高层建筑结构的荷载和地震作用

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1、第3章高层建筑结构的荷载和地震作用高层建筑结构主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等。竖向荷载包括结构构件自重、楼面活荷载、屋面雪荷载、施工荷载等。与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构的竖向荷载效应远大于多层建筑结构，水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素；同时，对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。高层建筑结构还应考虑温度变化、材料的收缩和徐变、地基不均匀沉降等间接作用在结构中产生的效应。3.1竖向荷载3.1.1恒荷载恒荷载是指各种结构构件自重和找平层、保温层、防水层、装修材料层、隔墙、幕墙及其附件、固定设备及其管道等重

2、量，其标准值可按构件及其装修的设计尺寸和材料单位体积或面积的自重计算确定。对常用材料和构件的容重可从《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（以下简称《荷载规范》）附表A.1中查得。对某些自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），考虑到结构的可靠度，在设计时应根据该荷载对结构有利或不利影响，取其自重上限值或下限值。固定设备重量由有关专业设计人员提供。3.1.2活荷载1.楼面活载高层建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。在设计楼面梁、墙、柱及基础

3、时，楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数，其值可按《荷载规范》的规定取用。在荷载汇集及内力计算中，应按未经折减的活荷载标准值进行计算，楼面活荷载的折减可在构件内力组合时，针对具体设计构件所处的位置选用相应的活荷载折减系数，对活荷载引起的内力进行折减，然后再将经过折减的活荷载引起的构件内力来参与组合。1.屋面活载屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。屋面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：（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的局部荷载标

4、准值乘以动力系数确定。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；当没有机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按下列规定取用；轻型，最大起飞重量2t，局部荷载标准值取20kN，作用面积0.20m×0.20m；中型，最大起飞重量4t，局部荷载标准值取40kN，作用面积0.25m×0.25m；重型，最大起飞重量6t，局部荷载标准值取60kN，作用面积0.30m×0.30m。2（2）等效均布活荷载5kN/m3.屋面雪荷载屋面水平投影面上的雪荷载标准值s，应按下式计算：ks=μs（3.1.1）kr0式中：s为

5、基本雪压，系以当地一般空旷平坦地面上统计所得50年一遇最大积雪的自重确定，应按0《荷载规范》中全国基本雪压分布图及有关的数据取用；μr为屋面积雪分布系数，屋面坡度α≤25°时，μr取1.0，其它情况可按《荷载规范》取用。雪荷载的组合值系数可取0.7；频遇值系数可取0.6；准永久值系数按雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取0.5、0.2和0。14.施工活荷载2施工活荷载一般取1.0~1.5kN/m。当施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其它施工设备时，应根据具体情况验算施工荷载对结构的影响。擦窗机等清洗设备应按其实

6、际情况确定其自重的大小和作用位置。对高层建筑结构，在计算活荷载产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置。这是因为目前我2国钢筋混凝土高层建筑单位面积的重量大约为12~14kN/m（框架、框架－剪力墙结构体系）和14~1622kN/m（剪力墙、筒体结构体系），而其中活荷载平均约为2.0N/m左右，仅占全部竖向荷载15%左右，所以楼面活荷载的最不利布置对内力产生的影响较小；另一方面，高层建筑的层数和跨数都很多，不利布置方式繁多，难以一一计算。为简化计算，可按活荷载满布进行计算，然后将这样求得的梁跨中截面和支座截面弯矩乘以1.1~1

7、.3的放大系数。3.2风荷载空气从气压大的地方向气压小的地方流动就形成了风，与建筑物有关的是靠近地面的流动风，简称为近地风。当风遇到建筑物时在其表面上所产生的压力或吸力即为建筑物的风荷载。风荷载的大小及其分布非常复杂，除与风速、风向有关外，还与建筑物的高度、形状、表面状况、周围环境等因素有关，一般可通过实测或风洞试验来确定。对于高层建筑，一方面风使建筑物受到一个基本上比较稳定的风压，另一方面风又使建筑物产生风力振动，因此，高层建筑不仅要考虑风的静力作用，还要考虑风的动力作用。3.2.1风荷载标准值主体结构计算时，垂直于建筑物表

8、面的风荷载标准值wk应按式（3.2.1）计算，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积。w=βμμw（3.2.1）kzsz02式中wk——风荷载标准值（kN/m）；2w0——基本风压（kN/m）；μs——风荷载体型系数，应按《荷载规范》第7.3节的规定采用；μz——风压高度