华科高层建筑结构设计ppt课件.ppt

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1、第3章高层建筑结构荷载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。教学提示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。恒载与使用竖向活荷载的计算与一般房屋并无区别。钢筋混凝土高层建筑结构竖向荷载，对于框架结构和框架-剪力墙结构大约为12～14kN/m2，剪力墙和筒中筒结构约14～16kN/m2。一般民用高层建筑设计时可不考虑活荷载的不利布置，按满布活载计算内力。当活荷载较大时，例如图书馆书库

2、等，仍应考虑活荷载不利布置。施工及建筑设备荷载施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，应根据具体情况确定对结构产生的施工荷载。旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。擦窗机等清洗设备应按其实际情况确定其自重的大小和作用位置。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表取用；局部荷载标准值及其作用面积2等效均布活荷载5kN/m2。空气流动形

3、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。3.1风荷载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基本风压

4、一般高层建筑取重现期为50年的风压值计算风荷载。对风荷载比较敏感的高层建筑（高度大于60m），承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。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。2当计算围护结构时风压高度变化系数近海、海岸乡村、郊区市区密集高层市区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:A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;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;C类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。表3-1风压高度变化系数μz（2012版）位于山区

5、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。对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高度变化系数除可按A类粗糙度类别由上表确定外，还应考虑下表中给出的修正系数。表3-2远海海面及海岛的修正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。风载体型系数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

6、;2)L形、槽形和高宽比H/B大于4的十字形平面建筑;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。檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数μs不宜小于2.0。当多栋或群集的高层建筑相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单栋建筑的体型系数μs乘以相互干扰增大系数，相互干扰系数可按下列规定确定:1对矩形平面高层建筑，当单个施扰建筑与受扰建筑高度相近时，根据施扰建筑的位置，对顺风向风荷载可在1.00~1.10范围内选取，对横风向风荷载可在1.00~

7、1.20范围内选取;2其他情况可比照类似条件的风洞试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。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。风振系数βzg——峰值因子，可取2.5;I10——10m高度名义湍流强度，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39;R——脉动风荷载的共振分