高层建筑结构3高层建筑结构荷载作用与结构设计原则ppt课件.ppt

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1、第3章高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.1恒荷载及楼面活荷载的计算3.2风荷载的计算3.3地震作用的计算3.4荷载效应组合3.5结构简化计算原则3.6扭转效应的简化计算3.7抗震设计的一般原则3.1恒荷载及楼面活荷载的计算3.1恒荷载及楼面活荷载的计算3.1.1恒荷载恒荷载包括结构本身的自重和附加于结构上的各种永久荷载。材料的自重可按《建筑结构荷载规范(GB50009—2001)(以下简称《荷载规范》)取值。3.1.2活荷载高层建筑结构的楼面活荷载应按《荷载规范》取用。设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数。施工活荷载一般取1.0～1.5kN/㎡。直升机平

2、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;(2)等效均布活荷载5kN／㎡。3.2风荷载的计算3.2.1风荷载标准值及基本风压1.风荷载高、大、细、长等柔性工程结构的主要设计荷载。空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力或吸力，这种风力作用叫风荷载。风的大小与下列因素有关（1）近地风的性质、风速、风向有关（2）建筑物所在地的地藐及周围环境（3）建筑本身的高度、形状以及表面状况3.2.1风荷载标准值及基本风压2.风荷载的标准值垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算：房屋高度大

3、于200m时宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载；房屋高度大于150m，有下列情况之一时，宜采用风洞试验确定建筑物的风荷载：①平面形状不规则，立面形状复杂；②立面开洞或连体建筑；③周围地形和环境较复杂。3.2.1风荷载标准值及基本风压(1)基本风压ω0以空旷平坦地面、距地10m、50年一遇、10min平均最大风速v0计算。重现期(年)5050100重庆基本风压0.250.400.45北京基本风压0.300.450.50上海基本风压0.400.550.60成都基本风压0.200.300.353.2.1风荷载标准值及基本风压（2）风荷载体型系数风对建筑表面的作用力并不等于基本风压值，而是随建

4、筑物的体型、尺度、表面位置等而改变，其大小由实测或风洞试验确定：=垂直于建筑表面的平均风作用力/基本风压值3.2.1风荷栽标准值及基本风压风压分布3.2.1风荷载标准值及基本风压（3）风压高度变化系数风压高度变化系数应该根据地面粗糙度类别确定地面粗糙度分类：A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：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：有密集建筑群的城市市区；D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区；3.2.1风荷载标准值及基本风压地面粗糙度分类3.2.1风荷载标准值及基本风压（4）风振系数风分为平均风（即稳定风）和脉动风（常称阵风脉动）平均风——静力脉动

5、风——动力3.2.2总风荷载和局部风荷载(1)总风荷载总风荷载可按下式计算；(2)局部风荷载单位面积上风荷载为：对于阳台、雨篷、遮阳板等悬挑构件，应验算上浮风荷载。当其超过自重时，悬挑构件会出现反弯矩，局部向上体型系数取2.0，即3.3地震作用的计算3.3.1一般计算原则地震区的高层建筑一般应进行抗震设防。6度设防时一般不必计算地震作用，只须采取必要的抗震措施，7~9度设防时，要计算地震的作用，10度及以上地区要进行专门研究。地震作用的影响:地震影响系数曲线3.3.2水平地震作用计算1.底部剪力法结构总水平地震作用的标准值计算公式：1——相应于结构基本自振周期T1的值；Geq——结

6、构等效总重力荷载代表值，Geq＝0.85GEGj——第j层重力荷载代表值。：底部剪力法计算简图3.3.2水平地震作用计算考虑高层建筑弯曲振型的影响，顶层附加水平地震作用标准值为：n——顶部附加水平地震作用系数，当基本自振周期T1<1.4Tg时，n取为0；当基本自振周期T1＞1.4Tg时，n按照书中表3.10采用。总水平地震作用的标准值——顶层附加水平地震作用标准值(FEK－Fn)分配到各楼层：3.3.2水平地震作用计算2.自振周期的修正（1）周期修正计算中未考虑砌体填充墙的刚度影响，计算周期较实际周期长，地震作用偏于不安全，故应乘以周期折减系数ΨT框架结构：ΨT＝0.6～0.7

7、框架－剪力墙：ΨT＝0.7～0.8剪力墙结构：ΨT＝0.9～1.03.3.2水平地震作用计算（2）自振周期的简化计算方法：假想顶点位移法：质量、刚度沿高度分布比较均匀的框架、框架-剪力墙结构——以楼层重力荷载代表值Gi为楼层水平力，按照弹性方法计算的顶点位移，单位为(m)；ΨT——周期折减系数。3.3.3突出屋面上塔楼的地震力小塔楼：突出屋面的楼梯间、水箱等，一般1～2层，高度小、体积小，小塔楼作为一个质点。鞭梢效应：屋面塔楼的刚度和质量比主体