《高层建筑结构与抗震》辅导材料一

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1、《高层建筑结构与抗震》辅导材料一荷载与作用（一）学习目标1.了解竖向荷载、水平荷载对高层建筑的影响；2.了解地震波的传播及类型、地震震级、基本烈度和设防烈度;3.掌握地震作用的确定方法-反应谱法；4.掌握单自由度弹性体系地震反应分析方法.学习重点1.竖向荷载、水平荷载和地震作用；2.地震的传播及类型，地震震级，基本烈度和设防烈度；3.反应谱法；4.单自由度弹性体系地震反应分析。—、荷载作用丁高层房屋的荷载有两种：竖向荷载与水平荷载，竖向荷载包括结构口重和楼（屋）盖上的均布荷载，水平荷载包括风荷载和地震作用。

2、在多层房屋中，往往以竖向荷载为主，但也要考虑水平荷载的影响，特别是地震作用的彫响。随着房屋高度的增加，水平荷载产生的内力越来越大，会直接彩响结构设计的合理性、经济性，成为控制荷载。因此在非地震区，风荷载和竖向荷载的组合将起控制作川，而在地震区，则往往是地震作川与竖向荷载组合起控制作用。1.竖向荷载竖向荷载中的结构自重和楼面均布活荷载均应按照《建筑结构荷载规范》（GB50009）（以下简称《荷载规范》）确定。楼而均布活荷载是按“楼板内弯矩筹效”的原则，将实际荷载换算为等效均布荷载。対于作川在楼面上的活荷载，并

3、不是所给的等效均布荷载同时布满在所令楼面上。因此在设计梁、墙、柱和基础吋，应考虑实际荷载沿楼而分布的变异性。在确定梁、墙、柱和基础的荷载标准值吋，还应按现行《荷载规范》对楼面活荷载标准值乘以折减系数。2.风荷载风受到地而上各种建筑物的阻碍和影响，风速会改变，并在建筑物表而上形成压力或吸力，这种风力的作用称为风荷载。风力在整个建筑物表面的分布情况随房屋尺寸的大小、体积和表面情况的不同而异，并随风速、风向和气流的不断变化而不停地改变着。风荷载实质上是-•种随时I'可变化的动力荷载，它使建筑结构产生动力反应。在实

4、际工程设计中，通常将风荷载看成等效静力荷载，但在高度较大的建筑中要考虑动力效应影响。风载体型系数是指实际风压与基本风压的比值。它描述的是婕筑物表而在稳定风压作用卜静态压力的分布规律，主耍与建筑物的体型与尺度有关，也与周围环境和地而粗糙度有关。当风流经婕筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，即产生压力和吸力。(3)风压高度变化系数风压高度变化系数应根据地血粗糙度类别按《荷载规范》确定。(4)风振系数0：风对建筑结构的作用是不规则的，通常把风作用的平均值看成稳定风压(即平均风压)，实际风压是衣平均风压上下波

5、动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在平均侧移附近振动。对于高度较大、刚度较小的高层建筑，波动风压会产牛不可忽略的动力效应，使振幅加大，在设计中必须考虑。目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数0：。二、地震与抗震设防1•地震波、震级和烈度(1)地震波当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积蒂的变形能突然释放，它以波的形式从震源向四周传播，这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同，可将其分为体波和面波。(2)震级地震的震级是衡量一次地震释放能量大小的等级，震

6、级M可用公式表达如下：M=logA(2-1)式屮A即是上述标准地雇记录仪在距雇中100km处记录到的最大振幅。例如，在距震中100km处标准地雇记录仪记录到的最大振幅A二100mm二100000“m,则M=logA=logl05=5,即这次地震为5级。地震发生时不可能正好在100km处记录，而且所使用的仪器不尽相同，为此应根据震中距和使用的仪器对实测的展级进行适当的修正。震级M与地震释放能量EZ间有如下关系：logE=11.8+1.5M(2-2)根据式(2-2),可计算各级地震所释放的能量，震级差一级，能量

7、就耍差32倍Z多。根据震级可将地震划分为：微震(2级以下，人一般感觉不到，只有仪器才能记录到)，有感地震(2〜4级)，破坏性地震(5级以上)，强烈地震(7级以上)。(3)地震烈度地震烈度是指地震时在一定地点振动的强烈程度。对于一次地震，表示地震大小的震级只有-•个，但它对不同地点的影响程度是不一样，即不同地点的烈度不同。国家地震局和建设部于1992年联合发布了新的《中国地展烈度区划图(1990)》。该图给iii了全国各地地震基本烈度的分布。2.地震基本烈度与抗震设防(1)基本烈度一个地区的基木烈度是指该地区

8、今后50年时期内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。(2)建筑抗震设防分类根据建筑使用功能的亜要性，现行《抗處规范》将建筑抗震设防类别分为甲类、乙类、丙类、丁类建筑。（3）抗震设防标准抗震设防是指对建筑物进行抗震设计，包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震措施，已达到抗震的效果。抗震设防标准的依据是设防烈度。《抗震规范》附录A给出了我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。在一