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1、高层建筑混凝土结构设计,第3章 高层建筑的荷载和地震作用,2,高层建筑主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用。本章的主要 任务是介绍上述荷载的汇集方法。 3.1 竖向荷载,竖向荷载分为,永久荷载（恒荷载）：结构及装饰材料自重。 可变荷载（活荷载）：楼面均布活荷载、雪荷载、 及施工检修荷载。,恒荷载标准值可由建筑结构荷载规范GB50009提供的各种材料自重标准值及构件和装饰物等截面尺寸进行计算。 活荷载标准值应按建筑结构荷载规范GB50009的有关规定 采用。,3,在计算高层建筑楼面活荷载引起的内力时，一般可不考虑楼面活荷载不利布置，因为高层建筑楼面活荷载标准值一般为23 kN/m2 ，而高层建筑全
2、部竖向荷载标准值一般为1216kN/m2，楼面活荷载最不利布置对内力影响较小，为简化计算，可不考虑楼面活荷载不利布置，按活荷载满布进行计算，然后对梁弯矩乘以1.11.3的放大系数。 当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑活荷不利布置。,3.2 风荷载 一、垂直于建筑物表面上的单位面积风荷载标准值,4,全国各城市的风压,注：其他省市风压此处从略，详见建筑结构荷载规范GB50009 附录D， 表D.4。,上表中分别给出了重现期为10、50、100年的基本风压。 对于一般高层建筑可采用重现期为50年的基本风压，设计使用年限为100年的高层建筑可采用重现期为100年的基本风压。,5,对风荷载比较敏感的
3、高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。 高层建筑对风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前尚无实用的划分标准，一般情况下，高度大于60米的高层建筑，承载力设计时风荷载可按基本风压的1.1倍采用。 对于高度不超过60米的高层建筑风荷载是否提高，可由设计人员根据实际情况确定。 重现期为10年的风压用于高层建筑的舒适度验算。,6,风压高度变化系数z,7,上表中地面粗糙度按高层建筑所在地区的不同可分为A、B、C、D四类： A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类指有密集建筑群的城市市区； D类指有密集建筑群
4、且房屋较高的城市市区。,8,5 在需要更细致地进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按高层建筑混凝土结构技术规程附录B（或教材表3.3）采用，或由风洞试验确定。,9,对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,高层建筑的风振系数（总风压与静风压的比值）可按下式计算：,式中 Hi 计算点距室外地面高度； H 房屋高度。,（采用振型分解法计算总风压时得到的）振型系数，由风 动力计算确定，计算时可只考虑基本振型的影响；,脉动增大系数、脉动影响系数取值详见建筑结构荷载规范GB50009的有关规定。,10,房屋高度大于200m 或有下列情况之一时，宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载。 1.平面形状或立面形
5、状复杂； 2.立面开洞或连体建筑； 3.周围地形和环境较复杂。 高层建筑结构进行风作用效应计算时，正反两个方向的风作用效应宜按两个方向计算的较大值采用；体型复杂的高层建筑，应考虑风向角的不利影响（既考虑多方向风荷载作用，进行风效应对比分析，增加结构抗风安全性）。 二、局部风荷载 对于檐口、雨蓬、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s不宜小于2.0。,11,3.3 地震作用 一、地震作用的有关规定 1.高层建筑工程抗震设防分类,1)特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工 程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防 的建筑。简称
6、甲类。,2)重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关 建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标 准的建筑。简称乙类。,3)标准设防类：指大量的除 1、2款以外按标准要求进行设防的一般高层 民用建筑。简称丙类。,1）对国内、外广播的广播电台和节目传输中心、电视发射中心。 通常指国家级、省级和直辖市级的广播电视中心；,2）城市和长途通讯枢纽、国际无线电台；,3）有200床位以上的医院病房楼、门诊楼。,属于乙类建筑的高层建筑物可以有：,12,3.高层建筑结构的地震作用计算规定 1）一般情况下，应至少在结构两个主轴方向分别计算水平 地震作用；有斜交抗侧力构
7、件的结构，当相交角度大于15时， 应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用； 2）质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地 震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下 的扭转影响； 3）高层建筑中的大跨度、长悬臂结构， 7 度（0.15g）、 8 度抗震设计时应计入竖向地震作用； 4）9 度抗震设计时应计算竖向地震作用。,计算双向水平地震方法见高规第4.3.10条中的第3款。但公式应该为：,各抗震设防类别的高层建筑的地震作用，应符合下列规定： 1)甲类建筑：应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定； 2)乙、丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度计算。,1
8、3,二、地震作用计算方法,计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂 直于地震作用方向的偏移值可按下式采用： ei = 0.05Li 式中：ei 第i层质心偏移值（m），各楼层质心偏移方向相同； Li 第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度（m）。,高层建筑结构应根据不同情况，分别采用下列地震作用计算方法： 1 高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、 不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转 耦联振动影响的振型分解反应谱法； 2 高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较 均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法；,14,3 7 9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析 法进行多遇地震下的补充计算： 1）甲类高层建筑结构； 2）下表所列的乙、丙类高层建筑结构；,3）不满足高规关于”结构竖向布置”规定的高层建筑结构； 4）高规规定的复杂高层建筑结构。,15,三、钢筋混凝土高层建筑结构的抗震等级,A级高度的高层建筑结构抗震等级,16,