8-刚度特征值及水平荷载计算

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1、刚度特征值、风荷载及地震作用一、刚度特征值的物理意义1.求刚度特征值λ是为了手算时确定剪力墙的合理数量，以使框剪结构的刚度在合理的范围内。刚度大：地震力大，浪费材料，变形小，装修材料损失小刚度小：地震力小，变形大，二阶效应显著λ≤2.2，保证剪力墙承受的地震弯矩不少于总地震弯矩的50%λ≥1.1，保证框架承担的剪力≥底部总剪力的20%，调整二、风荷载计算1.对主体结构，风荷载标准值按wk=βzμsμzw0确定；对维护结构，风荷载标准值按wk=βgzμslμzw0确定。w0：在离地10m高度，空旷平坦地面，取10min平均风速作为一

2、个样本，取一年内最大的一个样本作为年最大风速，取设计基准期内具有一定保证率的风速作为基本风速，根据风速与风压的关系得到基本风压w0；βz：风振系数，把风振这种动力效应转换成静力荷载进行计算时应该乘的一个增大系数；μs：风荷载体型系数，建筑物表面平均风压与理论计算风压的比值；μz：风压高度变化系数，任一高度、任一地面粗糙度下的风压与标准高度、标准地面粗糙度风压的比值；βgz：阵风系数，考虑瞬时风压比平均风压大所乘的增大系数；μsl：局部风压体型系数，考虑建筑物角部风压分布不均匀，用μsl代替μs进行计算。2.计算μs时，要考虑《高规

3、》对高层建筑的补充规定，高宽比的影响。（高规3.2.5条）；3.计算μz时，计算高度取楼层标高位置；4.什么情况下需要考虑风振影响？，两条满足一条应考虑；5.计算βz时，基本周期；6.基本风压w0的取值：一般按50年一遇取，高度超过60m按100年重现期的风压值采用；7.群体风压体型系数的考虑当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的风荷载体型系数μs乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。对于布置规则，高差不超过30%的高层建

4、筑群，增大系数可根据图4-12中相邻建筑物之间的距离L与建筑物迎风面宽度B的比值、来流风向与相邻建筑物平面形心之间连线的夹角θ，以及地面粗糙度类别按下列规定确定：1）当L/B≥7.5时，增大系数取1.0；2）当L/B≤3.5时，顺风向增大系数及当L/B≤2.5时横风向增大系数按表4-9取值，表中同一格给出取值范围时，较小值适用于验算范围内有两幢高层建筑，较大值适用于验算范围内有两幢以上的高层建筑。图4-12群体房屋位置表4-9群体建筑相互干扰增大系数风向L/B粗糙度类别10°20°30°40°50°60°70°80°90°顺风向≤

5、3.5A、B1.351.451.50~1.801.45~1.751.401.401.301.251.15C、D1.151.251.30~1.551.25~1.501.201.201.101.101.10≥7.5A、B、C、D1.00横风向≤2.25A、B1.30~1.50C、D1.10~1.30≥7.5A、B、C、D1.008.将风荷载简化成左右在楼层标高位置的集中力进行内力计算，每个集中力单独计算μs、μz和βz，求出各自的wki后，乘以wki的作用面积。对于顶层取半层高度，但包括女儿墙；小塔楼的风荷载，以集中力的形式作用于顶层

6、屋面板；对于一层，忽略最下面的半层。（认为底层柱底嵌固，直接传给基础）9.对主体结构部分，取一层楼面处的风荷载集度为均布荷载q，再将剩余风荷载按对基础顶面（主体结构嵌固于地下室顶板时，为地下室顶板处）弯矩等效的原则简化为倒三角形荷载，倒三角形荷载最大值三、地震作用计算1.底部剪力法的适用条件（抗震规范5.1.2条）单层结构；多层结构：高度不大于40m，以剪切变形为主，质量和刚度沿高度分布比较均匀。底部剪力法仅考虑一阶振型的影响，水平地震作用大体呈倒三角形分布，所以会有上述规定。2.结构自振周期计算其中，为以楼层重力荷载代表值作为水

7、平力的结构假想顶点位移。楼层水平力为均布荷载和集中力的组合。其中，主体部分可以看成是均布荷载，因为重力荷载代表值一般分布比较均匀，而小塔楼可以看成是集中力。q＝总重力荷载代表值/总高。剪力墙本身单独承受均布荷载时的顶点位移（均布荷载），顶点集中力（EIeq是剪力墙抗弯刚度的总和）。由值，，查图得到。＝×fH。φT为考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数，按高规3.3.17条确定。（框架-剪力墙取0.7~0.8，当填充墙较少时，即绝大多数为框架时，如商场，可取0.8~0.9）φT取值越小，结构刚度越大，地震作用越强。3.水平地

8、震影响系数先判断属于抗震设计反应谱的那一段，然后按公式计算。一般对于十几层的框剪结构，属于曲线下降段。4.重力荷载代表值《抗震规范》5.1.3条一般为Gk+0.5Qk。5.高阶振型及鞭梢效应的考虑通过在结构顶层附加一个顶部集中作用的方法来考虑高阶振