = δ n FEK– δn——顶部附加水平地震作用系数，当基本自振周期T1<1.4Tg ——顶部附加水平地震作用系数 当基本自振周期T 顶部附加水平地震作用系数， 取为0 时，δ n取为0;

当基本自振周期T1>1.4Tg时，δn按照书中表3.10采用。 当基本自振周期T 1.4T 按照书中表3.10采用 采用。 总水平地震作用的标准值——顶层附加水平地震作用标准 总水 …… 此处隐藏：2130字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……