《高层建筑荷载》ppt课件

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1、第3章高层建筑荷载教学提示：本章主要介绍了高层建筑风荷载的计算；抗震设防的准则和基本设计方法，水平地震作用的计算方法（主要是反应谱法）与竖向地震作用的计算方法。教学要求：熟练掌握风荷载的计算方法，以及用反应谱方法计算水平地震作用的方法，理解抗震设防的准则和基本设计方法，理解反应谱理论。高层建筑的荷载包括竖向荷载和水平荷载。竖向荷载的计算与一般房屋并无区别，这里不再重复。以下主要介绍水平荷载——风荷载和地震荷载的计算方法。3.1风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时，会使建筑物表面产生压力或吸力，这种作用称为建筑物所受到的风荷载。风的作用是不规则的，风压随风速、风向

2、的变化而不断改变。实际上，风荷载是随时间波动的动力荷载，但设计时一般把它视为静荷载。长周期的风压使建筑物产生侧移，短周期的脉动风压使建筑物在平均侧移附近摇摆。对于高度较大且较柔的高层建筑，要考虑动力效应，适当加大风荷载数值。确定高层建筑风荷载，大多数情况(高度300m以下)可按照《建筑结构荷载规范》规定的方法，少数建筑(高度大、对风荷载敏感或有特殊情况)还要通过风洞试验确定风荷载，以补充规范的不足。3.1.1风荷载标准值（kN/m²）1当计算主要承重结构时2当计算围护结构时基本风压一般高层建筑取重现期为50年的风压值计算风荷载，但不得小于0.3KN/M。对于特

3、别重要或有特殊要求的高层建筑，取重现期为100年的风压值计算风荷载。在进行舒适度计算时，取重现期为10年的风压值计算风荷载。风压高度变化系数对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面租糙度类别按表3-1确定。地面粗糙度可分为A、B、C、D四类:一A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;一B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;一C类指有密集建筑群的城市市区;一D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。位于山区的高层建筑，按上述方法确定风压高度变化系数后，尚应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定进行修正。对

4、于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别，由表7·2·1确定外，还应考虑地形条件的修正，修正系数h分别按下述规定采用:1对于山峰和山坡，其顶部B处的修正系数可按下述公式采用:风载体型系数:建筑物各个表面风作用力的平均值与基本风压的比值。计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数可按下列规定采用:1圆形平面建筑取0.8;2正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算:式中n---多边形的边数。3高宽比不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3;4下列建筑取1.4:l)V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑;2)L形、槽形和高宽比H/B大于4的十

5、字形平面建筑;3)高宽比H/B大于4，长宽比L/B不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。5在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按表3-2或由风洞试验确定。风振系数βz对于基本自振周期大于0.25s的工程结构，以及高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋建筑，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。φz--振型系数，可由结构动力学计算确定，计算时可仅考虑受力方向基本振型的影响;对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，也可近似采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度H的比值;ξ--脉动增大系数，可按表3-3采用;υ--脉动影响系数，外形、质量沿高度

6、比较均匀的结构可按表3-4采用;μz--风压高度变化系数。阵风系数计算围护结构时的阵风系数按荷载规范（GB50009－2001）表7.5.1确定。横风向风振对圆形截面的结构，还应根据雷诺数（Re）的不同情况进行横风向风振的校核，详见荷载规范（GB50009－2001）7.6节之规定。总体风荷载：建筑物各个表面风荷载的合力，是沿高度变化的分布荷载，用于计算结构侧移和各构件内力。局部风荷载：用于计算局部构件或围护构件或维护构件与主体的连接。对于檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等突出构件的上浮力，取μs>=-2.0。对封闭式建筑，按外表面风压的正、负情况取-2.0或+2.0

7、。3.1.3风洞试验（JGJ3-2002)规定：有下列情况之一的建筑物，宜按风洞试验确定风荷载。1高度大于200m2高度大于150m，且平面性状不规则、立面形状复杂，或立面开洞、连体建筑等3规范或规程中没有给出风载体形系数的建筑物4周围地形和环境复杂的建筑物3.2地震作用3.2.1地震作用的特点地震效应:地面运动产生的结构反应,包括加速度、速度、位移反应。地面运动特性的特征量（三要素）：强度、频谱和持续时间。震中距的影响建筑物本身的动力特性对建筑破坏程度有很大的影响建筑物的动力特性：主要指建筑物的自振周期、振型和阻尼。3.2.2抗震设防准则和基本方法抗震设防是

8、对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震措