2011-11-10高层建筑结构课件第3章(荷载作用与结构设计原则)

高层建筑结构的设计原则,本课件为设计院注册结构师所作,具有很好的设计指导作用。

第三章

荷载作用与结构设计原则3.1 竖向荷载计算 3.2 风荷载计算 3.3 地震作用计算 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 (见《抗震设计》) 抗震设计》

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3-1 竖向荷载计算一.恒荷载一般恒载由楼( 面构造查《荷载规范》 1)一般恒载由楼(屋)面构造查《荷载规范》。 应根据楼面结构平面布置，明确荷载传递路线 荷载传递路线。 2)应根据楼面结构平面布置，明确荷载传递路线。 计算时不能漏项和少算。 3)计算时不能漏项和少算。

二.楼面活荷载楼面活荷载( 1)楼面活荷载(kN/m2):酒吧、舞厅、展览厅：3.0酒吧、舞厅、展览厅：3.0-4.0 健身房、娱乐室： 3.0健身房、娱乐室： 3.0-4.5 储藏室：5.0储藏室：5.0-8.0 办公室、住宅等： 办公室、住宅等：2.0 楼梯间：2.0楼梯间：2.0-2.5 电梯机房： 电梯机房：6.0 屋顶花园：3.0(不含覆土) 屋顶花园：3.0(不含覆土) 不上人屋面：0.5不上人屋面：0.5-0.7 上人屋面： 上人屋面：2.0

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特殊荷载应按实计算(如施工附墙塔等设备、 2)特殊荷载应按实计算(如施工附墙塔等设备、 旋转餐厅轨道和驱动设备、擦窗机等)。 旋转餐厅轨道和驱动设备、擦窗机等)。

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直升机平台活荷载： 3)直升机平台活荷载： 总重引起的局部荷载(考虑动力系数1.4) 总重引起的局部荷载(考虑动力系数1.4) 局部荷载 1.4 取较大值) (取较大值) 等效均布荷载( 等效均布荷载(取5kN/m2) 在设计楼面梁、 墙及基础时， 4)在设计楼面梁、柱、墙及基础时，楼面活荷载应乘以 折减系数(见荷载规范)。 折减系数(见荷载规范)。 在高层结构设计、抗震设计时，活荷载较大小， 5)在高层结构设计、抗震设计时，活荷载较大小，仅占竖向荷载 10%~ 可不考虑最不利布置，恒载、活载合并满布计算， 的 10%~15% 可不考虑最不利布置，恒载、活载合并满布计算， 但应将框架梁正、负弯矩同时放大1.1 1.3。 1.1但应将框架梁正、负弯矩同时放大1.1-1.3。 单位面积楼面荷载( 标准值( 6)单位面积楼面荷载(恒+活)标准值(kN/m2): KJ、 12KJ、K-W 12-14 13W、 T 13-16

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3-2 风荷载计算一.高层建筑风荷载特点风荷载的波动风压引起高层建筑的动力效应。 1)风荷载的波动风压引起高层建筑的动力效应。 采用等效静力法计算风荷载， 2)采用等效静力法计算风荷载，即在风压值上乘以 大于1 考虑风振对结构的影响。 大于1的风振系数βZ,考虑风振对结构的影响。 3)超高层宜做风洞试验(一般 ≥200m,或≥150m且 超高层宜做风洞试验 一般H≥200m 风洞试验( ≥200m, 150m且 平面不规则

、立面复杂，或周围地形和环境复杂时)。 平面不规则、立面复杂，或周围地形和环境复杂时)。

二.单位面积风荷载标准值(kN/m2) 单位面积风荷载标准值(kN/m

wk = β z µ s µ z w 0附录1 附录1 表3.3

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与高层的自振特征有关。 与高层的自振特征有关。 一般≥60m时宜放大 时宜放大； 一般≥60m时宜放大； 60m时由实际决定是否 <60m时由实际决定是否 1.基本风压 基本风压w 1.基本风压 0 放大。 放大。 按荷载规范采用(50年重现期 年重现期)。 1)按荷载规范采用(50年重现期)。 特别重要或对风荷载较敏感的高层 应按100 的高层， 100年 2)对特别重要或对风荷载较敏感的高层，应按100年 重现期的风压值采用。如没有100年的数据，可将50 100年的数据 50年 重现期的风压值采用。如没有100年的数据，可将50年 1.1。 一遇的风压×1.1。 (高层规程强制性条文) 高层规程强制性条文)

2.风振系数βZ 2.风振系数考虑范围： 1)考虑范围：

动力效应

高层结构 H >30m 、H/B >1.5 高耸结构 T1>0.25s

考虑方法： 与房屋的自振周期、振型和高度有关。 2)考虑方法： 与房屋的自振周期、振型和高度有关。

ξν z βz = 1+ µz

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三.总体风荷载和局部风荷载(kN) 总体风荷载和局部风荷载(kN)1.总体风荷载 1.总体风荷载抗风设计时， 抗风设计时，应按整个房屋在某一 高度处的总体风载计算结构的内力和 位移。 位移。(如同抗震设计时计算各层的 水平地震力F 水平地震力 i) 总体风荷载

Fn

Wzn

Fi F1 FEk

Wzi Wz1

建筑物各表面在某高度 处的风载合力，是沿高度变化的线荷载， 处的风载合力，是沿高度变化的线荷载，可 合并为各楼层的集中力， 方向分别计算。 合并为各楼层的集中力，按x、y方向分别计算。外围表面数

风向与表面法线的夹角

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