土木1307项铁男1302090727 3精要.pptx

高层建筑结构设计 第3章 荷载和地震作用 3.1 竖向荷载（简要介绍） 3.2 风荷载（重点） 3.3 地震作用 第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用 与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构—— 1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构； 2）水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素； 3）对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。 高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。 1）竖向荷载：恒荷载、活荷载 2）水平荷载：风荷载、地震作用 3.1竖向荷载 1.恒荷载 2.活荷载：(1)楼面活载、(2)屋面活载、 (3)屋面雪荷载 (4)施工活荷载 施工活荷载一般取 1.0~1.5kN/m2。 3.2 风荷载 对高层建筑，一方面风使建筑物受到一个基本上比较稳定 的风压，另一方面风又使建筑物产生风力振动。(静力＋动力) 风荷载作用面积取垂直于风向的最大投影面积。 3.2.1 风荷载标准值 主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值 1、基本风压 我国《荷载规范》规定，基本风压系以当地比较空旷平坦 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v0 （m/s）为标准，按风速确定的风压值，但不得小于0.3kN/m2。 特别重要的高层建筑，取100年。 2、风压高度变化系数 风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，愈向上风速逐步加 大。当达到一定高度时(300~500m)，风速不受地表影响，达到所谓梯度风。 且风速的变化还与地面粗糙程度有关。 风压高度变化系数：为某类地表上某空高度处的风压与基本风压 的比值，该系数取决于地面粗糙程度指数。现行规范将地面粗糙程度 分为四类： A类—指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类—指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋稀疏的乡镇、城市郊区； C类—指有密集建筑群的城市市区； D类—指密集建筑群且房屋较高的城市市区 3、风荷载体型系数 (1)风压分布系数反映了风压与体型的关系。 (2)定义：风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起 的压力(吸力)与原始风速算得的理论风压的比值。表示建筑物 表面在稳定风压下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体型 与尺度有关。 (3)计算：在计算风对建筑物的整体作用时，只需按各表面 的平均风压计算，即采用各个表面的平均风荷载体型系数计算。 (4)风荷载体型系数的确定：根据设计经验和风洞试验 4、风振系数 (1)风速特点： 风速的变化可分为两部分：一种是长周期的成分，其值一般 在10min以上；另一种是短周期成分，一般只有几秒左右。因此， 为便于分析，通常把实际风分解为平均风（稳定风）和脉动风两 部分。稳定风周期长，对结构影响小；脉动风周期短，对结构影 响大。 (2)风的动力效应：对高度较大、刚度较小的高层建筑，脉动 风压会产生不可忽略的动力效应，设计中必须考虑，目前采用加 大风荷载的办法来考虑这个动力效应，即对风压值乘以风振系数。 《高规》规定：对基本自振周期 T 1大于0.25s的结构，以及高度 大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋均应考虑脉动风压对结构产 生的风振影响。 3.2.2 总风荷载 总风荷载为建筑物各表面上承受风力的合力，是沿建筑物 高度变化的线荷载。通常按x、y两个互相垂直的方向分别计算 总风荷载。 z高度处的总风荷载标准值按下式计算： 3.3 地震作用 3.3.1 计算原则 1、抗震设防分类 抗震设计的高层建筑应根据使用功能的重要性，破坏后 产生的经济损失、政治和社会影响及在抗震救灾中的作用， 分为甲、乙、丙三个抗震设防类别： (1)甲类建筑：特别重要的建筑。严重后果和经济损失重 大失；目前国内尚无按甲类设计的高层建筑； (2)乙类建筑：指重要的建筑。地震时功能不能中断或需 尽快恢复、人员大量集中公共建筑或其他重要建筑，如国家 级、省级的广播电视中心、通讯枢纽、大型医院等； (3)丙类建筑：除上述以外的一般高层民用建筑。 2、设防烈度 (1)甲类建筑应专门研究,按照高于本地区抗震设防烈度计算地震作用， 其值应按批准的地震安全性评价结果确定。 (2)乙、丙类建筑应按抗震设防烈度计算地震作用。且6度抗震设防时也 应进行地震作用计算。 3、地震作用计算原则 (1)一般应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧 力构件时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用； (2)质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作 用下的扭转影