受力特点和结构概念设计

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1、高层建筑结构受力特点和结构概念设计第二章1一、高层建筑结构上的荷载与作用竖向荷载恒载楼面、屋面活载1、组成自重（尺寸、密度）建筑结构荷载规范（GB50009—2001）22、活载的不利布置☆活载占竖向荷载比例小（1020﹪）简化计算☆支座处内力与最不利布置结果接近梁跨中弯矩偏小（调整1.11.3）☆楼面活载>4.0KN/m2，需考虑最不利荷载位置逐跨布置最不利荷载位置满布荷载3风荷载1、定义：风遇到建筑物时，在其表面产生压力或吸力，这种风力作用称为风荷载。2、风载标准值：☆基本风压w0:按5

2、0年一遇的风压采用，不小于0.3KN/m2特别重要建筑，按100年重现期采用（1.11.2）4☆风压高度变化系数μZ高度地貌及周围环境（地面粗糙程度）A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区B类：田野、乡村、丛林、丘陵及房屋较稀疏的乡镇和城市郊区C类：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P14表2.15山区：考虑地形修正系数η对山峰、山坡顶部B处：ABCHd1d2αABCHd4dαK:系数山峰3.2；山坡1.4tgα:迎风面坡度tgα≤0.3Z:建筑物计算位置离建筑物

3、地面高度Z≤2.5H6山峰、山坡其它部位：ABCHd1d2αABCHd4dα取A、C处:ηA=ηC=1AB、BC处η值线性内插山间、谷地等闭塞地形：η=0.75～0.85与风口一致的谷口、山口：η=1.20～1.507☆风载体型系数μS建筑物表面所受实际风压与基本风压的比值一般沿高度近似矩形分布0.40.40.40.40.40.40.80.28房屋结构H>30m且H/B>1.5高耸结构T1>0.25s☆风振系数βZ风压t实际风压稳定风压（平均风压）波动风压（动力效应）静力问题βZ考虑范围：9如何

4、考虑：φZ:振型系数ξ:脉动增大系数（地面粗糙度、w0、T1）Z:振型计算点距室外地面高度H:房屋总高度φZ＝Z/Hv:脉动影响系数（地面粗糙度、高宽比H/B、H）B:迎风面宽度103、风载组合值、频遇、准永久值系数：0.60.404、总风载：☆建筑物各表面风载的合力☆为分布荷载，沿高度变化大小:n：外围面数Bi：第i个表面宽度αi：αi第i个表面法线与风载作用方向夹角作用点:各表面风载合力作用点☆压为正、吸为负115、局部风载：☆迎风面及房屋侧面宽度为1/6墙面宽度的部分:迎风面：侧面：☆阳台

5、、雨蓬等悬挑构件:12地震作用1、定义：☆运动传递结构产生位移、速度、加速度☆惯性力惯性力属间接作用，故称地震作用偶然作用、其效应有内力和变形加速度地面运动地上建筑结构运动惯性力水平地震作用竖向地震作用132、三水准抗震设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒☆第一水准——小震不坏众值烈度：50年超越概率约为63%结构处于弹性状态，不受损或不需修理☆第二水准——中震可修基本烈度：50年超越概率约为10%允许轻度损坏，一般修理可用☆第三水准——大震不倒罕遇烈度：50年超越概率约为2~3%允许结构构件

6、屈服、破坏，但不倒塌14☆第一阶段：为小震作用下的结构设计（弹性计算方法）用小震作用计算结构弹性位移、构件内力截面配筋（极限状态设计方法）结构变形验算截面承载力抗震验算抗震构造措施3、两阶段抗震设计法：15☆第二阶段：罕遇地震作用下薄弱部位弹塑性变形验算（弹塑性时程分析方法）层间变形超过允许值，应修改设计高度较大，或超过最大适用高度的建筑16建筑类别建筑重要性抗震措施地震作用计算特殊设防类（甲类）重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果的提高一度高于本地区重点设防类（乙类）地震

7、时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果的提高一度（9度适当提高）原设防烈度标准设防类（丙类）除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑原设防烈度原设防烈度适度设防类（丁类）使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑适当降低（6度不降）原设防烈度4、抗震设防类别：175、地震作用计算法：☆静力法1899年日本大房吉提出静力法概念假设结构物各部分与地震具有相同振动惯性力作用于结构作抗震计算地震系数K=a/g1924年

8、日本都市建筑规则K=0.11927年美国《统一建筑规范》K=0.075~0.118☆动力法—反应谱理论1943美国M.A.Biot提出反应谱概念1948G.W.Housner提出基于反应谱理论的抗震计算动力法1958被许多国家在工程结构抗震设计规范中采纳结构地震反应可依叠加原理进行各振型地震反应的组合离散为多自由度体系动力问题静力处理只能提供弹性阶段具统计意义的最大地震反应，不能算出具体的地震作用下的最大反应不能用于弹塑性结构的计算19☆动力法—时程分析法动力分析求得结构运动状态(位移、速度、加