风荷载及地震作用

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风荷载及地震作用课件

ERA
风荷载定义
风荷载是指风对建筑物产生的压力或吸力。
风荷载是指由于风的作用而产生的对建筑物的压力或吸力，这种力可以导致建筑物产生弯曲、剪切和振动等效应，从而影响建筑物的安全性和稳定性。
风荷载类型
风荷载可分为平均风和脉动风两类。
平均风是指在一段时间内风速和风向相对稳定的风，它对建筑物的作用力是恒定的。脉动风则是指风速和风向随时间变化的阵风或旋风，它对建筑物的作用力是变化的。
02
地震作用是地震工程和结构抗震设计的重要依据，也是地震灾害评估和抗震减灾的重要基础。
地震作用的类型
水平地震作用
扭转地震作用
指地震动引起的水平方向的地面振动，是建筑物和构筑物受地震影响的主要来源。
指地震动引起的地面振动中，水平方向和垂直方向的振动发生相位差的现象，对结构抗扭性能的要求较高。
地质构造和地表地质
地质构造和地表地质条件对地震波的传播和地表受到的地震作用有重要影响。
建筑物和设施的类型、结构形式和抗震性能
不同类型的建筑物和设施以及不同的结构形式和抗震性能对地震作用的影响也有所不同。
04
地震作用计算
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
地震烈度计算
总结词
针对风荷载与地震作用的共同影响，应加强结构整体性和冗余度设计，提高结构抵抗灾害的能力。
详细描述
某核电站采用特殊的设计方案，针对风荷载和地震作用进行了专项评估和加固措施，确保了核反应堆的安全运行和周边居民的生命财产安全。
ERA
风速计算
平均风速
根据气象资料，确定某一地点的平均风速，通常采用10米高度处的风速。
阵风系数

荷载效应及地震作用效应组合

8荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载力量极限状态下的内力组合公式如下：①无地震时，由可变荷载效应掌握的组合：S = Y G^GK +〃QyQSQK +〃WyWSWK式中s一结构构件荷载效应组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；/G、FQ、FW—永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数；玲、％L楼面活荷载和风荷载的组合系数，当为第一可变荷载时取1。

S GK、SQk、SM一永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。

②无地震时，由永久荷载效应掌握的组合（依据《建筑结构荷载法律规范》GB 50009-2001⑵第条注3,水平风荷载不参与组合。

但2006版法律规范中取消了此注，即水平风荷载参与组合，当风荷载效应不大时也可忽视之。

）：?S ~ Y G^GK +WQyQSQK③有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合：S = Y G S GE + /勘SE尿式中S一结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值；w、磔一重力荷载、水平地震作用的分项系数；S GE、S劭一重力荷载代表值、水平地震作用标准值。

用于正常使用极限状态下的内力组合（标准组合）公式如下:S = SGK + WQSQK + 〃WSWK8.1掌握截面及最不利内力类型8. 1.1构件的掌握截面框架梁的掌握截面是支座截面和跨中截面。

在支座截面处，一般产生最大负弯矩J"maχ）和最大剪力（XW）（水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要留意组合可能消失的正弯矩）；跨间截面则是最大正弯矩（+ Mm a X）作用处（也要留意组合可能消失的负弯矩）。

因此，框架梁的最不利内力为：梁端截面：÷M max, -M max. V max梁跨间截面：+M max由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此，在求该处的最不利内力时，应依据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力，即：M f = M-Vb∕2V, = V-qb∕2式中AT 一柱边缘处梁截面的弯矩标准值；H 一柱边缘处梁截面的剪力标准值； M —梁柱中线交点处的弯矩标准值；吁与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值；人一柱截面高度；夕一梁单位长度的均布荷载标准值。

脚手架施工方案中的风荷载与地震荷载计算

脚手架施工方案中的风荷载与地震荷载计算引言：在建筑行业，脚手架是一个非常重要的施工工具。

它为建筑工人提供安全、稳定的工作平台，确保施工过程中的安全性。

然而，在设计脚手架施工方案时，需要考虑到不同工况下的荷载情况，其中包括风荷载和地震荷载。

本文将探讨脚手架施工方案中风荷载与地震荷载的计算方法和影响因素。

一、风荷载的计算风荷载是指在大风作用下，脚手架所受到的力的大小。

风荷载的计算需要考虑到脚手架的高度、风速、脚手架结构和布置等因素。

1.1 风速的影响风速是计算风荷载的基本参数。

一般根据当地的气象数据和工程要求来确定设计风速。

脚手架在高风速下的风荷载较大，因此需要根据设计风速来选择脚手架的型号和材料。

1.2 脚手架结构的影响脚手架的结构形式和材料都会对风荷载产生影响。

例如，钢管脚手架在风荷载作用下具有较好的抗风性能，而搭接式脚手架则相对较差。

此外，脚手架的布置也需要考虑到风向，并合理设置风口和遮挡物，以减小风荷载的影响。

二、地震荷载的计算地震荷载是指在地震作用下，脚手架所受到的力的大小。

地震荷载的计算需要考虑到脚手架的质量、地震烈度和结构形式等因素。

2.1 地震烈度的影响地震烈度是计算地震荷载的基本参数。

一般根据建筑设计规范和当地的地震状况来确定地震烈度系数。

脚手架在地震烈度较大的地区需要采取额外的加固措施，以确保施工安全。

2.2 脚手架质量的影响脚手架的质量对地震荷载产生影响。

脚手架的稳定性和承载能力需要满足相关的标准和规范要求。

同时，脚手架的材料和连接方式也需要考虑到地震作用下的力学性能。

结论：脚手架施工方案中的风荷载和地震荷载计算是保证施工安全的重要环节。

正确的风荷载和地震荷载计算可以确保脚手架在不同工况下的稳定性和安全性。

因此，在设计脚手架施工方案时，需要充分考虑风荷载和地震荷载的影响因素，并采取相应的措施来减小荷载的影响。

在实际施工中，还应根据当地的气象和地震情况进行实时监测和检测，以确保施工安全。

轻钢结构门式刚架风荷载与地震作用的计算问题

轻钢结构门式刚架风荷载与地震作用的计算问题１设计风荷载门式刚架轻型钢结构房屋高度小属低矮房屋，与一般房屋所受的气流机理不同。

由于靠近地面，受地面环境的影响，气流多呈湍流，其风压分布情况一般需通过能反映湍流影响的边界层风洞试验测得。

因为目前国内关于低矮房屋的边界层风洞试验资料尚不完备，所以标准CECS102采用了美国MBMA的资料作为门式刚架轻型钢结构房屋的风荷载体型系数，并对风荷载计算做了专门的规定。

该规定与标准GB50009有所不同，按照两本标准计算的风荷载效应存在差异。

《全国民用建筑工程设计技术措施2003（结构）第18.1.6条规定，跨高比L/h小于等于4的门式刚架应按GB50009计算风荷载标准值及体型系数，跨高比大于4时宜按CECS102取用。

以下的计算分析表明，跨高比为4的界分，并不能较好地满足门式刚架各个控制截面的安全性要求。

图1中分别表示了柱脚铰接和刚接的门式刚架按CECS102与GB50009计算所得的风荷载效应结果的比较，横坐标为跨度与檐口高度之比L/h，纵坐标为按两本标准所得的控制截面弯矩、柱脚剪力、柱脚拉力之比。

比值大于1表示按CECS102的计算值较大，比值小于1表示按GB50009的计算值较大。

计算条件为坡度1/10的等截面双坡刚架，利用结构静力计算手册中的门式刚架计算公式进行了不同跨高比，柱距（开间），基本风压的计算，计算结果表明该比值仅与刚架的跨高比有关。

值得注意的是，跨中弯矩M2、柱底拉力V以及柱脚刚接刚架的檐口弯矩M1，按GB50009的计算值均比按CECS102的计算值偏小，特别在某些跨高比区段内偏小较多，如跨中弯矩M2在跨高比大于2时偏小达50％左右。

由于门式刚架轻型钢结构房屋的自重相对较小，如无吊车则风荷载常起主要作用，风荷载内力计算值的差别会明显影响结构的安全性。

因此在一般情况下，轻钢结构门式刚架宜按标准CECS102的规定进行风荷载计算。

当刚架的跨高比位于按GB50009的计算值较大的区段时，可根据不同情况与设计要求，针对具体部位采取加强措施，如加强柱脚剪力键的设置、柱脚弯矩乘以放大系数等。

正常使用条件下结构水平位移按风荷载和地震作用计算

正常使用条件下结构水平位移按风荷载和地震作用计算引言结构水平位移是指结构在受到风荷载和地震作用时，由于荷载作用而发生的水平位移。

在正常使用条件下，结构水平位移的计算十分重要，可以用于评估结构的安全性和稳定性。

本文将介绍如何按照风荷载和地震作用计算结构水平位移，并提供相应的计算方法和公式。

风荷载的计算在计算结构水平位移之前，首先需要计算结构所承受的风荷载。

风荷载是结构在风的作用下受到的荷载，可分为静风荷载和动风荷载。

静风荷载是指风对结构的直接静力作用，而动风荷载是指风对结构的动力作用。

下面将介绍计算风荷载的方法。

静风荷载的计算静风荷载的计算可以通过国家规范或相关标准进行。

一般采用以下公式来计算结构的静风荷载：Qs = 0.613 * V^2 * G * C0其中，Qs是结构的静风荷载，V是基本风速，G是地面粗糙度系数，C0是修正系数。

动风荷载的计算动风荷载的计算需要考虑风荷载的动力作用。

一般采用以下公式来计算结构的动风荷载：Qd = 0.613 * V^2 * G * C1 * Cg * Ca其中，Qd是结构的动风荷载，C1是动力放大系数，Cg是峰值系数，Ca是相应系数。

地震作用的计算在计算结构水平位移时，地震作用也是一个重要的考虑因素。

地震作用是指结构在地震时所受到的地动力荷载。

地震作用的计算涉及到结构的质量、刚度和地震动力学参数等。

下面将介绍计算地震作用的方法。

地震反应谱法地震反应谱法是一种常用的计算地震作用的方法。

该方法通过计算结构在地震作用下的动力反应谱，进而得到结构的地震作用。

具体的计算步骤如下：1.获取地震动力学参数，如地震加速度谱。

2.计算结构的地震反应谱。

3.根据地震反应谱，计算结构的地震作用。

等效地震力法等效地震力法是另一种常用的计算地震作用的方法。

该方法通过将地震作用转化为等效的静力作用，进而进行结构水平位移的计算。

具体的计算步骤如下：1.获取地震动力学参数，如地震加速度。

2.根据结构的质量和地震加速度，计算出等效的静力作用。

地震工况下风荷载组合值系数

地震工况下风荷载组合值系数说起地震和风，咱们一般都会觉得它们两个完全是两回事。

一个是地面摇晃，另一个是空中吹风。

你以为地震和风不会有什么交集吗？告诉你，错！这俩家伙其实是有“默契”的，特别是在风荷载组合值这个话题上，简直就像是天作之合。

嗯，是的，你没听错，风和地震居然也能一起“搭班子”来干一票大的。

听起来挺有意思的吧？但实际上，它们组合起来会给建筑设计带来很大的挑战。

咱们通常设计建筑的时候，会考虑到各种自然力的影响。

比如风，别看它温柔无害，别小看了它，它一吹起来，建筑物的外墙、屋顶，甚至整栋楼都能受到很大的影响。

像是那种大风天气，走在路上，感觉像是被风推着走似的，建筑物也一样，会被风吹得晃晃悠悠的。

至于地震，大家都知道，那玩意儿可是够劲的，地面一抖，建筑物的结构就会承受巨大的力量。

这时候，如果风和地震“联手”来搞事情，问题就大了。

你想啊，地震来得突然，风嘛，它是可以预报的，虽然不能像天气一样说得那么精确，但也总能提前做好准备。

可是问题是，咱们可不能只防一个，得同时考虑两者的影响。

风荷载组合值系数就是为了应对这种“突如其来的麻烦”而提出的。

它的作用就是在建筑设计中，通过合理的数值计算，把风和地震的影响结合起来，确保建筑结构在这两股力量的共同作用下，依然能“稳如老狗”。

什么是风荷载组合值系数呢？简单来说，它就是一个用来衡量风力和地震力共同作用下建筑物可能承受的总荷载的系数。

要是这两个力量同时来袭，你就得知道它们合起来会给建筑带来多大的压力，才能设计出一个既安全又耐用的建筑物。

想象一下，如果风一刮，地震又来，那建筑物会被双重“夹击”，你说它不摇晃才怪。

所以，通过风荷载组合值系数，设计师可以精确计算出这两股力量如何影响建筑，做到既不过度设计，也不让安全隐患埋下。

可是，这个系数的计算可不简单！它得根据不同地区的风速、地震烈度以及建筑物的类型来进行调整。

比如在地震多发的地区，建筑物的设计就要更注重地震力的影响，而在风多的地区，风的荷载就得重点考虑。

地震作用

与风荷载相比，地震作用的破坏性更加严重。

作为建筑物的根基，当地面发生振颤时，对于建筑物的破坏是可以想象的。

与风荷载所不同的是，地震并非是一种直接的力学作用，而是在地面发生位移时，由于建筑物的惯性而形成的与地面的相对运动差，这种不协调就会对于建筑物形成严重的破坏——就像急刹车时，车上的人所形成的情况一样。

地震的形成与危害地震是由于地壳内部发生错动等地质因素引起的地表振颤，地壳内发生地震的地方是震源，震源上方正对着的地面称为震中。

震源垂直向上到地表的距离是震源深度。

我们把地震发生在60公里以内的称为浅源地震；60－300公里为中源地震；300公里以上为深源地震；地震的震源深度不同，对于地面的影响也不同，越浅的震源，破坏性越大。

目前有记录的最深震源达720公里。

震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区，是一次地震发生时破坏力最大的地方。

震中到地面上任一点的距离叫震中距离（简称震中距）。

震中距在100公里以内的称为地方震；在1000公里以内称为近震；大于1000公里称为远震。

地震时，在地球内部出现的弹性波叫作地震波。

这就像把石子投入水中，水波会向四周一圈一圈地扩散一样。

地震波主要包含纵波和横波。

振动方向与传播方向一致的波为纵波（P 波），振动方向与传播方向垂直的波为横波（S波），来自地下的横波能引起地面的剧烈的水平晃动，是地震时造成建筑物破坏的主要原因。

由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步。

这一点非常重要，使得纵波可以成为具有较大破坏力量的横波的预警。

地震作用发生的时间极短，甚至有人曾统计过，自古以来世界上有记录的大规模破坏性地震所发生的时间总和不超过一个小时。

在我国唐山地震、海城地震中，主震所发生的时间不足一分钟，实际上仅仅几十秒钟。

然而正是这几十秒钟所产生的地震能量形成了难以想象的破坏后果。

地球上的地震有强有弱。

用来衡量地震强度大小的尺度有两种，震级与地震烈度。

第五节水平地震作用和风荷载计算

第五章水平地震作用和风荷载计算第一节横向水平地震作用计算一、重力荷载计算计算结构在地震作用下的动力反应时要采用集中质量法，即计算地震作用时的重力荷载G是假设集中作用在各层楼盖处的集中作用力，集中质量的界限范围应该取为：1/2h i～1/2h i+1，i＝1，2，……，n。

h为楼层高度，n为结构的层数。

（一）第11层重力荷载代表值1、结构构件重量屋面板重量：（33．6＋1.5×2）2×6.57＝8800.91kN，次梁重量：[25×0.3×（0.6－0.14）＋17×0.01×（0.6－0.14）×2＋17×0.01 ×0.3] ×(36.6×3+8.7×2) +25×0.3×（0.4－0.14）＋17×0.01×（0.4－0.14）×2＋17×0.3×0.01×1.35×20+2.14×（33.6＋1.35×2）×4=848.51kN,主梁重量：（25×0.4×（0.8－0.14）＋17×0.01×（0.8－0.14）×2＋17×0.01 ×0.4）×（33.6×5+8.4×3+8.4×3）+（25×0.3×（0.8－0.14）＋17×0.01×（0.8－0.14）×2＋17×0.01×0.3）×（7.2×4+7.175×3）＝1767.48kN，合计楼盖重量：8800.91+848.51+1767.48＝11416.90kN。

框架柱重量：（25×0.7×0.7＋17×0.01×0.7×4）×（3.5－0.8）×7+（25×0.6×0.6＋17×0.01×0.6×4）×（3.5－0.8）×12＝545.48kN，剪力墙重量：{（25×0.3×9.625＋17×0.01×9.625×2）×[（3.5－0.14）－25×2.2×0.3×2.4－25×0.85×0.3×1.7]}+ [25×0.2×9.625×（3.5－0.14）]+ [75.46×（3.5－0.14）－25×1.2×0.3×2.1×3－25×1.85×0.3×2.1]+[ 75.46×（3.5－0.14）－25×1.2×0.3×2.1×2－25×1.5×0.3×2.1]+ (25×0.2×7.225＋17×0.01×7.225×2)×（3.5－0.14）+[75.46×（3.5－0.14）－25×1.7×0.3×2.1]+ [25×19.4×0.3×（3.5－0.14）－25×0.8×0.3×2.0×2－25×2.375×0.3×2.1－25×3.25×0.3×2.8]+ 25×2.4×0.2×（3.5－0.14）×2+25×[2.4×0.2×（3.5－0.14）×2＋25×3.25×0.3×0.7]+ [25×2.4×0.2×（3.5－0.14）×2－25×1.2×0.2×2.1]+ [25×3.3×0.2×（3.5－0.14）－25×1.4×0.2×2.1]+ [25×19.4×0.3×（3.5－0.14）－25×0.85×0.3×1.7－25×3.25×0.3×2.8]=2298.91kN,合计竖向构件总重量：545.48+2298.91＝2844.39kN2、非结构构件重量隔墙重量：11.8×0.19×（3.5－0.4）×[（9.9×3＋6.3×4＋4.2×12＋6.5×5＋3.3×2＋1.8×2）+（36.6×1＋9.9×1＋1.8×4＋5.4×1＋6.6×10＋28.8×1）]=2517.85kN,玻璃幕墙重量：1.2×36.6×3.5×4＝614.88kN，合计非结构构件重量：2517.85+614.88＝3132.73kN。

地震工况活荷载组合系数

地震工况活荷载组合系数在建筑结构和桥梁设计中，地震工况活荷载组合系数是一个重要的参数，它涉及到地震作用与其他荷载如风荷载、竖向荷载、水平荷载等的组合情况。

本文将详细介绍地震工况活荷载组合系数的定义和应用。

1.地震作用与风荷载组合地震作用与风荷载在结构设计中经常同时考虑。

地震作用和风荷载的组合系数通常根据规范进行计算。

根据不同的规范和标准，具体的计算方法可能有所不同。

在设计时，需要考虑地震作用和风荷载的各自特点和影响因素，以及它们在结构上产生的效应，从而合理确定组合系数。

2.地震作用与竖向荷载组合地震作用与竖向荷载的组合主要考虑的是地震作用对结构竖向平衡的影响。

在计算组合系数时，需要考虑地震作用的强度和频率，以及竖向荷载的大小和分布情况。

根据实际情况，可以分别计算地震作用和竖向荷载各自产生的效应，然后根据规范进行组合；也可以采用一些简化方法进行计算。

3.地震作用与水平荷载组合地震作用与水平荷载的组合需要考虑地震作用对结构水平平衡的影响。

在计算组合系数时，需要考虑地震作用的强度和频率，以及水平荷载的大小和分布情况。

根据实际情况，可以分别计算地震作用和水平荷载各自产生的效应，然后根据规范进行组合；也可以采用一些简化方法进行计算。

4.地震作用与重力荷载组合地震作用与重力荷载的组合需要考虑重力荷载对结构整体稳定性的影响。

在计算组合系数时，需要考虑重力荷载的大小和分布情况，以及地震作用的强度和频率。

根据实际情况，可以分别计算地震作用和重力荷载各自产生的效应，然后根据规范进行组合；也可以采用一些简化方法进行计算。

5.地震作用与土压力荷载组合地震作用与土压力荷载的组合需要考虑土压力对结构稳定性和变形的影响。

在计算组合系数时，需要考虑土压力的大小和分布情况，以及地震作用的强度和频率。

根据实际情况，可以分别计算地震作用和土压力各自产生的效应，然后根据规范进行组合；也可以采用一些简化方法进行计算。

6.地震作用与水压力荷载组合地震作用与水压力荷载的组合需要考虑水压力对结构稳定性和变形的影响。

5.6荷载效应和地震作用组合的效应

《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6荷载效应和地震作用组合的效应5.6荷载效应和地震作用组合的效应5.6.1持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定：S d＝γG S Gk＋γLψQγQ S Qk＋ψwγw S wk（5.6.1）式中：S d——荷载组合的效应设计值；γG——永久荷载分项系数；γQ——楼面活荷载分项系数；γw——风荷载的分项系数；γL——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为 50 年时取 1.0，设计使用年限为 100 年时取 1.1；S Gk——永久荷载效应标准值；S Qk——楼面活荷载效应标准值；S wk——风荷载效应标准值；ψQ、ψw——分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时应分别取 0.7 和 0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0 和 0.6 或 0.7 和 1.0。

注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取 0.7 的场合应取为 0.9。

5.6.2持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用：1永久荷载的分项系数γG：当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控制的组合应取 1.35；当其效应对结构有利时，应取 1.0；2楼面活荷载的分项系数γQ：一般情况下应取 1.4；3风荷载的分项系数γw应取 1.4。

2位移计算时，本规程公式（5.6.1）中个分项系数均应取 1.0。

5.6.3地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定：S d S＝γG S GE＋γEh S Ehk＋γEv S Evk＋ψwγw S wk（5.6.3）式中：S d——荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应；S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；γG——重力荷载分项系数；γw——风荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γEv——竖向地震作用分项系数；ψw——风荷载组合值系数，应取 0.2。

2、梁柱线刚度、风荷载、地震作用的计算

各层柱抗侧刚度D值以及柱剪力
层号
层剪力
J(边柱) KD
各柱D值计算 K(中柱) L(中柱)
KD
KD
S(边柱) KD
柱剪力
∑D
J(KN )
K(KN) L(KN)
11 13.9 0.24 23736 0.64 53671 0.617 #### 0.22 ### ### 2.18 4.936 4.785
11 40.8 0.87 0.229 1.14 0.383 0.24 2.87 1.8 4.7 14 13.9
柱线刚度计算
柱号
截面 bh （m （m
柱高
惯性矩I0
bh3（线刚m度4）ic 12
EIc h
(KN
/ m)
度(m)
））
0.4 0.4 5.2 0.00213333 13743.58974
0.4 0.4 4.2 0.00213333 17015.87302
2 4.2 9.4 15082.3 141773.6 0.032 107 2793 1 5.2 5.2 133007.1 691636.9 0.157 522 3315
4392189
102.5
横向框架抗震变形验算
层号剪力刚度位移
11 399.8 1E+06 0.000331 10 762.5 1E+06 0.000632 9 1184 2E+06 0.000785 8 1536 2E+06 0.001018 7 1848 2E+06 0.001225 6 2119 2E+06 0.001404 5 2349 2E+06 0.001557 4 2538 2E+06 0.001682 3 2686 2E+06 0.00178 2 2793 1E+06 0.002479 1 3315 1E+06 0.002399

基于规范的高层建筑风荷载与地震作用对比分析

基于规范的高层建筑风荷载与地震作用对比分析高层建筑在设计与施工过程中需要考虑到多种因素，其中包括风荷载与地震作用。

风荷载是指建筑物受到风的作用而产生的荷载，地震作用是指建筑物受到地震震动的影响而产生的荷载。

本文将基于规范对高层建筑的风荷载与地震作用进行比较分析。

首先，风荷载与地震作用的产生机理不同。

风荷载是由风向、风速、风压等因素决定的，而地震作用是由地震的震级、频率、振动周期等因素决定的。

风荷载作用于建筑物的外墙、屋顶等表面，而地震作用主要作用于建筑物的结构体系。

其次，风荷载与地震作用的特点也存在差异。

风荷载具有不均匀性和非静止性，即风的力量会不断变化，而且不同方向的风荷载也不同。

相比之下，地震作用具有不确定性和瞬时性，即地震会在短时间内产生瞬时的巨大力量。

风荷载对建筑物的作用是周期性的，而地震作用是一次性的。

此外，规范对于高层建筑的风荷载与地震作用有不同的计算方法和安全系数要求。

对于风荷载，规范一般采用了静力学方法进行计算，并根据建筑物的形状、高度、使用范围等参数来确定相应的风荷载系数。

而对于地震作用，规范会根据地震活动的频率、地震带的情况等因素，采用动力学方法来计算结构的地震反应，并要求建筑物在地震作用下具有足够的抗震安全储备。

最后，高层建筑的结构设计也存在差异。

为了能够承受风荷载和地震作用，高层建筑的结构体系通常采用了钢结构或混凝土结构，并结合适当的剪力墙、框架结构等来提高其抗风抗震能力。

而在设计时，需要根据规范对风荷载与地震作用的计算结果进行结构的优化设计，以确保高层建筑的安全性。

综上所述，高层建筑的风荷载与地震作用是设计与施工中需要考虑的重要因素。

虽然二者在产生机理、特点和计算方法上存在差异，但都要求建筑物具有足够的抗风抗震能力。

因此，在高层建筑的设计与施工过程中，需要根据规范对风荷载与地震作用进行合理的分析与比较，以确保建筑物的安全性。

05建筑荷载和地震作用

05建筑荷载和地震作用1. 高层建筑由于很高，使得水平力（风力与地震作用）成为第一位的、起控制作用的荷载，而竖向荷载的作用成为第二位的作用荷载。

2. 竖向荷载结构自重（恒载）：由构件截面尺寸、长度、装修材料等直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。

采用标准值作为代表值。

使用荷载（活荷载）：根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值，按荷载规范取值。

在荷载规范中未作规定的，按表3取。

3. 风荷载（按现行国家规范JGJ102-96要求计算，对于高层、超高层建筑应乘以放大系数1.1 、1.2）3.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算主要承重结构：w k=βzμsμz w0计算围护结构：w k=βgzμsμz w0 w k——风荷载标准值，KN/m2 ；βz——高度z处的风振系数；μs——风载体形系数；μz——风压高度变化系数；w0——基本风压；βgz——高度z处的阵风系数（幕墙可取2.25）。

3.2 w0= 0.5ρυ02 ，按荷载规范中《全国基本风压分布图》的规定采用。

(ρ为空气密度；υ0是当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇10分钟平均最大风速。

）◆μS与体型、平面尺寸有关，一般按下列规定采用：βz反映风力作用下的动力性质，当建筑物高度不超过30m，且高宽比小于1.5时,建筑物刚度较大，βz=1.0 。

高度超过30m、高宽比大于1.5的高层建筑，βz=1+（H i / H）×(ξυ/μz）。

H i—第i层标高；H—建筑总高度；ξ—脉动增大系数,按荷载规范取值；μz—风压高度系数；υ—脉动影响系数（按荷载规范取值），当建筑物高度不小于宽度的2倍时，可取下列数值：地面粗糙度类别为A类时υ=0.48；B类时υ=0.53；C、D类时υ=0.63 。

◆βgz计算围护结构风荷载时的阵风系数一般按下表确定：4. 地震作用4.1 高层建筑一般在6~9度范围内进行抗震设防，6度设防时一般不必计算地震作用，只采用必要的抗震措施，7~9度设防时，要计算地震作用。

玻璃幕墙荷载和地震作用玻璃幕墙的风荷载标准值

玻璃幕墙荷载和地震作用玻璃幕墙的风荷载标准值5．3荷载和地震作用5．3．1玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5．3．1的规定采用。

5．3．2玻璃幕墙的风荷载标准值应按下式计算，并且不应小于1．0kN/m2。

5．3．3玻璃幕墙的风荷载标准值可按风洞试验结果确定；玻璃幕墙高度大于200m或体型、风荷载环境复杂时，宜进行风洞试验确定风荷载。

5．3．4垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值可按下式计算：5．3．5平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值可按下式计算：5．3．6幕墙的支承结构以及连接件、锚固件所承受的地震作用标准值，应包括玻璃幕墙构件传来的地震作用标准值和其自身重力荷载标准值产生的地震作用标准值。

5．3荷载和地震作用5．3．2风荷载计算采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定。

对于主要承重结构，风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起的结构风振等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。

由于结构的风振动计算中，往往是受力方向基本振型起主要作用，因而我国与大多数国家相同，采用后一种表达形式，即采用风振系数βz。

风振系数综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构自身的动力特性等。

基本风压ω0是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录，统一换算为离地10m高、10min平均年最大风速(m/s)，根据该风速数据统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速ν0，再按贝努利公式确定基本风压。

现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009将基本风压的重现期由以往的30年改为50年，在标准上与国外大部分国家取得一致。

经修改后，各地的基本风压并不全是在原有的基础上提高10％，而是根据风速观测数据，进行统计分析后重新确定的。

为了能适应不同的设计条件，风荷载计算时可采用与基本风压不同的重现期。

风荷载随高度的变化由风压高度变化系数描述，其值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009采用。

中欧风荷载地震作用荷载效应组合的对比研究及欧洲规范版SATWE软件开发

结果与讨论
此外，我们还发现欧洲规范版SATWE软件在计算荷载组合时具有较高的精度和效率。该软件采用有限元方法和程序自动生成技术，可快速准确地计算出结构在不同荷载组合下的响应。同时，软件还提供了丰富的数据分析和可视化功能，方便工程师进行数据处理和结构安全评估。
结论
结论
本次演示通过对欧洲风荷载、地震作用和荷载效应组合的对比研究，总结出以下结论：
1、欧洲和中国规范在风荷载、地震作用和荷载效应组合方面的规定存在一定差异，这些差异将对结构物的安全性能产生影响。因此，在实际工程中需注意规范差异，选择合适的规范进行结构设计。
结论
2、欧洲规范版SATWE软件在计算荷载组合时具有较高的精度和效率，可快速准确地计算出结构在不同荷载组合下的响应。同时，该软件还提供了丰富的数据分析和可视化功能，方便工程师进行数据处理和结构安全评估。
结论
3、在实际工程中，建议采用欧洲规范版SATWE软件进行结构分析和设计。同时，应加强欧洲和中国规范在风荷载、地震作用和荷载效应组合方面的对比研究，以便更好地指建筑结构安全性能的重要因素之一。不同国家和地区的风荷载规范存在一定的差异，因此，对顺风向等效风荷载及响应主要国家建筑风荷载规范进行比较分析，对于提高建筑物的抗风性能和保证其安全具有重要意义。
文献综述
因此，针对欧洲风荷载、地震作用和荷载效应组合进行深入对比研究十分必要。
研究方法
研究方法
本研究采用理论分析和数值模拟相结合的方法。首先，收集欧洲和中国规范中关于风荷载、地震作用和荷载效应组合的相关规定和计算方法进行对比分析。其次，建立地震作用和风荷载的数值模型，并利用欧洲规范版SATWE软件进行计算和分析。最后，对计算结果进行对比和讨论，总结出欧洲和中国规范在风荷载、地震作用和荷载效应组合方面的差异和优劣。

工程师建筑结构中的风荷载与地震效应分析

工程师建筑结构中的风荷载与地震效应分析工程师在设计建筑结构时必须考虑到风荷载和地震效应对结构的影响。

风荷载是指建筑物受到的风力作用，地震效应则是指地震引起的结构振动。

本文将探讨这两个重要因素的分析方法和应对策略。

一、风荷载的分析与应对策略风荷载是对建筑结构产生的主要外部力之一，它对结构的影响可导致结构破坏甚至倒塌。

因此，在设计过程中正确分析和评估风荷载非常重要。

1. 风荷载的计算方法风荷载的计算一般依据风荷载标准，例如中国民用建筑结构荷载规范 GB 50009-2012 中提供的计算方法。

该规范基于工程结构所处的地理条件和建筑形式，将风荷载分为四个等级，即I、II、III和IV类。

具体的计算方法根据建筑物高度、形状、开启面积等参数进行综合考虑，得出合理的设计风速和相应的风荷载。

2. 风荷载对结构的影响风荷载对结构的影响主要表现在围护结构、承重结构和基础上。

围护结构包括墙体、窗户等，它们在受到风荷载作用时需要有足够的抗风能力，以保证建筑的稳定性和安全性。

承重结构主要是指梁、柱、框架等，其设计应考虑到风荷载引起的弯曲、剪切和变形等影响。

基础的设计和施工也需要考虑到风荷载的作用，以保证建筑的整体稳定。

为了应对风荷载的影响，工程师可以采取以下策略：- 根据风荷载标准准确计算风荷载，并在结构设计中合理考虑；- 合理选择建筑材料和结构形式，提高结构的抗风能力；- 对围护结构、承重结构和基础进行细致的设计和施工，确保其能承受风荷载的作用。

二、地震效应的分析与应对策略地震是造成建筑物破坏的主要自然灾害之一，特别是在地震频繁的地区，工程师必须充分考虑地震效应对结构的影响。

1.地震力的计算方法地震力的计算通常依据国家地震标准进行，如中国的《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010。

该规范根据建筑物所处的地震烈度、场地类别和结构类型，确定了相应的设计地震动参数，并提供了计算方法。

工程师可根据所处地区的地震状况，分析和计算出合理的地震力。

荷载与地震作用

4、关于折减系数的规定：表 3.1 中规定的是民用建筑楼面均布活荷载的标准值相关数据，但是在实际建筑中，除了楼面承受荷载
之外，建筑中的梁、墙柱、基础也会承受荷载，梁、
柱、墙在设计时其能承受的内力时，和作用在其上的荷载大小有密切关系，是对这些荷载进行折减，而后进行设计。
（1）两个概念
① 梁的从属面积的概念：按梁两侧各延二分之一梁
S0→ 基本雪压（kN/㎡）。
二、基本雪压的确定：
1、雪压定义:单位水平面积上的雪重，kN/㎡。
2、基本雪压s0的定义：统计得到的50年一遇的最大雪压
（建立气象站起到 1995年时的最大雪压），即重现期为 50年的最大雪压，作为当地的基本雪压，如图3.2。
3、确定基本雪压s0时的注意事项：
① 选择确定基本雪压的场地需要有代表性
① 承载力极限状态，应考虑荷载的“基本组合”或 “偶然组合”设计；
② 正常使用极限状态，应考虑荷载“标准组合”、
“频遇组合”或“准永久组合”设计。（5）每个系数的适用组合： ① 基本组合中，只用到“组合值系数”； ② 偶然组合中，只用到“频遇值系数”和“准永久值
系数”；
③ 标准组合中，只用到“组合值系数”；
值的概率极小，因此主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应小于标准值的荷载为代表值，此值即为可变荷载组合值。
③可变荷载频遇值：是指在设计基准期内，被超越
的总时间占设计基准期的比率较小的荷载值，或被超越的频率限制在规定频率内的荷载值。也就是说，可变荷载频遇值是指在设计基准期内被超越的总时
④ 频遇组合中，只用到“频遇值系数”和“准永久值
系数”； ⑤ 准永久组合中，只用到“准永久值系数”

第3章风荷载及地震作用

36.9m
12.25m
24.5m
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
(5)各段风载标准值
(6)求各段风载集中标准值各分段间风载集中标准值：
（B—受风宽度）
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
(7)基底剪力：基底弯矩：
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
3-2 地震作用
1、地震作用抗震设计时，结构所承受的“地震力”
7度
0.016(0.024) 0.012(0.018)
8度
0.032(0.048) 0.024(0.032)
9度
0.064 0.040
注：1、基本周期介于3.5s和5s之间的结构，可插入取值；
底部剪力法适用于重量和刚度沿高度分布比较均
匀的结构。当建筑物有突出屋面的小建筑如屋顶间、
女儿墙、烟囱等时，由于该部分的重量和刚度突然
变小，将产生鞭稍效应，使其地震反应特别强烈。
为简化计算，《抗震规范》提出，当计算这类小建
筑的地震作用效应时，宜乘以增大系数3，此增大
部分不再向下传递。
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
结构自振周期场地特征周期地震影响系数最大值
直线下降段的下降斜率调整系数(一般情况取0.2)
阻尼调整系数(一般情况取1.0) 衰减指数(一般情况取0.9)
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系抗震设防烈度
设计基本地震加速度值
6
0.05g
７
0.10(0.15)g
Z
风压高度变化系数
离地面或海平面高度（m)
5 15 50
地面粗糙度类别

风荷载及地震作用