高层建筑结构荷载作用与结构设计原则解析PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注意：1）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。 2）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μ s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确定。
3.2 风荷载的计算
3.2 风荷载的计算
（2）风压高度变化系数μz
在大气边界层内，风速随离地面高度而增大； 当气压场随高度不变时，风速随高度增大的规律，主要 取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。 因此，μz应根据地面的粗糙程度及高度Z查表3.2得。 位于山区、远海海面及海岛的高层建筑，还应按现行国 家标准《建筑结构荷载规范》的有关规定进行修正。？
（4）高层பைடு நூலகம்筑的风振系数βz
z
1z z
(3.26)
《荷载》：7.4.1 对于基本自振周期T1 大于0.25s 的工程结构，如房 屋、屋盖及各种高耸结构,以及对于高度大于30m且高宽比大于1.5 的
高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。
式中 ：ψz—振型系数，可由结构动力计算确定，计算时可仅考虑 受力方向基本振型的影响；对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的
3.2 风荷载的计算
4 下列建筑取1.4： 1）V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；
2）L形、槽形和高宽比H/B≤4的十字形平面建筑；
3）高宽比H/B≤4 ，长宽比L/B≤4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 本规程附录A采用，或由风洞试验确定。
3.高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
3.1 竖向荷载的计算
区别：作用、效应S与抗力R
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 竖向荷载的计算
建筑结构荷载规范（GB50009-2001）概念：荷载代表值
弯剪型结构，也可近似采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度 H的比值，即z / H ；
ξ—脉动增大系数，可按表采用；
υ—脉动影响系数，外形、质量沿高度比较均匀的结构可按 表采用； μz—风压高度变化系数。
3.2 风荷载的计算
3.2.2 总风荷载和局部风荷载
建筑结构设计应分别计算风荷载产生的总体及局部效应。 总体效应：建筑物上全部风荷载使结构产生的内力及位移。 局部效应：风荷载对建筑物某个局部产生的内力及变形。 （1）总风荷载：是各个表面承受风力的合力，并沿高度变化分布：
5.3.1 当计算吊车梁及其连接的强度时,吊车竖向荷载应乘以动 力系数。对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1～A5 的软钩 吊车，动力系数可取1.05；对工作级别为A6～A8 的软钩吊车、 硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为1.1。
3.1 竖向荷载的计算
3.1.3 恒+活
目前，我国钢筋砼高层建筑单位面积重量(恒+活)大约如下： 框架、框架—剪力墙结构体系：l2～14kN/m2 剪力墙、简体结构体系：l4～l6kN/m2 其中活载平均约为1.5～2kN/m2，仅占全部的10％～15％。 高层建筑结构设计中不考虑活荷载不利布置： （1）活荷载的不利影响较小，但计算相当繁琐； （2）按满载考虑，不再一一考虑活荷载的不利布置计算； （3）如果活荷载较大，可按满布所得框架梁跨中弯矩乘以 1.1～1.2的系数加以放大，以考虑活荷载不利分布所产生的影
3.2 风荷载的计算
（1）基本风压ωo
ωo应按《荷载规范》附录D.4 中附表D.4 给出的50 年一 遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2。
对于特别重要或对风荷载比敏感的高层建筑，其基本风 压应按100年重现期的风压值采用。
注意：“特别重要或对风荷载比敏感的高层建筑”
条文：一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可按 100年一遇的风压值采用；对于房屋高度不超过60m的高层 建筑，其基本风压是否提高，可由设计人员根据实际情况 确定。
3.1 竖向荷载的计算
4）动力系数
4.6.1 建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可将重物 或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算设计。
4.6.2 搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车的动力系数，可采 用1.1～1.3；其动力荷载只传至楼板和梁。
4.6.3 直升机在屋面上的荷载，也应乘以动力系数，对具有液 压轮胎起落架的直升机可取1.4；其动力荷载只传至楼板和梁。
3.1.1 恒荷载
标准值、频遇值、准永久值 重力荷载代表值 荷载组合
恒荷载：结构本身自重和附加于结构上的各种永久荷载。
包括：非承重构件的自重、可移动的隔墙重、玻璃幕墙 及其附件重、各种外饰面的材料重、楼面的找平层重、吊 在楼而下的各种设备管道重等等。
计算：它可由构件和装修的尺寸和材料的重量直接计算， 材料的自重可按荷载规范阿取值。
注意：在高层建筑结构设计中，恒荷载计算时不要漏项。
3.1 竖向荷载的计算
3.1.2 活荷载
相对恒荷载，活荷载种类较多，计算也复杂。 1）取值：楼面均布活荷载可按《荷载》规范取； 2）折减：设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面荷载在标 准值应乘以《荷载》规定的折减系数。 3）施工或检修荷载：一般取1.0～1.5kN/m2。 4.5.1 设计屋面板、檩条、钢筋砼挑檐、雨篷和预制小梁时, 施工或检修集中荷载(人和小工具的自重)应取1.0kN，并应 在最不利位置处进行验算。
3.2 风荷载的计算
《高规》：3.2.5 计算主体结构的风荷载效应时，风荷
载体型系数μs，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：
s 0 .8 1 .2n
式中 n—多边形的边数。
(3 .2 5 )
3 高宽比H/B≤4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3；
3.2 风荷载的计算
3.2.1 风荷载标准值和基本风压
《高规》：3.2.1 主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风 荷载标准值应按（3.2.1）式计算，风荷载作用面积应取垂 直于风向的最大投影面积。
kzsz0
（3.2.1）
式中：ωk—风荷载标准值（kN/m）； ωo—基本风压（kN/m2）；μz—风压高度变化系数； μs—风荷载体型系数；βz—z度处的风振系数。
上浮风荷载时，风荷载体型系数μs，不宜小于2.0。 2）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μ s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确定。
3.2 风荷载的计算
3.2 风荷载的计算
（2）风压高度变化系数μz
在大气边界层内，风速随离地面高度而增大； 当气压场随高度不变时，风速随高度增大的规律，主要 取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。 因此，μz应根据地面的粗糙程度及高度Z查表3.2得。 位于山区、远海海面及海岛的高层建筑，还应按现行国 家标准《建筑结构荷载规范》的有关规定进行修正。？
（4）高层பைடு நூலகம்筑的风振系数βz
z
1z z
(3.26)
《荷载》：7.4.1 对于基本自振周期T1 大于0.25s 的工程结构，如房 屋、屋盖及各种高耸结构,以及对于高度大于30m且高宽比大于1.5 的
高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。
式中 ：ψz—振型系数，可由结构动力计算确定，计算时可仅考虑 受力方向基本振型的影响；对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的
3.2 风荷载的计算
4 下列建筑取1.4： 1）V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；
2）L形、槽形和高宽比H/B≤4的十字形平面建筑；
3）高宽比H/B≤4 ，长宽比L/B≤4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 本规程附录A采用，或由风洞试验确定。
3.高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
3.1 竖向荷载的计算
区别：作用、效应S与抗力R
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 竖向荷载的计算
建筑结构荷载规范（GB50009-2001）概念：荷载代表值
弯剪型结构，也可近似采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度 H的比值，即z / H ；
ξ—脉动增大系数，可按表采用；
υ—脉动影响系数，外形、质量沿高度比较均匀的结构可按 表采用； μz—风压高度变化系数。
3.2 风荷载的计算
3.2.2 总风荷载和局部风荷载
建筑结构设计应分别计算风荷载产生的总体及局部效应。 总体效应：建筑物上全部风荷载使结构产生的内力及位移。 局部效应：风荷载对建筑物某个局部产生的内力及变形。 （1）总风荷载：是各个表面承受风力的合力，并沿高度变化分布：
5.3.1 当计算吊车梁及其连接的强度时,吊车竖向荷载应乘以动 力系数。对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1～A5 的软钩 吊车，动力系数可取1.05；对工作级别为A6～A8 的软钩吊车、 硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为1.1。
3.1 竖向荷载的计算
3.1.3 恒+活
目前，我国钢筋砼高层建筑单位面积重量(恒+活)大约如下： 框架、框架—剪力墙结构体系：l2～14kN/m2 剪力墙、简体结构体系：l4～l6kN/m2 其中活载平均约为1.5～2kN/m2，仅占全部的10％～15％。 高层建筑结构设计中不考虑活荷载不利布置： （1）活荷载的不利影响较小，但计算相当繁琐； （2）按满载考虑，不再一一考虑活荷载的不利布置计算； （3）如果活荷载较大，可按满布所得框架梁跨中弯矩乘以 1.1～1.2的系数加以放大，以考虑活荷载不利分布所产生的影
3.2 风荷载的计算
（1）基本风压ωo
ωo应按《荷载规范》附录D.4 中附表D.4 给出的50 年一 遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2。
对于特别重要或对风荷载比敏感的高层建筑，其基本风 压应按100年重现期的风压值采用。
注意：“特别重要或对风荷载比敏感的高层建筑”
条文：一般情况下，房屋高度大于60m的高层建筑可按 100年一遇的风压值采用；对于房屋高度不超过60m的高层 建筑，其基本风压是否提高，可由设计人员根据实际情况 确定。
3.1 竖向荷载的计算
4）动力系数
4.6.1 建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可将重物 或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算设计。
4.6.2 搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车的动力系数，可采 用1.1～1.3；其动力荷载只传至楼板和梁。
4.6.3 直升机在屋面上的荷载，也应乘以动力系数，对具有液 压轮胎起落架的直升机可取1.4；其动力荷载只传至楼板和梁。
3.1.1 恒荷载
标准值、频遇值、准永久值 重力荷载代表值 荷载组合
恒荷载：结构本身自重和附加于结构上的各种永久荷载。
包括：非承重构件的自重、可移动的隔墙重、玻璃幕墙 及其附件重、各种外饰面的材料重、楼面的找平层重、吊 在楼而下的各种设备管道重等等。
计算：它可由构件和装修的尺寸和材料的重量直接计算， 材料的自重可按荷载规范阿取值。
注意：在高层建筑结构设计中，恒荷载计算时不要漏项。
3.1 竖向荷载的计算
3.1.2 活荷载
相对恒荷载，活荷载种类较多，计算也复杂。 1）取值：楼面均布活荷载可按《荷载》规范取； 2）折减：设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面荷载在标 准值应乘以《荷载》规定的折减系数。 3）施工或检修荷载：一般取1.0～1.5kN/m2。 4.5.1 设计屋面板、檩条、钢筋砼挑檐、雨篷和预制小梁时, 施工或检修集中荷载(人和小工具的自重)应取1.0kN，并应 在最不利位置处进行验算。
3.2 风荷载的计算
《高规》：3.2.5 计算主体结构的风荷载效应时，风荷
载体型系数μs，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：
s 0 .8 1 .2n
式中 n—多边形的边数。
(3 .2 5 )
3 高宽比H/B≤4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3；
3.2 风荷载的计算
3.2.1 风荷载标准值和基本风压
《高规》：3.2.1 主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风 荷载标准值应按（3.2.1）式计算，风荷载作用面积应取垂 直于风向的最大投影面积。
kzsz0
（3.2.1）
式中：ωk—风荷载标准值（kN/m）； ωo—基本风压（kN/m2）；μz—风压高度变化系数； μs—风荷载体型系数；βz—z度处的风振系数。